Toman писал(а):
-------------------------------------------------------
> ZavGar писал(а):
Электропередача
> не накладывает никаких ограничений на малую
> скорость движения
>
----
Что-то мне думается, что КПД электродвигателя (быстроходного по своей сути) при оборотах, близких к нулевым, так же близок к нулю. 90% энергии при пуске коллекторного двигателя теряется на пусковых резисторах. Применение электроники не очень-то решает проблему.

> > Более 2000 л.с.
>
> КПД-то не падает (если иметь в виду те же условия,
> и именно механическую передачу).
>
> > а удельная масса - превышает таковую
> > электрической.
>
> Не, уж точно не превышает. Только механика - она
> при таких мощностях только ступенчатая,
-------

Такие большие мощности надо передавать на большое число ведущих колёс (осей), а это - лишние карданные передачи, дифференциалы, редукторы. В агрегатах применяется больший объём масла, на перемешивание и нагрев которого уходит много энергии. Вот вам и рост массы (плюс масса маслорадиаторов и вентиляторов).
Кстати, именно на таких мощностях и применяются ГМП, иногда два гидротрансформатора в параллель. Ступени в механической коробке при этом переключаются с помощью фрикционов с автоматизированным управлением без разрыва потока мощности. Водитель же (машинист) педалью сцепления не работает - нет её :-)
В общем, чтобы со всем этим не морочиться, и применяют электротрансмиссию. К тому же она легче поддаётся автоматизации по сравнению с гидравликой.

ZavGar писал(а):
-------------------------------------------------------

> Электропередача
> > не накладывает никаких ограничений на малую
> > скорость движения
> >
> ----
> Что-то мне думается, что КПД электродвигателя
> (быстроходного по своей сути) при оборотах,
> близких к нулевым, так же близок к нулю. 90%
> энергии при пуске коллекторного двигателя теряется
> на пусковых резисторах. Применение электроники не
> очень-то решает проблему.

Только уж чего-чего, а пусковых резисторов в передаче автономного ТС точно нет. Даже если бы двигатели были коллекторными. Но вообще-то вряд ли в наше время на автомобиле будут ставить коллекторные ТЭД. Тут мощности отдельных агрегатов меньше, чем в тех же трамваях, так что есть все резоны использовать некие другие, и такие преобразователи вполне можно поставить на машине. Не обязательно асинхронные ТЭД - м.б. удобнее окажутся синхронные.
Что касается мощности и потерь на малых скоростях. Исходить можно из того, что паспортный КПД двигателя (и генератора, впрочем, тоже) - это относится к часовому или длительному режиму. Для легкового автомобиля мощностью 80 кВт и весом 1500 кг этот самый расчётный режим будет соответствовать скорости 80 кВт/8 кН=10 м/с=36 км/ч. Поскольку КПД при этом примерно 80%, это значит, что в воздух улетает примерно 20 кВт мощности. Но если разгон осуществлять в темпе поезда метро, т.е. ровно в 4 раза плавнее (а в большинстве случаев больше и не надо - пробка же), то ток будет в 2-4 раза меньше (в зависимости от схемы и параметров возбуждения), а мощность потерь в 4-16 раз меньше. Т.е. КПД либо тот же, либо несколько лучше (вплоть до 95% - если магниты хорошие :) ). При скорости 3,6 км/ч можно ожидать тогда КПД 0,62 (при сильных магнитах), но можно и 0,29 (при слабых магнитах).
Тем более может быть ниже доля потерь при ещё меньшем токе, т.е. при поддержании постоянной скорости движения.

