Ремонт и обслужване на хибридни автомобили - ЛЕКЦИИ

[plamsav]

За това попитах за номограма

Номограма Приус.gif (10.56 KiB) Преглеждано 4936 пъти

[slowtraveler]

Тук има много добре обяснено и интерактивно демонстрирано приложение, при което може да се види работата на PSD:
http://eahart.com/prius/psd/
От което в допълнение става ясно защо има ограничение на максималната скорост при движение на ток, която е доста по-ниска от максималната при движение с ДВГ

[plamsav]

може да се види работата на PSD

Това е най-добрата анимация, на която се вижда точната взаимовръзка между трите движещи се елемента в Устройството за разпределение на мощността PSD.

http://eahart.com/prius/psd/

[Hursa]

И аз да се включа, че темата ми е интересна, като цяло, не само последната лекция. А според мен, тя е най-малко спорната. Според мен, в тази лекция некоректно е използвана енергията за обяснението, поради това е неясно, не че е погрешно описано. Според мен, трябва да се използва мощността в описанието. Най-малкото, тя е характеристика, както на ДВГ, така и на ел двигателите и генераторите. Мощността им е свързана с проста формула с въртящия момент P=M*n/k
P – мощност на двигателя, М – въртящ момент, n – обороти, k – коефициент (зависещ от това, какви единици използваме).
(Мощността е моментната механична енергия, генерирана от двигателя, тя го характеризира. Докато механичната енергия, като такава, може да е генерирана за произволен отрязък от време.)

► Виж съдържание

Може би внася известно объркване, че единиците за размерност на енергията и извършената механическа работата от една страна, и на въртящият момент - от друга, са нютон*метър (в СИ). Но трябва да се има в предвид, че ако опростено приемем, че извършената работа е A=F*S – работата извършена от сила F, за преместване на тяло на разстояние S, ако „посоките” (векторите) на силата и преместването съвпадат (и силата F е единствената действаща на тялото). Т. е. ако силата не е преместила тялото, не е извършила работа. Аналогично, ако имаме въртене – A=M*θ – работата извършена от завъртащата сила М (въртящият момент), за завъртане на тялото на ъгъл θ (в радиани). Т. е. ако вътящият момент не е „завъртял” тялото, не е извършил работа.

Като се използва мощността, според мен, може да се обясни по-ясно работата на планетарния механизъм в приус.
Ако ДВГ работи (ДВГ не може да работи под определени минимални обороти, не че не се знае) – върти „касетата” (не знаех, че така се нарича) със „планетарните колела”. Така генерирания от ДВГ въртящ момент и мощност се разпределят, между короната и слънчевото колело. Въртящият момент се разпределя в споменатото съотношение. (Предполагам при различните модели това съотношение - в зависимост от съотношението между размерите на короната, слънчевото колело и сателитите – може да е различно.) Но мощността, предадена към короната и слънчевото колело зависи не само от момента, но и оборотите с които те се въртят (по спомената формула).

► Виж съдържание

(Мощността, както и енергията ще се разпределят в съотношението, в което се дели момента, само ако оборотите на короната, слънчевото колело и касетата са еднакви. Например, както в диференциала, когато автомобила се движи направо – въртящият момент (умножен на предавателното число) и мощността, които генерира двигателя в момента, се разпределят по равно между двете полуоски – въртящи се с еднакви обороти.)
(Може би не е и коректно да се каже, че момента се разпределя между короната и слънчевото колело. А по скоро предавания момент към короната е редуциран до 72%, а към слънчевото колело – до 28%. Защото, ако например момента се подава към короната, при спускане, в „брейк” режим – тогава момента даван от касетата е 1,39 по-голям спрямо подадения, а на слънчевото колело е 0,39 – така, че сумарния редуциран момент е значително по-голям от генерирания върху короната от движещия се по наклона автомобил.)

Ако автомобила е неподвижен – колелата, МГ2 и короната (поради „твърдата” връзка между тях) – също са неподвижни. Ако ДВГ работи – генерираният въртящ момент се разпределя между короната и слънчевото колело в споменатото съотношение. Но ако въртящият момент предаден към короната е недостатъчен за да задвижи автомобила, мощността предадена към короната ще е нулева (оборотите и са „нула”). Цялата генерирана в момента механическа мощност от двигателя ще се предава (без загубите в планетарния механизъм) към слънчевото колело и МГ1 (работещ като генератор и „генериращ” съответния съпротивителен въртящ момент, равен на получения). Ако момента, който се предава към слънчевото колело е 28% от момента на двигателя, то оборотите му при неподвижна корона ще са близо 3,6 пъти по големи от оборотите на ДВГ (при които работи в момента).

