Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
78
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.25 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1

Номер

работа­

Скорость

движения гиробуса при

количестве

ющего

двига­

 

включенных полюсов

 

 

теля

9

4

 

8

 

 

 

 

 

9

 

50 км/час

25

км/час

 

 

 

40 ^км/час

 

 

10

км/час

3

 

32 км/час

16

км/час

 

 

ж е путем изменения схемы

включення

обмоток

статора

(тре­

угольник, звезда,

двойная

з в е з д а ) . В

процессе

пуска и

экс­

плуатации всегда работает только один из трех тяговых дви­ гателей.

Д л я уменьшения скорости и остановки гиробуса приме­ няется рекуперативное торможение, позволяющее увеличить интервал между з а р я д к а м и и значительно уменьшить износ тормозов. Рекуперативное торможение осуществляется левой

ножной педалью, механическое торможение — отдельной

нож­

ной педалью.

 

4

 

 

 

 

Д л я освещения и питания приборов управления

и

•сигна­

лизации используется аккумуляторная батарея с

напряже ­

нием 12 в. Она

з а р я ж а е т с я

либо во время езды

генератором,

приводимым во

вращение

ременной

передачей

от

тягового

двигателя, либо

на зарядной станции

при помощи'

выпрями­

телей. С ж а т ы й воздух для тормозной системы подается в баллоны компрессором, действующим от электродвигателя во время стоянки электрогйробуса у питающей станции. Пере­

дача вращения от

двигателей

тягового агрегата

на ведущие

оси произіводитея карданным

валом.

 

Пункт питания

гиробуса

представляет собой

полую мач­

ту с консолью. Внутри мачты смонтированы дроссели, элект­

ромагнитный

выключатель и выпрямитель д л я зарядки акку­

муляторной

батареи собственных нужд электрогпробуса. На

консоли'зарядной мачты расположены три питающих

контак­

та. Когда гиробус подходит к пункту питания для

зарядки,

его подвижные токоприемники при помощи пневматического

устройства поднимаются для соприкосновения с питающими контактами мачты. Одновременно выдвигаются два вспомо­

гательных

контакта, которые заземляют

электрооборудование

гиробуса

ц 'приводят з действие основной

электромагнитный

выключатель питания.

 

Стоимость каждого пункта зарядки

д а ж е

при

наличии по­

нижающего трансформатора

составляет

всего

20%

стоимости

1 км

воздушной

контактной

. сети

троллейбуса.

 

Указанное

обстоятельство, а т а к ж е незначительность затрат при

эксплуа­

тации

,н ремонте

г про бус а являются

основными

преимущест­

вами

этого >вида транспорта,

несмотря на то 'что

первоначаль­

ные

затраты

н<а іпостройку троллейбуса таких

ж е

размеров

меньше. Суммарный

к. п. д. ги.ро'буса составляет

50%'.

 

Кривые

разгона

шолностыо груженого тиробуса 'показа­

ны

на рис. 38. Было

установлено, что при четырех

10-секунд-

 

 

J і

15

ей І.5

id

55

но

 

 

 

 

 

 

5эе.~1Я

сес

 

 

 

 

О

305

б/о

9 / 5

-гг.а

>5£5

 

>взе

г а s

г-».о

г"чз

 

 

 

 

 

Расстояние

 

м

 

 

 

 

 

Рис. 38. Кривые разгона груженого гиробуса.

 

ных

остановках

за

пробег,

равный

1,6

км,

средняя

скорость

гиробуса

составляет, 22,5

 

км/час.

 

 

 

 

 

 

Техническая

скорость

электрогиробуса

на 10%

меньше,

чем

у троллейбуса. Это

вызвано

главным

образом

дополни­

тельными затратами времени на подзарядку маховичного аг­

регата.

При средней

скорости

электрогиробуса

22,5 км/час

время,

затрачиваемое

на

зарядку маховичного

агрегата,

со­

ставляет около 6,5 сек

на

1 км пути. На протяжении 8 км

без

остановок и подъемов

скорость

вращения маховика снижает­

ся с 2950 до 1800 об/мин.

Однако в реальных условиях

дви-

ж е н ия

о т д а в а е м а я

маховиком энергия

(5,5 квт>ч)

при

ука­

занном

снижении

числа

оборотов обеспечивает

пробег

в

2,5 км.

Таким образом,

максимально

допустимый

интервал

между зарядными станциями определяется допустимой вели­

чиной потери накопленной энергии, т. е. снижением скорости

вращения

маховика и, значит, уменьшением максимальной

скорости

гнробуса.