>
> > > Более 2000 л.с.
> >
> > КПД-то не падает (если иметь в виду те же
> условия,
> > и именно механическую передачу).
> >
> > > а удельная масса - превышает таковую
> > > электрической.
> >
> > Не, уж точно не превышает. Только механика -
> она
> > при таких мощностях только ступенчатая,
> -------
>
> Такие большие мощности надо передавать на большое
> число ведущих колёс (осей), а это - лишние
> карданные передачи, дифференциалы, редукторы. В
> агрегатах применяется больший объём масла, на
> перемешивание и нагрев которого уходит много
> энергии. Вот вам и рост массы (плюс масса
> маслорадиаторов и вентиляторов).
> Кстати, именно на таких мощностях и применяются
> ГМП, иногда два гидротрансформатора в параллель.
> Ступени в механической коробке при этом
> переключаются с помощью фрикционов с
> автоматизированным управлением без разрыва потока
> мощности. Водитель же (машинист) педалью сцепления
> не работает - нет её :-)

Это на тепловозе на 2000 кВт фрикционами??? Вообще-то на тепловозах принято делать это наполнением-опорожнением гидроаппаратов разных ступеней. Несмотря на то, что больше гидроаппаратов - это вроде бы больше масса - но, видимо, фрикционы или неживучи, или просто для их привода нужны были бы ещё более монстрообразные аппараты - какие-то там цилиндры и т.д., что проще сделать несколько аппаратов.
И всё равно, гидравлический тепловоз всегда получается намного легче электрического. Всю гидропередачу можно приблизительно сравнить с тяговым генератором (по весу), а вот карданы, редукторы, спарники (если есть) - это всё намного легче, чем ТЭДы. Разве что вот на ТЭМ21 в рамкох отечественного тепловозостроения смогли одолеть 4-осность, как у ТГМ6. Ну так и ТГМ6 не предел - вот, были опытные гидравлические 6-осные тепловозы с 2 дизелями по 1470 кВт - против их современников - электрических с одним по 2200 кВт.

> В общем, чтобы со всем этим не морочиться, и
> применяют электротрансмиссию. К тому же она легче
> поддаётся автоматизации по сравнению с
> гидравликой.

Зато с защитой от боксования при индивидуальном приводе морочиться приходится как раз больше :) Но на автомобиле, в отличие от ж.д. ПС - лучше поморочиться, но зато не иметь проблем с дифференциалами и их блокировками - это вам не тепловоз, который без всяких диффов обходится.

Вот, интересная статья. Это "Юный Техник" 80-х гг.
http://www.avtosecret.com/nowhow4.php

Речь идет о суперконденсаторах для транспорта (даже рассказывается, как сделать его макет для экспериментов). Там же упоминается гибридный автомобиль:

На автомобиле устанавливается небольшой бензиновый движок на 5-10 кВт.
Работает он в постоянном режиме, а значит, можно добиться, что отработанные газы будут практически безвредными. Движок подпитывает конденсатор электроэнергией, которая поступает потом прямо на колеса, их движут электромоторы, исчезают многоступенчатые механические передачи, а значит, возрастает КПД. По прикидкам, такому гибридному двигателю потребуется 1 литр бензина на 100 километров пути. Кто не пожелает ездить на таком "экономе"!

Гибридный автомобиль. На его борту - двигатель внутреннего сгорания 1 вращает электрогенератор 2. Конденсатор 4 через блок управления 3 то соединяется с генератором и заряжается, то отдает запасенную энергию электродвигателям 5. 6 - бак с бензином или даже спиртом, если хотите.

Как видим, предлагается именно электрическая передача. Литр на сотню - впечатляет! Увы, современные производители гибридов пошли по другому пути...



Редактировано 2 раз(а). Последний раз 17.01.08 22:17 пользователем Alex - MTB-82.

0

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------

> На автомобиле устанавливается небольшой бензиновый
> движок на 5-10 кВт.

Мощность мощного мопеда или маломощного мотоцикла (125-200 кубового, типа наших "Минска"-"Восхода").

> Работает он в постоянном режиме, а значит, можно
> добиться, что отработанные газы будут практически
> безвредными. Движок подпитывает конденсатор
> электроэнергией, которая поступает потом прямо на
> колеса, их движут электромоторы, исчезают
> многоступенчатые механические передачи, а значит,
> возрастает КПД. По прикидкам, такому гибридному
> двигателю потребуется 1 литр бензина на 100
> километров пути. Кто не пожелает ездить на таком
> "экономе"!