► Виж съдържание

(При диференциала например, ако едното колело загуби сцепление при спрял автомобил – оборотите му са два пъти по големи от оборотите на двигателя – разделени на предавателното число.)
Момента предаван към короната (а от там и към двигателните колела) от ДВГ (при спрян автомобил) не е голям – от една страна имаме повишаваща предавка, все едно сме включили на „шеста” в „обикновен бензинов” автомобил (трябва да се уточни какво е предавателното число между короната и полуоските), а от друга ДВГ на приус (работещ по цикъла на Милър) при ниски обороти не може да генерира голям въртящ момент и съответно мощност. Оборотите на ДВГ при спрян автомобил се ограничават за да не се стигне до разрушаване на МГ1 въртящ се около 3,6 пъти по-бързо.

Така генерираната от МГ1 електрическа мощност, приблизително равна (без механичните и елмагнитни загуби) на генерираната в момента механическа мощност от ДВГ – може да бъде предадена на МГ2. Тази електрическа мощност може да бъде подадена на МГ2, за да се генерира въртящ момент, сумиращ се с въртящия момент подаден директно от ДВГ към короната. Така получения въртящ момент може да е достатъчен за да потегли автомобила. Ако генерираната от ДВГ мощност не е достатъчна, може да подадем „газ” увеличавайки натоварването му, отваряйки дроселната клапа, така увеличавайки генерирания въртящ момент и механична мощност (увеличаване на оборотите му не е задължително). Това, разбира се, ако батерията е “празна” и не разполагаме с акумулирана ел енергия. Иначе недостигащата ел мощност може да бъде получена от батерията и “сумирана” с получената от генератора. Така подадената електрическа мощност, при старта, може би е достатъчна МГ2 да генерира въртящ момент, близък до максималния му (още при “0” оборота).

► Виж съдържание

Бях питал, какви са характеристиките на синхрония двигател под управление на честотния инвертор. За съжаление не намирам информация или не търся както трябва. Затова ще напиша как става „потеглянето” със синхронен ел двигател, според мен, за да бъда евентуално коригиран или осмян. До колкото бе споменато от BOz и до колкото съм го разбрал – датчика за положение отчита положението на ротора на двигателя (МГ2 в случая). Във всяка от фазовите статорни намотки се подава постоянно напрежение и ток с такава „големина и посока”, че да се генерира сумарно магнитно поле в статора с такъв ъгъл спрямо оста на двигателя, сключващ с магнитното поле на ротора ъгъл близък до 90 градуса – ако условно разделим “полетата” (при такъв ъгъл, до колкото знам, въртящия момент на синхронния двигател ще бъде близък до максималния за подадената електрическа мощност). Така да се каже фазите се „захранват” с напрежение с нулева честота, генериращо магнитно поле „въртящо се с нулева честота”. (Незнам, ако е вярно горното, това достатъчно ли е да се получи въртящ момент близък до максималния при съответната захранваща ел мощност, контролирана от педала .) Ако генерирания въртящ момент е достатъчен автомобила се задвижва, съответно ротора “започва да се завърта”. Отчитайки завъртането на ротора и намаляването на ъгъла между магнитните полета на статора и ротора, на статорните намотки се подава постепенно нарастващо по честота захранване, във всяка от фазите – с фазови ъгли, такива, че генерираното „въртящо се” сумарно магнитно поле на статора да сключва ъгъл с магнитното поле на въртящия се ротор ъгъл, около 30 градуса. Отчитането на този ъгъл предполагам служи за обратна връзка в управлението на двигателя. Намаляването на ъгъла показва, че генерирания въртящ момент е твърде голям и съответно се намалява захранващата мощност. Увеличаването на ъгъла, съответно е сигнал за увеличаване на захранващата мощност (ако не сме достигнали „лимита”) и генерирания въртящ момент. „Скоростта” на нарастване на честотата, а така и нарастването на скоростта на автомобила – желаното ускорение, предполагам управляваме с педала. Ако е достигнат лимита по мощност която системата може да даде в момента се намалява темпа на нарастване на честотата. Например, ако педала е “натиснат” до край и автомобила трябва да даде максималното си ускорение. Тогава, мисля, управлението е по “темп” на нарастване на честотата. Например, при увеличаване на ъгъла на натоварване се намалява темпа на нарастване на честотата на захранващите напрежения, така се снижава ускорението на автомобила и необходимата мощност е по-малка. Не знам дали може едновременно да се коригират и фазовите ъгли на захранващите напрежения в трите фази (мисля, че са три?).
(А може би, “старта” на синхронния двигател в автомобила става, чрез само синхронизация и подаване на захранване с много ниска честота, но тогава вероятно са необходими демпферни намотки, а не знам дали се използват такива при ротор с постоянни магнити.)
Извинявам се за “свободните съчинения”, но се надявах най-вече това да науча от темата.