Влияние степени нагружениости, скорости гиробуса и рас­ стояний между остановками на величину пробега между пунк­ тами зарядки иллюстрируется кривыми, представленными на рис. 39. Эти кривые построены дл я случая, при котором ис-

I

915

 

 

 

Рис.

39.

Влияние

 

 

 

степени

загруженности,

 

 

 

скорости

движения и

 

 

 

расстояния между оста­

 

 

 

новками

на

величину

ї 505

 

 

пробега гиробуса.

 

 

 

 

 

О

100

200

300

 

 

Пути npoxagjnb/L. 'за одну

зарядку,'/,

 

 

пользуется

75% натопленной

энергии маховика,

а

снижение

скорости вращения маховика достигает половины его макси­

мальней скорости, т. е. 1475—1500

об/мин^,-

 

Прпведенные кривые,

а т а к ж е

тяговые

характеристики

гиробуса

показывают, что наиболее

целесообразной является

эксплуатация этого вида транспорта

на дорогах с ровным про­

филем,,

незначительным

движением

и

лр.и

относитель­

но редких остановках. Вес гиробуса

должен

быть

максималь ­

но уменьшен. Подстанции

дл я зарядки

рекомендуется распо­

лагать через 1,2—2 км, что позволяет в течение 40 сек вос­ станавливать запас энергии дл я последующего движения . Например, в Ивердоне (Швейцария) протяженность маршру -

та равна 4,5 км. Подстанции находятся на конечных останов­ ках и одна, промежуточная, на линии. Остановки в среднем расположены через 400 м, а расход энергии составляет 2,2 квТ'Ч на 1 км пути.

 

Наибольшей экономичности гиробусов удалось

добиться

в бывш. г. Леопольдвиле

(Киншаса — Конго), где расход

энергии

составил всего 1,5 кет-ч/км.

Это достигнуто

благода­

ря увеличению расстояния

между

остановками до

1 км

при

среднем

расстоянии между

зарядными станциями около 2

км

[68,

79,

109—123].

 

 

 

 

Недавно отделением фирмы Л о к х и д создана аккумуля ­ торная установка, предназначенная для использования на гиротроллейбусах в г. Сан - Франциско . Установка содержит ма­ ховик весом 314 кг с вертикальной осью вращения, выполнен­ ный из термообработанной стали и имеющий гиперболический профиль. Маховик в р а щ а е т с я в герметически закрытом кор­ пусе, откуда насосом откачивается воздух. На оси маховика установлен электромотор-генератор. Установка, и м е ю щ а я диаметр 1140 мм и -высоту 570 мм, раамещается под полом гиротроллейбуса (рис. 40, 41). При питании гпротроллейбуса

Рис. 40. Гиротроллеі'ібус фирмы Локхид: 1 мотор-ге­

нератор с махозиком, 2 — вакуум-насос, 3 — приборы управ­ ления.

от основной

электросети

маховик

разгоняется до скорости

20 000 об/мин.

Кинетическая энергия,

запасенная

маховиком,

достаточна

для

движения

машины

с

опущенными

штангами

Рис. 41. Силовой агрегат гиротроллейбуса: / — маховик, 2 —

герметичный

корпус, 3 —

возбудитель,

4 — асин­

хронный

генератор,

200 кет, 5 — точка под­ веса.

на расстояние 9,6 км. К концу этого пробега скорость вра­ щения маховика составляет примерно 10 000 об/мин. Считает­ ся, что эта установка будет более рентабельной, чем приме­ нявшаяся в Швейцарии фирмы Эрликон, поскольку подзаряд ­ ка аккумулятора может производиться на . ходу, а в самой установке уменьшены потери мощности. В б л и ж а й ш и е годы предполагается выпустить еще несколько гнротроллейбусов с опытными инерционными аккумуляторами .

§ 12. Гиролокомотивы

 

 

 

 

 

 

Помимо

гиробусов,

агрегат

Электрогнро

 

находит

применение на

маневровых

гиролокомотивах.

