串聯(lián)式混合動(dòng)力系統APU結構設計

　　APU接到起動(dòng)指令后，首先發(fā)出脫開(kāi)離合器指令（見(jiàn)圖5），高壓氣進(jìn)入驅動(dòng)活塞氣缸，推動(dòng)分離軸承從離合器接合位置運動(dòng)至離合器完全脫開(kāi)，整個(gè)過(guò)程持續0.85s。

　　當離合器進(jìn)入脫開(kāi)狀態(tài)后，APU向發(fā)動(dòng)機發(fā)出起動(dòng)指令。發(fā)動(dòng)機5s內可以完成起動(dòng)，進(jìn)入怠速狀態(tài)，轉速為700r/min左右。

　　第6s起，APU發(fā)出接合離合器指令（見(jiàn)圖6）。

　　分離軸承的動(dòng)作在接合過(guò)程中經(jīng)歷了先快、后慢、再快的過(guò)程，與前文所述離合器接合過(guò)程3個(gè)階段相符。由于第三階段分離軸承位移對發(fā)動(dòng)機的扭矩輸出沒(méi)有影響，所以認為離合器的接合過(guò)程到第二階段結束就已完成，總共需要1.2s。離合器接合過(guò)程對發(fā)動(dòng)機的沖擊使發(fā)動(dòng)機轉速下降200r/min左右，在可接受范圍。

　　第7.2s起，發(fā)動(dòng)機飛輪與離合器壓盤(pán)完全接合，APU起動(dòng)過(guò)程完成，可以向發(fā)電機發(fā)出勵磁信號，APU對外輸出能量。

　　3.2　APU整車(chē)性能試驗

　　將APU裝配在一輛串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車(chē)上，在實(shí)際道路條件下與一輛同類(lèi)型普通天然氣城市客車(chē)做對比試驗。對比車(chē)型采用130kW6缸天然氣發(fā)動(dòng)機，5擋手動(dòng)變速器，車(chē)身尺寸與混合動(dòng)力客車(chē)相同。混合動(dòng)力客車(chē)由于增加了電機、動(dòng)力電池等設備，整備質(zhì)量較對比車(chē)型略重。氣耗試驗時(shí)，兩車(chē)采用同樣的城市公交駕駛循環(huán)，且保證混合動(dòng)力客車(chē)的動(dòng)力電池測試前后SOC保持不變。排放試驗由于條件限制，只能在臺架上進(jìn)行，測試工況由道路工況反推得到。

　　由于整備質(zhì)量增加，串聯(lián)式混合動(dòng)力城市客車(chē)動(dòng)力性不如普通天然氣客車(chē)，但還能滿(mǎn)足城市公交運行工況?；旌蟿?dòng)力客車(chē)的燃氣消耗量和排放均低于普通客車(chē)，表明該APU系統運用在整車(chē)上時(shí)，可以降低燃油消耗和減少排放。

　　4　結語(yǔ)

　　a）APU起動(dòng)過(guò)程需7.2s,其中離合器脫開(kāi)過(guò)程0.85s,接合過(guò)程1.2s,對發(fā)動(dòng)機沖擊保持在可接受范圍內，滿(mǎn)足整車(chē)控制要求；

b）該APU應用在整車(chē)上，與同類(lèi)型普通天然氣城市客車(chē)相比，燃氣消耗量降低了26%,NOx排放降低70%,CO排放降低65%,HC降低40%,具有節能減排效果。