С ускорението на автомобила и нарастване на скоростта – оборотите на короната нарастват – т. е. мощността на ДВГ предаван директно към короната нараства. Оборотите на слънчевото колело намаляват (ако оборотите и мощността на ДВГ са неизменни), съответно мощността подавана към МГ1 намалява. Но това си е ясно. Само мисля, че при скорост около 90 – 100 км/ч, ако автомобила се движи равномерно и на равно – необходимата мощност за поддържане на скоростта не е голяма. Поради това ДВГ работи при неголямо натоварване и сравнително ниски обороти. При това положение, мисля, че оборотите с които се върти МГ1 са минимални, т. е. почти цялата мощност на ДВГ се предава директно към короната, с минимални загуби от трансформация. Но много по-любопитни според мен са режимите, когато МГ1 започва да работи като двигател, стартирането на ДВГ при движещ се автомобил, „брейк” режима, спускането с голяма скорост по инерция.

[slowtraveler]

Но ако въртящият момент предаден към короната е недостатъчен за да задвижи автомобила, мощността предадена към короната ще е нулева (оборотите и са „нула”).

Към това трябва да се има предвид, че електрониката командва и тока към МГ2, с което може да го НАКАРА да бъде блокирал - да не мърда, въпреки, че въртящият момент към короната може и да е достатъчен за задвижване на автомобила...

[Hursa]

Съгласен съм, може. Но защо да го прави и кога да го направи. Нали целта е да потегли автомобила. А има и не енергомки способи (поне съвсем не толкова) - спирачки, блокиращото устройство.

[BOz]

Hursa, до някъде си улучил развъртането на двигателя, но от написаното от теб разбирам, че се "мъчиш" да развъртиш двигателя и да управляваш мощността му само чрез ъгъла на магнитното поле статор/ротор.
Посоката на въртене става чрез това управление (фаза на магнитното поле), но мощността главно се регулира чрез промяна на напрежението и тока, които се подават през статора, като винаги се разчита, че фазата ще бъде точно синхронизирана, за да се предаде максимално към ротора енергията, която се консумира от статора. Идеята е да не се губи въртящ момент, съответно енергия. Да, твоето предположение е възможно за управление на мощността, чрез дефазиране на магнитните полета, но това ще доведе до големи и излишни загуби.
За целта има един сензор, който определя много прецизно ъгъла на ротора спрямо статора, за да може много прецизно да се управлява фазите на магнитните полета.
Но мощността в последствие се управлява чрез големината на магнитното поле, чрез промяна на тока и напрежението, което реално създава промяна в магнитното поле => промяна в мощността, но точно синхронизирани по фаза магнитни полета на статора и ротора.
Ето тук може да видиш какво представлява сензора за определянето на позицията на ротора спрямо статора.
[bbvideo=560,315]https://www.youtube.com/watch?v=c2BneFL1A2E[/bbvideo]

Към това трябва да се има предвид, че електрониката командва и тока към МГ2, с което може да го НАКАРА да бъде блокирал - да не мърда, въпреки, че въртящият момент към короната може и да е достатъчен за задвижване на автомобила...

Да това реално става всеки път когато МГ-1 да кажем пали и гаси двигателя. Създава обратен въртящ момент на короната, за да не се отрази върху "задвижването" на колата, когато автомобила е в "Д" позиция на скоростите.
Но ако автомобила е на "П" да кажем, на МГ-2 не му се подава обратен въртящ момент, защото се разчита на механичното му задържане от "палеца" за паркинг. Тогава се подава управление към МГ-1 за развъртането на двигателя.
Дори и в движение се създават такива въртящи моменти в двигателите по време на палене и гасене на двигателя, като целта им е главно "незабележимото" намесване на системата от гледна точка на водача.
Но това са вече подробности...

