книги из ГПНТБ / Гулиа Н.В. Инерционные аккумуляторы энергии

редаточном отношении

і х7,

аккумулируется

около

98%

энергии.

Чтоб определить

.нагрузки,

действующие

на

механизм,

необходимо

иметь

значения

угловых

ускорений

маховых

масс; д л я этого достаточно найти первую производную

угло­

вой скорости по времени. Однако

это

затруднительно,

по­

скольку

значения

угловых

скоростей

по

ф о р м у л а м

(80)

и

(81) представлены как функции передаточного отношения,

а

следовательно, угла

поворота

входного

'вала

м е х а н и з м а .

Это

возможно сделать

исходя

из

изменения

кинетической

энергии

по углу

поворота.

<

Известно,

что

dE = Mdcp, и

значит:

M

=

f .

0-5)

Используя (82) и (85), после ряда преобразований опре­

деляем крутящий момент на валу первого

маховика:

М , = - 2 Е е

•

(86)

Крутящий момент на валу второго маховика .может быть

установлен

по

формуле:

М ,

=

Л .

(87)

і

Угловые ускорения маховых масс, необходимые д л я

опре­

деления

нагрузок,

находятся

по

известному

в ы р а ж е н и ю :

V = - j ~ .

(88)

И з

(86),

(87)

и

(88)

имеем:

'-"

—

-а

-

? 1

+

9

0

-

(89)

( ф О + ф е ) 2

— ф О 2

;„'

_ ;п 2

^ ( ф о + Ф с ) 2

— Ф Г — 2 ф 0 ф 1

р т

(<Ро-Ь

Тс)

-

То

где (ртах

— м а к с и м а л ь н а я

угловая

скорость

маховика,

соот­

ветствующая

кинетической

энергии

Е с . З н а ч е н и я ф

взяты

без

учета знака .

П о л а г а е м ,

что

первый

маховик

замедляется,

;т. е. ф| имеет

знак

—, а второй

ускоряется — фг имеет знак

+ .

Ш

ft

•

—

'

d?i

_

Г ( ф о + ф с ) 2 + ф 0 2

f l +

?0

t = J ^

=

r

? m a x

a r c s i n

І 7

( ф 0 + ф с ) 2 + ф 0 2

О Ф,

N

- a r c s i n —

.

(91)

У ( ф о + Ф с ) 2 + ф о 2 /

'

Чтоб

установить

полное

время срабатывани я

механизма,

следует в

(91)

ф] заменить

на ф с .

Мгновенная

мощность

привода

Ы = М 1 ф 1 = М г ф 2 -

Н а т я ж е н и е

ленты

вариатора

зависит как от передаваемо ­

го

мотком крутящего

момента,

так

и

от

ради'уса

намотки.

С

использованием

(71)

и (86)

имеем:

Rl

Ь [ ( ф 0 + ф с ) 2 + ф02 ]

Следовательно,

н а т я ж е н и е

ленты

механизма все время оста­

ется

постоянным,

что

создает

особо

благоприятные

условия

д л я

работы дискретного

вариатора .

В целях изменения р е ж и м а работы рекуперативного тор­

моза

р а з р а б о т а н ы

варианты

с лентой

переменной

толщины .

вает наличие реверса

при применении

его на транспортном

средстве,

д в и ж у щ е м с я

в

одном направлении (например, авто­

мобиле) .

Реверсирование

може т быть

осуществлено различ ­

тальной

плоскости производился с помощью червячной пере­

дачи и

вала с рукоятью, выходящей к оператору. М е ж д у ак­

Управление рекуператором

осуществлялось

следующим

образом. Автомобилю

сообщалась скорость, несколько пре­

в ы ш а ю щ а я 30 км/час.

З а т е м по

сигналу оператора водитель

выключал сцепление двигателя и у с т а н а в л и в а л

рычаг

короб­

ки передач в нейтральное положение. Тотчас ж е

после

выклю ­

давшееся

интенсивным

разгоном

маховика аккумулятора .

В конце

торможения,

когда щуп

автоматического контроля

ком ленты,

с р а б а т ы в а л а

система автоматического

контроля и

привод, отключенный от

трансмиссии автомобиля,

стопорил­

ся. Разгон

производился

аналогично.

высшая передача. Таким образом, разгон

автомобиля

осу­

ществлялся без применения низших и промежуточных

пере­

дач.

Измерение расхода горючего показало,

что разгон

авто-

мобиля с

места

до 30 км/нас

без участия рекуператора

тре­

бовал

28

см3

горючего;

разгон ж е

рекуператором и

двига­

телем

совместно

до

той

ж е

скорости

в

тех ж е

условиях

тре­

бовал

всего

16

см3

горючего — т. е.