1 литр на сотню - для автомобиля нереально. Это цифра только для хороших мопедов с 4-тактным двигателем и ступенчатой (не вариаторной) передачей, и толковым водителем за рулём, правильно выбирающим режим. Разумеется, на скорости ниже 50. Даже при том, что аэродинамика машины лучше, чем мопеда, но зато гораздо больше её сечение, и как минимум в 2 раза больше скорость. В общем-то чудес не бывает, там нужно примерно в 5-7 раз больше мощность для езды по горизонтали по трассе, и настолько же больше будет и расход...
Ну а установившуюся скорость на затяжном подъёме крутизной процентов 5, машины весом полторы тонны при мощности двигателя 10 кВт - это школьная задачка. Это, в общем, не то чтобы полная засада, но получится как у грузовика - т.е. довольно-таки медленно. А вот со скоростью движения по горизонтали "как у грузовика" уже не получится (впрочем, как у тяжело гружёного арбузами КамАЗа (кто видел на дороге, тот поймёт) - получится - но кому оно надо, это практически мопедная опять же скорость - а расход топлива всё равно будет не мопедный, т.к. это всё равно на номинальном режиме, тогда как мопед это делает скорее на половинном).

> На автомобиле устанавливается небольшой
> бензиновый движок на 5-10 кВт.

Который с трудом будет тянуть машину в постоянном режиме на трассе.

> По прикидкам, такому гибридному двигателю
> потребуется 1 литр бензина на 100 километров пути.

> Как видим, предлагается именно электрическая
> передача. Литр на сотню - впечатляет!

Там же написано - "по прикидкам". То есть даже не то чтобы грубо, а совсем уж от фонаря. Во что этот литр выльется в случае изготовления - не знал никто.

> Увы, современные производители гибридов пошли
> по другому пути...

Современные производители пошли по тому пути, по которому можно сделать не просто опытный образец, а серийное изделие.

Toman писал(а):
-------------------------------------------------------

> В общем-то чудес не бывает, там нужно
> примерно в 5-7 раз больше мощность для езды по
> горизонтали по трассе, и настолько же больше будет
> и расход...

Запорожцу более чем достаточно и менее чем в 3 раза больше. Если конечно не гонять по автобану (впрочем, и тут основное ограничение - передаточное отношение КПП, аэродинамика и ходовая часть данного авто)

> Ну а установившуюся скорость на затяжном подъёме
> крутизной процентов 5, машины весом полторы тонны
> при мощности двигателя 10 кВт - это школьная
> задачка.

Ну, если взять машину полегче... Мотоколяска (инвалидка) СЗД при мощности меньше 9 кВт свои паспортные 75 км/ч вполне нормально идет. Для города этого достаточно. Для современных фур кстати принято правило 10 л.с. на тонну массы.
Вообще imho нынешнее увлечение цифрами максимальной мощности легковушек и мототехники (где более новая модификация хоть на чуть-чуть, но мощнее предыдущей) - такой же маркетинговый ход, как и с мегапикселями в цифровом фото. В реальности гораздо важнее крутящий момент и харакреристика его изменения в зависимости от оборотов.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Запорожцу более чем достаточно и менее чем в 3
> раза больше.
Ну как сказать - более чем достаточно... Если спокойно пилить по шоссе со скоростью 60 - 70 км/ч - то да. Но от современного автомобиля все-таки хотелось бы получить нечто большее, особенно если он используется для загородных поездок. Да и динамика - это фактор не только удовольствия, но в некоторых случаях - и безопасности. К тому же Запорожец - это все-таки автомобиль, выражаясь современным языком, с числом мест 2+2, т.е. не полноразмерное авто.

> Для современных фур
> кстати принято правило 10 л.с. на тонну массы.
У фур в разы выше крутящий момент, что позволяет компенсировать ухудшение динамики из-за сравнительно низкой энерговооруженности. К тому же и максимальная скорость у них ограничена.