[JRD]

Здравейте,
мен ме интересува къде си обслужвате Приусите?
Благодаря предварително

[WoLF]

В гаража

[plamsav]

Но в момента в който докоснеш педала на газта, то производството на енергия от МГ1 чрез двигателя намалява драстично, защото системата преминава в по-оптимизиран режим и "иска" да извършва по-полезна работа (от чисто ефективен път), която работа се изразява в преместване на колата по най-оптималния възможен начин, а именно чрез извършване на работа през 72%-вия път, а не през 28%, с едно и също изразходвано гориво (енергия).

Написаното по горе е ГРЕШНО. Когато автомобилът е в движение и натискате газта разпределението на енергията от двигателя е ВИНАГИ 72% към сателитите и 28% към МГ1. А когато е необходима много мощност всичките 28% от МГ1 във вид на електричество се предават към МГ2 плюс допълнително от батерията, колкото е необходимо и колкото тя може да отдаде в конкретния случай.

[plamsav]

МГ1 може да се върти и без да произвежда електроенергия.

Такъв филм няма. Запомнете върти ли се МГ1 то той или произвежда електроенергия или черпи електроенергия.

[plamsav]

На теория какво ще стане с енергията ако короната се върти да кажем с 1 оборот в минута (колата се движи с да кажем с под 1км/ч), а ДВГ-то работи на макс през това време? Как ще се разпредели въртящия момент?

Това в действителност няма как да се случи. Газта на Приус не е жило. Всичко се регулира от електрониката и тя няма да позволи на двигателя да развие такива обороти при тази скорост. Вие може да натискате газта колкото си искате, но двигателят ще угасне веднага, когато батерията се зареди до необходимото ниво, а и преди това оборотите ще са много по- низки от максималните. А приблизително 99% от енергията ще отиде в МГ1.

[slowtraveler]

Запомнете върти ли се МГ1 то той или произвежда електроенергия или черпи електроенергия.

Зависи от логиката на електрониката... Това дали МОЖЕ да произведе енергия не означава, че я произвежда... Въртенето на генератор не означава че той задължително произвежда енергия... Да, може да генерира напрежение/потенциал, но няма ли товар, токът ще е 0А, и съответно - мощността ще е 0W, което автоматично прави произведената енергия 0кВч

За енергията - горе сме го писали... НЯМА как да разпределиш енергия точно 72% / 28% при условие, че например на MG2 си 'забил чопа' и той не мърда... Съотношението на разпределената енергия ще зависи от оборотите на всяка една част от планетарната предавка...

[BOz]

Написаното по горе е ГРЕШНО. Когато автомобилът е в движение и натискате газта разпределението на енергията от двигателя е ВИНАГИ 72% към сателитите и 28% към МГ1. А когато е необходима много мощност всичките 28% от МГ1 във вид на електричество се предават към МГ2 плюс допълнително от батерията, колкото е необходимо и колкото тя може да отдаде в конкретния случай.

Защо не ми цитираш цялото мнение, а само част от него, като се губи цялата идея на конкретен режим на системата, която съм обяснил?

Такъв филм няма. Запомнете върти ли се МГ1 то той или произвежда електроенергия или черпи електроенергия.

Дай ми данни за производството на електроенергия когато засилиш колата да кажем с 50км/ч и я сложиш на "Н" да видим каква енергия се произвежда от МГ-1 през това време.
МГ-1 може да бъде и като генератор, и като ел. двигател, но и като балансьор в системата, нито да произвежда енергия, нито да харчи (не произвежда нито положителен, нито отрицателен въртящ момент (още един жикер)). Това е част от една идея, където слоу спомена малко по-назад по принцип.

Това в действителност няма как да се случи. Газта на Приус не е жило. Всичко се регулира от електрониката и тя няма да позволи на двигателя да развие такива обороти при тази скорост.

Е защо да няма как да се получи? Още ли жокери да ти дам? А и къде съм писал за обороти по принцип, че не виждам. Един двигател може ли да работи в максимален работен режим, но не намиращ се в максимални обороти? Да не навлизам и в подробности, че започвам и с "на теория", за да се илюстрира идея за размисъл.
Май започвам да виждам заяждане от твоя страна или най-малкото неразбиране на написаното, което съм направил, я от недоизчитане на текста, я от неразбиране, я от някаква друга причина.

[plamsav]

За енергията - горе сме го писали... НЯМА как да разпределиш енергия точно 72% / 28% при условие, че например на MG1 си 'забил чопа' и той не мърда...

Чопа се забива на МГ2 и енергията се разпределя така, когато колата се движи без рязка смяна на скоростта. Когато имаме ускорение или забавяне това съотношение плавно се променя и се стреми при първа възможност да се върне в зададеното условие - 72/28.