Маневровый

гиролокомотив,

построенный

фирмой

Сентинель

(Англия)

совместно с фирмой Эрликон питается энергией

от

двух

Электрогнро. Принцип

работы

этого гиролокомотива

аналоги­

чен принципу работы

гиробуса,

однако

есть и

некоторые от­

личия, обусловленные

спецификой эксплуатации, железнодо­

р о ж н ы м - х о д о м ,

большим весом,

малыми скоростями

движе ­

ния.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные характеристики

гиролокомотива:

 

 

 

колея 1410

мм,

 

 

 

 

 

 

колесная

формула 0—4—0,

 

 

 

диаметр

к о л е с 1,08

м,

 

м,

 

 

полная длина локомотива — около 7

 

 

м а к с и м а л ь н ая

ш и р и н а — о к о л о

2,5

м,

вес в рабочем состоянии 34 т,

км/час,

м а к с и м а л ь н а я

скорость — около

24

частота

тока,

питающего

Электрогпро,50 гц,

частота

тока,

 

в ы р а б а т ы в а е м а я

Электрогпро,49—

50 гц,

1

 

 

 

 

 

диаметр

м а х о в и к а 1622

мм,

 

 

вес каждого

м а х о в и к а 1,56 т,

 

 

вес каждого

Электрогпро 2,96

т,

 

максимальная скорость вращения маховика Элект­

рогпро 3000

обімни,

 

 

 

 

 

максимальный

запас энергии

в к а ж д о м

Электрогп­

ро 9

квТ'Ч,

 

 

 

 

 

 

 

среда вращения

маховика

Электрогпро — водород

при давлении

0,7

ата,

 

 

 

 

 

внешнее

охлаждение Эл'ектрогиро — водяное, "

число тяговых моторов 2,

 

 

 

 

тип моторов — трехфазные, короткозамкнутые, "

число полюсов 4, 6, 8,

12,

 

 

 

 

рабочая

мощность 25

кет

при 550

в и 50 гц,

передаточное

отношение

от

мотора

к

колесам —

14,7,

 

 

 

 

 

 

 

 

о х л а ж д е н и е ротора — воздушное, охлаждение статора — водяное.

Принципиально управление гиролокомотнвом не отлича­ ется от управления гиробусом. Количество н размещение зарядных станций для локомотивов этого типа зависит от

условий

их эксплуатации.

Гнролокомотпвы, использующие инерционные аккумуля ­

торы с

электрической трансмиссией, не являются взрывобе-

зопасными. Д л я обеспечения гарантированной безопасности работы в рудниках со взрывоопасной концентрацией газа или

пыли в качестве приводов инерционного аккумулятора

д о л ж ­

ны применяться лишь те, которые не способны вызвать

искру

или пламя в процессе работы. Такими приводами могут быть механический, гидравлический (статический и динамический) и пневматический.

§ 13. Взрывобезопасный транспорт

Как отмечено выше, применение инерционных акку­ муляторов на взрывобезопасных агрегатах характеризуется

прео б л а д а н и ем механических (а т а к ж е гидро- и пневмомеха­ нических) трансмиссий над электрическими. В настоящее вре­ мя Д р у ж к о в с к и м машиностроительным заводом серийно вы­ пускаются шахтные локомотнвы-гировозы типа Г Р с механи­

ческой передачей. Кинематическая его схема

с главной меха­

нической трансмиссией представлена на рис.

42.

І

*_

 

 

U

 

і

П І П

Рис. 42. Кинематическая схема гиролокомотнва с механической трансмиссией: / — маховик, 2 — скат, 3 — пневмодвигатель разгона.

Д в и ж е н и е гировоза

на различных р е ж и м а х

работы

осу­

ществляется следующим

образом . П р и з а р я д к е

инерционного

аккумулятора включается пневмодвигатель, и

вращение

пе­

редается через соединительный вал редуктору

зарядки .

П р и

работе локомотива передача вращения от маховика

к коле­

сам производится через

включенные конусную

и

зубчатую

муфты, коиическо-цплиндрнческне зубчатые передачи и фрик­

цион, состоящий из двух многодисковых муфт

сцепления.

Включением фрикционной

муфты

осуществляется

плавный

пуск гировоза и движение его на обеих скоростях

'(/первой

и

второй). М у ф т ы включаются рукояткой

скорости,

связанной

с н а ж и м н ы м диском, перемещающимся

по шлицам между

муфтами . Включение левой

муфты

соответствует'

работе

на

первой скорости; включение правой фрикционной муфты со­ ответствует второй скорости. Реверсирование гировоза про­ изводится переключением рукоятки реверса з-убчатой полу­ муфты, расположенной на шлицах вала реверса м е ж д у кони­ ческими шестернями. О б щ е е передаточное число редуктора на первой скорости 21,9; на второй — 13,55.

М а х о в и к

гировоза (рис. (43)

представляет

собой

массив­

ный диск

с ободом

диаметром 940 мм и весом

1650

кг, изго­

товленный

из

стали

40Х. После

окончательной

механической

і

Рис. 43. Маховик гировоза в корпусе: 1 — вал, 2 — крышка, 3 — корпус, 4 — стакан верх­ ний, 5 — стакан нижний, 6 к 7 — пробки.

