«ВОЗМОЖНОСТИ
Download
1 / 18

Б. Арав , М. Бен Хаим ( Hybrid Energy Sources Center, - PowerPoint PPT Presentation


  • 132 Views
  • Uploaded on

«ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИКРОГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ-ГЕНЕРАТОРОВ В ГИБРИДНЫХ МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННЫХ УСТАНОВКАХ». Б. Арав , М. Бен Хаим ( Hybrid Energy Sources Center, Ariel University, Israel) ; С. Беседин , М.Яичников (НТЦ « Микротурбинные технологии», г. Санкт- Петербург),

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Б. Арав , М. Бен Хаим ( Hybrid Energy Sources Center,' - matt


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

«ВОЗМОЖНОСТИПРИМЕНЕНИЯ МИКРОГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ-ГЕНЕРАТОРОВ В ГИБРИДНЫХ МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННЫХ УСТАНОВКАХ»

Б. Арав, М. Бен Хаим (Hybrid Energy Sources Center,

Ariel University,Israel); С. Беседин,М.Яичников (НТЦ «Микротурбинные технологии», г. Санкт- Петербург),

В. Бондарь, А. Келлер (НИИ АТТ, ЮУрГу, г. Челябинск)


  • НТЦ «Микротурбинные технологии», г. Санкт- Петербург создан в 2007г.

    Направления работ: Разработка и изготовление микротурбинных генераторов (МТГ) и микротурбинных машин для стационарной и мобильной техники.

  • Hybrid Energy Sources Center (Ariel University) создан в 1996 г. Один из ведущих научных центров по проблеме гибридных энергетических установок в Израиле.

    Направления работ: Разработка, исследование и внедрение гибридных энергетических установок для стационарной и мобильной техники.

  • НИИ автотракторной техники (НИИ АТТ) г. Челябинск создан в 1961 г.

    Направления работ: участие в разработке, модернизации и постановке на производство новых колесно-гусеничных машин.


Цель работы

  • Оценить целесообразность и перспективность применения микротурбинных генераторов (МТГ) в гибридных энергетических установках автомобилей


2008 2011
Основные требования к автомобилям с гибридными ЭУ (2008-2011 г.г.)

  • Повышение экономичности (ориентиры до 3-3,5 л на 100 км).

  • Целесообразность использования альтернативных энергоносителей.

  • Стоимость владения должна обеспечивать конкурентоспособность гибрида.

  • Стоимость владения - стоимость 1 км пробега. Это цена приобретения за вычетом цены последующей продажи (через 3-5 лет), эксплуатационные расходы и обязательные платежи, отнесенные к пробегу за срок службы.

  • Токсичность отработавших газов должна соответствовать нормам.


2011 2015
Концепция гибридных энергетических установок автомобилей на современном этапе (2011-2015 г.г.)

  • Полное использование метода разделения производства и потребления энергии.

  • Основным источником энергии является накопитель.

  • Обязательна ежедневная зарядка накопителя от внешнего источника.

  • Тепловой двигатель становится вспомогательным источником энергии и обеспечивает подзарядку накопителя до требуемого уровня.

  • Накопители должны обеспечивать без подзарядки пробег порядка 25-60 км.

  • Обязательна рекуперация энергии.

    Основное средство реализации: простая последовательная схема «подключаемый гибрид» (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV).


Схема энергетических установок автомобилей на современном PHEV с мотор-колесами


Схема гибрида на основе МТГ энергетических установок автомобилей на современном


Сценарий изменения структуры производства автомобилей с различными типами энергетических установок

1-ЭУ с двигателем принудительного воспламенения; 2-ЭУ с дизелями; 3-гибриды с двигателем принудительного воспламенения; 4-гибриды с дизелями; 5- гибриды PHEV с двигателями принудительного воспламенения; 6- гибриды PHEV, с дизелями; 7-электромобили; 8-МТУ с топливными элементами.


100 100
Устройство производства автомобилей с различными типами энергетических установокмикротурбинного генератора МТГ-100 (электрическая мощность 100 кВт)


Тепловая схема производства автомобилей с различными типами энергетических установокмикротурбинного генератора МТГ-100


Возможности и перспективы повышения экономических показателей МТГ совершенствованием рабочего цикла

Зависимость КПД от степеней повышения давления и регенерации

Зависимость КПД от температуры газа на входе в турбину

Средство повышения допустимой температуры газа на входе в турбину - применение металлокерамических материалов и покрытий


Конструктивные решения повышения экономических показателей МТГ совершенствованием рабочего цикламикротурбинного генератора МТГ-100

  • Одногорелочная, двухтопливная камера сгорания.

  • Два вида топлива: газ или дизельное.

  • Лепестковые газодинамические опоры.

  • Высокооборотный (до 100 000 об/мин.) синхронный генератор с возбуждением от постоянных магнитов.


Основные преимущества МТГ, обеспечивающие требуемые эксплуатационные свойства и конкурентоспособность автомобилей с гибридными энергетическими установками

  • Приемлемая экономичность.

  • Многотопливность.

  • Моторесурс до 70000 часов, межсервисный интервал до 8000 часов.

  • Высокие удельные показатели, простота и модульность конструкции, агрегатируемость, отсутствие систем смазки и охлаждения.

  • Экологическая безопасность (меньшая токсичность отработавших газов по сравнению с ДВС в 8-10 раз ; низкий уровень шума и вибрации).

  • Низкие эксплуатационные затраты, обеспечение конкурентоспособной стоимости владения автомобилем.


Сравнение характеристик гибридных энергетических установок



Примеры МТУ на современных МТГмикротурбинных генераторах

Kenworth

Грузовой автомобиль

полная масса 8-15 т

(Capstone C65)

Greenkraft

Грузовой автомобиль

полная масса 4-8 т

(Capstone C30)

Langford Perfomance Engineering

Концепт на базе Ford S-Max “Whisper Eco-Logic”

(Capstone C30)


Примеры МТУ на современных МТГмикротурбинных генераторах

DesignLine

Серийное производство пассажирских автобусов

(Capstone C65)

JaguarLandRover

Концепт (2 МТГ Bladon Jets – SR Drives по 70 кВт каждый)

ЭКОбус

Рейсовый автобус. 4 шт. работают на маршрутах г.Краснодара. (Capstone C65)


Заключение современных МТГ

  • Появление новых интеллектуальных модулей на базе IGBT-транзисторов дало толчок с созданию высокоэффективных преобразователей.

  • Развитие микропроцессорной техники дает возможность создавать гибкие алгоритмы управления МТГ.

  • Появление новых жаропрочных материалов, покрытий позволило уменьшить массогабаритные показатели турбин, увеличить их КПД.

  • Новые лепестковые подшипники и антифрикционные покрытия увеличили ресурс турбины, за счет исключения из конструкции трущихся деталей.

  • Удешевление редкоземельных магнитов с большой коэрцитивной силой, усовершенствование технологии их производства, появление высокопрочных оболочек из композитных материалов, титана и легированных сталей позволило создавать высокоскоростные, эффективные генераторы на постоянных магнитах.

  • Все эти достижения последних лет позволяют рассматривать МТГ как высокотехнологичную машину нового поколения с возможностями для дальнейшего усовершенствования и широчайшими областями применения.


ad