> Вообще imho нынешнее увлечение цифрами
> максимальной мощности легковушек и мототехники
> (где более новая модификация хоть на чуть-чуть, но
> мощнее предыдущей) - такой же маркетинговый ход,
> как и с мегапикселями в цифровом фото. В
> реальности гораздо важнее крутящий момент и
> харакреристика его изменения в зависимости от
> оборотов.
Верно. Поэтому и начали ставить наддув на самые престижные модели. В дальнейшем, с удешевлением технологий, он, вероятно, станет более массовым.



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 18.01.08 13:57 пользователем svh.

svh писал(а):
-------------------------------------------------------

> У фур в разы выше крутящий момент, что позволяет
> компенсировать ухудшение динамики из-за
> сравнительно низкой энерговооруженности. К тому же
> и максимальная скорость у них ограничена.

Имеется в виду чистый электромобиль? С моментом в порядке. У него не в порядке с запасом хода и коэффициентом тары.

svh писал(а):
-------------------------------------------------------
> Имеется в виду чистый электромобиль? С моментом в
> порядке. У него не в порядке с запасом хода и
> коэффициентом тары.

Я имел в виду вышеописанную машинку.
Это ответ на то, что хотя у фур лишь 10 лошадей на тонну, но у них момент хороший. У вышеописанного автмобиля 10 киловат - это 14 лошадей, а массу сделать меньше 1400 кг для легковушки - не проблема. Так что тяговооружённость сойдёт для равномерного движения по трассе (да и в пробках он неплох - всё равно стоит часто, так что будет копить энергию, чтобы потом резко отдать во время ускорения). Запас хода определяется объёмом бензобака. И с моментом проблем точно нет. У электродвижка зависимость момента от оборотов лучшая из возиожных.

Я вот думаю, насколько реально это двухпоточным сделать?



Редактировано 1 раз(а). Последний раз 18.01.08 20:27 пользователем Льготник.

svh писал(а):
-------------------------------------------------------
> > Запорожцу более чем достаточно
> Ну как сказать - более чем достаточно... Если
> спокойно пилить по шоссе со скоростью 60 - 70 км/ч
> - то да. Но от современного автомобиля все-таки
> хотелось бы получить нечто большее,

100 км/ч идет уверенно, вплоть до паспортных 120, и чувствуется, что некоторый запас еще есть, но уже страшно - пятой передачи нет, а четвертая коротковата, обороты за 4000, шумы и вибрации такие, что, кажется, вот-вот развалится. Так что 29 кВт в установившемся режиме даже для автомагистрали в рамках российских ПДД за глаза. Для города хватит соответственно меньше. А для динамичного ускорения и кратковременного увеличения скорости для уверенного обгона как раз и нужен накопитель энергии - суперконденсатор или супермаховик (последний вроде бы даже более эффективен). Он же эффективно заберет энергию при рекуперативном торможении.

> > В
> > реальности гораздо важнее крутящий момент и
> > харакреристика его изменения в зависимости от
> > оборотов.
> Верно. Поэтому и начали ставить наддув на самые
> престижные модели. В дальнейшем, с удешевлением
> технологий, он, вероятно, станет более массовым.

Я к тому, что мощность современных легковушек избыточна, вполне достаточно и существенно меньшей, гораздо лучше вместо показателя максимальной мощности бороться за равномерность характеристики крутящего момента и уверенную тягу на низких оборотах. И в этом смысле дизель вне конкуренции.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> 100 км/ч идет уверенно, вплоть до паспортных 120,
> и чувствуется, что некоторый запас еще есть, но
> уже страшно - пятой передачи нет, а четвертая
> коротковата, обороты за 4000, шумы и вибрации
> такие, что, кажется, вот-вот развалится.
Вот именно. Так что идет он не "веренно", а фактически на пределе. И пятая передача тут ни при чем.

> А для
> динамичного ускорения и кратковременного
> увеличения скорости для уверенного обгона как раз
> и нужен накопитель энергии - суперконденсатор или
> супермаховик (последний вроде бы даже более
> эффективен). Он же эффективно заберет энергию при
> рекуперативном торможении.
А зачем? Пусть будет ДВС с запасом мощности - это гораздо проще и дешевле. На режимах частичной мощности он достаточно экономичен и экологически чист. А то вот начали выпускать гибриды, но что-то особой массовости пока нет - ибо цена настолько отличается от обычного авто, что на разницу можно цистерну бензина купить. Вся выгода от его экономичности сводится к нулю.