на

к а ж д о м

разгоне

эко­

номилось

около

45%

горючего. Эти

показатели

близки

к

по­

лученным

Р . К л а р к о м на

его

системе рекуперативного

тормо­

за.

Имеющиеся расчетные и экспериментальные данные по­

зволяют

сделать примерный

вывод об

эффективности

приме­

котором

автобус

разгоняется

примерно

до

40 км/час,

затем

движется

накатом и с 30 км/час

начинает торможение . Дина­

мические

качества

автобуса

позволяют

разгон

от

0

до

40 км/час

на расстоянии около 150 м. Проведенные экспери­

менты

показывают,

что

на

это

уходит

в

среднем

времени

21,5 сек

и топлива

188

см3.

Д а л е е , двигаясь

накатом,

автобус

примерно

за

120

ж

снижает

скорость

с

40

до 30

км/час,

по­

тратив

на

это

11

сек времени

и 6 см3

топлива при

работе

дви­

гателя

на

холостом

ходу. Д л я

торможения

с 30

км/час

до

остановки требуется около

25—30 м пути, 5 сек

времени

и

3

см3

горючего.

Стоянка

на остановке т а к ж е

отнимает

до

3

сек

времени

н З

см3 горючего.

Подсчитав

з а т р а т ы времени

и горючего,

получаем,

что

на

выполнение

описанного

цикла

расходуется

45

сек времени

и 200

см3 горючего. Средняя скорость автобуса

за цикл

око­

ло

24

км/час.

Эти данные

хорошо

согласуются

с

эксперимен­

том.

Примем,

что

торможение

производится

с

максимально

допустимой

д л я города с к о р о с т и — 6 0

км/час.

Анализ

к. п. д.

рекуператора

на

автобусе подобного

типа

показывает,

что

после

проведения

торможения

рекуператор

в

перспективе

может

разгонять

машину до

скорости, составляющей

около

85%

от величины

скорости перед торможением . Поэтому

счи­

таем,

что автобус

разгоняется

рекуператором

до

скорости

50

км/час.

Исходя из условия комфорта пассажиров

и

оптимально ­

го сцепления

колес

с

дорогой,

принимаем путь разгона при­

близительно

40—45

м,

время

разгона

—

6,5

сек. Д а л е е ,

на

пути

около

200

м

автобус

разгоняется

двигателем

до

60 км/час.

Д а н н ы е

экспериментов показывают,

что

на

про­

рючего и 14 сек времени.

Д а л е е следует рекуперативное

тор­

можение с 60 км/час

до

остановки

примерно за

7,5. сек

на

пути около 60 м. Условия

стоянки

на остановке

принимаем

те ж е , что и в предыдущем

случае. Та к ка к двигатель

заво­

дится самостоятельно

при соединении его с трансмиссией

раз ­

вает, что при таком цикле расход времени

составляет около

33

сек, горючего — 80—90 см3. Средняя скорость за

цикл

—

33

км/час.

Таким образом:

1. При увеличении

средней скорости

цикла с 24

до

33

км/час

теоретическая

производительность

машины

может

возрасти

примерно в 1,4

раза .

чаях

(при экстренном или внеплановом

торможении),

значи­

т е л ь н о

увеличится

срок

их с л у ж б ы

и

повысится

готов­

ность

к

действию.

5.

Разгон машины рекуператором без помощи коробки

передач

уменьшит

роль

низших передач,

что может привести

6. Вследствие того что при торможении

рекуператором

колеса машины кинематически связаны с

в р а щ а ю щ и м с я ма­

ховиком, их блокировка невозможна д а ж е

на

самой скольз­

вышает устойчивость

движения .

7. Н е м а л о в а ж н о

и то, что сокращение работы двигателя

значительно меньше,

чем при .неустановившемся

режиме

—•

разгоне машины или

на холостом ходу. М е ж д у тем'использо ­

вание рекуператора

устраняет

именно .последний

режим .

В .настоящее время ведутся

разработка и испытания

ре­

куператоров д л я основных типов

отечественных городских ав­

тобусов. Общий вид

рекуператора д л я

автобусов

типа

ЛАЗ-695, с пневматическим управлением

представлен

на

рис. 63. Рекуператор, изображенный в демонтированноам

ви­

де, устанавливается в

моторном

отсеке автобуса, справа от

люку отбора мощности коробки

передач или непосредственно

к главной передаче карданным

валом.