PROJEKT HIDRAULIČKOG HIBRIDNOG SUSTAVA ZA GOSPODARSKO VOZILO

U ovom diplomskom radu izrađen je numerički model paralelnog hidrauličkog hibridnog gospodarskog vozila, te je provedena simulacija navedenog sustava. Hibridna tehnologija kod vozila koristi se jer se njome smanjuje emisija štetnih plinova i povećava ušteda goriva. Najčešće se koriste električna i hidraulička hibridna vozila. Prednost hidrauličkog hibridnog sustava u odnosu na električni je u tome što hidraulički hibridi imaju oko pet puta veću gustoću snage pa je zbog toga moguća veća iskoristivost sustava zbog nekorištenja prijenosnika snage između kotača i hidromotora/pumpe. Hidraulički hibridni sustav koristi se kod dostavnih vozila, autobusa, te vozila za odvoz smeća. Takva vozila rade u režimu rada učestalog kočenja i pokretanja, te zbog velike mase, sadrže veliku količinu kinetičke energije koja se regenerativnim kočenjem prikuplja i skladišti u hidrauličke akumulatore. Potencijalna energija radne tekućine spremljena u akumulatorima zatim se koristi za pokretanje vozila, zbog toga jer je potrošnja goriva tada najveća. Hidraulička hibridna vozila dijelimo na paralelna i serijska ovisno o protoku energije između motora s unutarnjim izgaranjem, hidrauličkih komponenti i mehaničkih komponenti vozila. Za modeliranje paralelne hidrauličke hibridne konfiguracije koristi se dostavno vozilo Volkswagen Crafter. Za navedeno vozilo određena je dinamika vožnje kod najnepovoljnijih pogonskih uvjeta kako bi se odredio najveći moment na kotačima vozila. Najveći moment na kotačima osnova je za odabir hidromotora/pumpe. Nakon odabira pumpe odabrale su se preostale komponente hidrauličkog sustava. Također, proračunata je ušteda energije paralelnog hidrauličkog hibridnog vozila koja u odnosu na konvencionalno vozilo iznosi 14,8%. Nakon preliminarnog proračuna na temelju matematičkog modela izrađen je numerički model u Simulinku. Simulacijom je utvrđeno da se s odabranom konfiguracijom paralelnog hidrauličkog hibridnog vozila može regenerativnim kočenjem u akumulatoru pohraniti optimalna količina energije koja je dostatna za pokretanje gospodarskog vozila kod najnepovoljnijeg režima rada.In this thesis a numerical model of parallel hydraulic system was developed and simulation was carried out. Hybrid technology for vehicles is used because reduces gas emissions and increases fuel economy. The most common types of hybrid vehicles are electric and hydraulic. The advantage of hydraulic hybrid system over electric hybrids is that they have around five times higher power density. This gives opportunity for higher overall efficiency because there is no need for transmission between wheels and hydraulic motor/pump. Hydraulic hybrid system is suitable for delivery trucks, buses and refuse trucks. These vehicles operate in start stop mode and because of large amount of mass they contain a large amount of kinetic energy. This kinetic energy is captured and stored during regenerative braking in hydraulic accumulators. Potential energy of hydraulic fluid stored in accumulator is used for accelerating vehicle because of increased fuel consumption. There are two types of hydraulic hybrid system - parallel and series, based on power flows between the engine, hydraulic and the mechanic components of vehicles. For modeling parallel hydraulic hybrid configuration delivery vehicle Volkswagen Crafter is used. Adverse drive condition defined by vehicle dynamics are used to calculate maximum torque on Volkswagen Crafter wheels. Maximum torque on wheels is key element for hydraulic pump/motor selection. After hydraulic pump/motor selection remaining components was selected. Also energy saving for parallel hydraulic hybrid vehicle compared to conventional vehicle was calculated, and amounts up to 14,8%. After primary calculations, numerical model based on mathematical model was developed in Simulink. The simulation results indicate that parallel hydraulic hybrid configuration can capture optimal amount of braking energy during regenerative braking. This captured braking energy is sufficient for accelerating vehicle at adverse drive condition defined by vehicle dynamics