о б р а б о т ки его подвергают статической балансировке . В отба­ лансированный маховик запрессовывается вал /, изготовлен­

ный чгз стали 4-ОХН. Маховик

подвешивается

<в «рьгшке

2,

опирающейся в верхний торец

корпуса 3, при

помощи

вала

/

и двух шарикоподшипников, заключенных в стакан 4.

Верх­

ний подшипник воспринимает

радиальную и осевую

нагруз­

ки, ограничивая перемещение вала маховика от толчков вверх. Нижний подшипник воспринимает только осевую нагрузку от веса маховика. Оба подшипника соединены с валом по напря ­ женной посадке и прижимаются к уступу в а л а верхней несу­ щей гайкой через шайбу. Гайка удерживается от самоотвин­ чивания стопорным винтом, з а х о д я щ и м в паз вала . М е ж д у внутренними обоймами подшипников установлена прокладка из декапированной стали, п р е д о х р а н я ю щ а я верхний подшип­ ник от пережатия .

Н и ж н я я часть вала маховика поддерживается ролико­ подшипником, установленным в стакане 5. Нижний подшип­ ник воспринимает только радиальную нагрузку. Д л я - предот­ вращения выпадания наружной обоймы подшипника она сто­ порится кольцом. Нижний істакан 5 стопорится в корпусе бол­ тами и стопорным кольцом. Чтоб смазка не попадала в ка­

меру вращения, в верхнем и нижнем стаканах

предусмотре­

ны уплотнения.

 

 

 

 

 

Корпус и крышка маховика изготовляются литыми

из

стали 35 Л . Д л я уменьшения вентиляционных

потерь

конфи­

гурация корпуса и крышки соответствует конфигурации

ма­

ховика. М е ж д у ними

соблюден необходимый зазор — 10

мм,

он контролируется через отверстия

6 и 7 ;в корпусе и к р ы ш к е

маховика.

 

 

 

 

 

Д л я подключения

маховика к

редуктору во

время

з а р я д ­

ки и д в и ж е н и я локомотива, а т а к ж е отключения

его от

редук­

тора на стоянках с целью уменьшения потерь энергии

 

пре­

дусмотрена конусная

муфта. Она

может включаться

только

при выключенных фрикционных муфтах и нейтральном поло­ жении муфты реверса.

Взрывобезопасные гировозы

с механической трансмисси­

ей имеют ряд недостатков, основным из которых

является

ступенчатый

привод от

маховика

к колесам . П р и этом любое

вынужденное

изменение

р е ж и м а

движения гировоза

связано

с пробуксовками фрикционных

муфт и, следовательно, до­

полнительными потерями энергии.

Пневматический двигатель, служащий для зарядки инер­

ционного

аккумулятора (разгона

м а х о в и к а ) , имеет

очень

НИЗ ­

КИЙ

к. п. д., порядка

0,15—0,2. Это значительно ниже, чем

при

разгоне

маховика

специальным

асинхронным

электродвига­

телем Электрогиро, к . п . д . которого при полной

зарядке

ра­

вен

0,39,

а при частичной подзарядке повышается до 0,7.

Кро­

ме

того,

необходимо учитывать,

что инерционный

аккумуля ­

тор является (кратковременно) источником почти неограни­ ченной мощности, и поэтому в трансмиссии необходимо иметь надежное предохранительное звено. По этим причинам для привода гировозов были применены гидравлические (стати­ ческая и динамическая! трансмиссии.

Д л я изучения возможности применения гидропривода на гировозах изготовлен опытный образец гировоза с гидропри­

водом

ГРГ . З а р я д к а (разгон маховика)

производится

при

по­

мощи

пневмодвпгателя с механическим

редуктором.

П

о с л е

зарядки кинетическая энергия маховика передается через ре­

дуктор на вал гидронасоса, который преобразует ее в

энер­

гию статического напора рабочей жидкости. Редуктор,

при­

крепленный к нижней части корпуса маховика, соединяет ма­

ховик с пневмодвпгателем во

время зарядки

и

с гидронасо­

сом в рабочем режиме. Поршневой гидронасос

аксиального

типа допускает реверсирование потока рабочей

ЖИДКОСТИ

И

имеет следующие параметры: число оборотов — 1450

об/мин;

производительность 360 л/мин;

давление — 50

ати. Он

соеди­

нен гибкими шлангами высокого давления с

высокомомент-

пым гидродвигателем типа ГМТ. Гидродвигатсль

расположен

на одной из ходовых осей гировоза. