12m串联式混合动力客车APU系统设计与优化

"12m串联式混合动力城市客车的APU结构设计，通过天然气发动机与发电机之间的离合器实现平顺起动，并进行了台架和实车试验验证性能。研究涉及电源管理和混合动力技术，选用了4CT180天然气发动机和StamfordUC274C发电机进行匹配。" 在串联式混合动力系统中，APU（辅助动力装置）的设计至关重要。这种系统主要由发动机、发电机、离合器以及其他关键组件构成，旨在提高能源效率和减少排放。本研究针对12米长的串联式混合动力城市客车，开发了一种基于天然气发动机的APU，这种选择有利于减少对石油的依赖和降低环境污染。 首先，为了保证APU的可靠和平顺起动，研究者在发动机和发电机之间引入了离合器。离合器的作用在于确保发动机的动力能够平稳地传递到发电机，避免在起动过程中出现冲击或不稳定性，同时允许发动机在无负载状态下启动，提高了整个系统的可靠性和使用寿命。 在选型与匹配方面，研究团队依据整车的功率需求选择了4CT180天然气发动机。这款发动机具备132kW的标定功率和106kW的最大输出功率，能够在1200～1500r/min的转速范围内提供高效的运行。而发电机部分，选用了StamfordUC274C交流永磁同步电机，其标定状态下的功率和电流参数与发动机输出相匹配，能有效地将发动机的动力转化为电能。 APU的结构设计不仅考虑了发动机和发电机的匹配，还涉及到了能量转换的过程。发电机的交流输出通过不可控整流器转化为直流电，这个过程中的效率高达120kW，保证了电力的有效传输。此外，APU系统还包括必要的控制系统，以监控和调整发动机的工作状态，使其始终保持在最优工况下运行。 在验证APU性能阶段，研究者进行了台架试验和实际道路测试。台架试验主要是模拟各种工况下APU的运行情况，而实车试验则是在真实驾驶环境中检验APU的性能表现，确保其在复杂的城市交通条件下也能稳定工作。 综合来看，该研究展示了串联式混合动力系统APU的创新设计思路，通过精细的选型与匹配以及结构优化，提升了系统的整体效能和可靠性，为混合动力城市客车提供了更为环保和经济的动力解决方案。