> гораздо лучше вместо показателя
> максимальной мощности бороться за равномерность
> характеристики крутящего момента и уверенную тягу
> на низких оборотах. И в этом смысле дизель вне
> конкуренции.
Верно. И поэтому, а также из-за более дешевого топлива, в Европе все больше дизельных легковушек.

svh писал(а):
-------------------------------------------------------
> Так что идет он не "веренно", а
> фактически на пределе. И пятая передача тут ни при
> чем.

Как раз при том. Запас тяги у движка еще есть, но реализовать его не позволяет слишком низкое максимальное передаточное отношение КП, в результате чего на скоростях в 100 и более км/ч движок перекручивается. А высоких оборотов (более 4000) движок Запорожца не любит. В принципе при установившейся скорости 120 педаль у меня еще не в пол. Спидометр отрегулирован по цифровому.

> > А для
> > динамичного ускорения и кратковременного
> > увеличения скорости для уверенного обгона как
> раз
> > и нужен накопитель энергии
> А зачем? Пусть будет ДВС с запасом мощности - это
> гораздо проще и дешевле. На режимах частичной
> мощности он достаточно экономичен и экологически
> чист.

Понятно, что проще. Но работая в постоянном оптимальном режиме при меньшей мощности экономичность и экологичность все же выше. Плюс возможность рекуперации и выключения ДВС при движении в пробке.

> А то вот начали выпускать гибриды, но что-то
> особой массовости пока нет - ибо цена настолько
> отличается от обычного авто, что на разницу можно
> цистерну бензина купить. Вся выгода от его
> экономичности сводится к нулю.

Также выгода сводится к нулю применением бензинового двигателя (дизель тот же или даже больший, в зависимости от конкретного режима эксплуатации, экономический эффект и без всякой гибридности обеспечивает) с тем же режимом работы, что и у обычной машины - электродвигатель в этих "гибридах" выполняет вспомогательную роль и в отсутствие пробок являетя лишь балластом.



Редактировано 3 раз(а). Последний раз 20.01.08 01:03 пользователем Alex - MTB-82.

Только что в передаче Кваттроруте в репортаже про Детройтский автосалон передали: гибридный Jeep с дизелем на 1 литре проезжает 47 км. Т.е., чуть больше 2 литров на сотню. И это для довольно крупноразмерного авто.

Alex - MTB-82 писал(а):
-------------------------------------------------------
> Только что в передаче Кваттроруте в репортаже про
> Детройтский автосалон передали: гибридный Jeep с
> дизелем на 1 литре проезжает 47 км. Т.е., чуть
> больше 2 литров на сотню. И это для довольно
> крупноразмерного авто.

С какой скоростью он это проезжает? Если на 10-20 км/ч, то это можно было сделать без всяких гибридов - просто на маломощном моторе, при правильном для этой цели подборе передаточных чисел. (А для грузовиков ничего сверхестественного в 10-20-ступенчатых КПП, так что там и "подбора" особого не потребовалось бы - всё может подобрать водитель на ходу). Для езды на 20 км/ч там нужна мощность около 1,5 кВт, в течение 5 ч - т.е. расход энергии 7,5 кВт*ч на сотню. Если считать для скорости 100 км/ч, то там воздушное сопротивление порядка 1,5 кН, плюс неизменное сопротивление качения 0,2 кН: 1,7кН * 28м/с = 48 кВт. Т.е. 48 кВт*ч на сотню.
Т.о. при движении (по горизонтальной площадке) на 20 км/ч расход энергии примерно в 6,4 раз меньше, чем при реальном режиме на трассе - 100 км/ч. Если, к примеру, на таком режиме у обычной машины расход 13 литров на сотню - то при снижении скорости и соответственно уменьшенном двигателе как раз и будет 2 литра. Если было 9 литров на сотню, будет 1,4 литра на сотню. Т.е. вывод такой: практически того же результата можно достигнуть без всяких гибридностей просто использованием двух двигателей существенно разной мощности - маршевого (100 кВт) и маневровой-вспомогаетельной силовой установки (макс. мощностью около 4 кВт), и ездой при малой скорости на одном вспомогательном.
Кстати, можно сравнить с тепловозными цифрами: у тепловоза расход порядка 280 г/(кВт*ч). А у меня получается почему-то 190, что, видимо, говорит о том, что где-то в расчётах ошибка, и осетра необходимо урезать примерно в 1,47 раза. Тогда, при такой корректировке, вместо 48 кВт для 100 км/ч будет 32 кВт, а для 20 км/ч 1,3 кВт, т.е. 32 кВт/ч на 100 км и 6,5 кВт/ч на 100 км соотв. - разница лишь в 5 раз. И 2 литра на сотню получаются из 10 литров на сотню при 100 км/ч.

