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ISG电机布置及先进汽车缓速器试验

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:将ISG与发动机以及传动系统布置在一起时有四种不同的布置方案,如图8-18~图8-21所示。由于因压缩而引起的转矩和转速波动,ISG装置所需的平均起动转速和机械功率增大。原则上,ISG可作为异步电动机或爪极电动机来描述,连接直接通过与曲轴上的传动带轮或电机一体化的单级或双级变速器来实现。图8-20 变速器侧的ISG结构布置方案图8-21 传动带驱动的ISG结构布置方案

ISG电机布置及先进汽车缓速器试验

将ISG与发动机以及传动系统布置在一起时有四种不同的布置方案,如图8-18~图8-21所示。

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图8-18 用于直接起动曲轴的ISG结构布置方案

第1种布置方案如图8-18所示,在发动机与离合器之间使用同轴电机可直接起动发动机,而不会使元件受到磨损。这里ISG代替了飞轮,与带有齿轮传动机构的传统起动机相比,会产生一个对曲轴较小的惯性力矩。由于因压缩而引起的转矩和转速波动,ISG装置所需的平均起动转速和机械功率增大。此种布置方案可以直接起动发动机,优点是:起动快,无噪声,元件少,发电机功率高;其缺点是:用于起动时需3~4倍的蓄电池功率,无脉冲起动机滑行式运转,回收能量受限,而且费用高。

第2种布置方案如图8-19所示,ISG的曲轴上装有复式离合器(双离合器),ISG和发动机之间的第2个离合器的应用给ISG提供了更多的功能。起动可用脉冲起动来实现,在起动中安装两个离合器之间的ISG获得一定的转速并形成动能储存起来。起动时间结束后发动机侧的离合器关闭,离合器摩擦力矩使发动机加速运转。该脉冲起动可明显地减少所需的电起动功率。以耐充、放电的蓄电池为基础,发动机侧的离合器可在发动机停转时从汽车滑行过程中回收制动能量,因为这时没有发动机制动力矩。此布置方案的优点是:快速、无噪声起动,脉冲起动下具有较高的起动力矩,能满足中等功率需求,还可以进行制动能量回收;其缺点是:需要两个离合器,元件较多,控制过程复杂,冷起动时有等待时间,不迅速,且费用高。

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图8-19 带有双离合器的ISG结构布置方案(www.xing528.com)

第3种布置方案如图8-20所示,ISG安装在变速器侧,轴向平行布置也可承担起动-发电的功能。连接在变速器侧的方案与双离合器方案一样可以使脉冲起动和制动能量回收成为可能,但由于仅在变速器空转状态下才能实现起动,所以这种布置方案还需一个智能变速器管理系统。除此之外还需一个用于耦合电动机的变速器输出端。此种布置方案的优点是:不作用于传动系统,与电机较近,汽车可以滑行,可满足中等功率需求,并可进行制动能量回收;其缺点是:仅在变速器空转状态下才能起动发动机,对变速器需作改动,费用较高。

第4种布置方案如图8-21所示,ISG为传动带传动,这是最新装置,对这个方案可提出多个变形结构。原则上,ISG可作为异步电动机或爪极电动机来描述,连接直接通过与曲轴上的传动带轮或电机一体化的单级或双级变速器来实现。传动级的转换要么被动地通过转矩方向,要么主动地通过一个电气操纵执行元件来控制。要传递大转矩,就要完成一个复合项V带到齿形带的过渡。此布置方案中对传动带的使用寿命和传动带产生的噪声提出了挑战。此布置方案的优点是:对传动系统没有作改动,费用较低;其缺点是:保留了传动带传动方式。

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图8-20 变速器侧的ISG结构布置方案

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图8-21 传动带驱动的ISG结构布置方案

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