Toman писал(а):
-------------------------------------------------------
> А у меня
> получается почему-то 190, что, видимо, говорит о
> том, что где-то в расчётах ошибка, и осетра
> необходимо урезать примерно в 1,47 раза. Тогда,
> при такой корректировке, вместо 48 кВт для 100
> км/ч будет

А какое трение качения у рельсового транспорта?

Кстати, я читал статью в "Клаксоне" какого-то кажись 2002 года, про Фольксваген, потреблявший литр на сотню. Он был из каких-то особо лёгких материалов, одноместный, максимальная скорость 120 км/ч. Был ли он гибридом - не знаю.

Еще до появления всяких гибридов проводились всякие "экоралли" с целью добиться минимального расхода топлива. Участники тщательно рассчитывали скорость движения, моменты переключения и т.п. И добивались 3 - 3,5 л/100 км на серийных Жигулях. Но ездить в таком режиме не для рекорда, а постоянно - чистый мазохизм. Да и скорость движения на этих ралли не превышала 55 - 60 км/ч.

Alex - MTB-82 писал(а):
> Как раз при том. Запас тяги у движка еще есть, но
> реализовать его не позволяет слишком низкое
> максимальное передаточное отношение КП, в
> результате чего на скоростях в 100 и более км/ч
> движок перекручивается. А высоких оборотов (более
> 4000) движок Запорожца не любит. В принципе при
> установившейся скорости 120 педаль у меня еще не в
> пол. Спидометр отрегулирован по цифровому.

Это все не удивляет. Мне приходилось встречать на дороге людей на "Оке", едущих 120 - 130 км/ч. Но такие авто все же не очень подходят для дальних поездок, да и режимы такой скорости для них - близкие к предельным, что нехорошо для ресурса.

Льготник писал(а):
-------------------------------------------------------

> > А у меня
> > получается почему-то 190, что, видимо, говорит
> о
> > том, что где-то в расчётах ошибка, и осетра
> > необходимо урезать примерно в 1,47 раза. Тогда,
> > при такой корректировке, вместо 48 кВт для 100
> > км/ч будет
>
> А какое трение качения у рельсового транспорта?

А какая разница? Если тот же тепловозный дизель-генератор стоит на карьерном самосвале, или на корабле - у него от этого удельный расход топлива на том же режиме изменится (в граммах на кВт/ч)?
Ну, с другой стороны, если это Вас интересует - то у рельсового транспорта коэффициент сопротивления что-то порядка 0,0008-0,002, как правило.
У автомобилей 0,006-0,010.

>
> Кстати, я читал статью в "Клаксоне" какого-то
> кажись 2002 года, про Фольксваген, потреблявший
> литр на сотню. Он был из каких-то особо лёгких
> материалов, одноместный, максимальная скорость 120
> км/ч. Был ли он гибридом - не знаю.

Лёгкие материалы при большой скорости (скорости более 50 км/ч) роли практически не сыграют, т.к. львиная доля сопротивления - аэродинамическая.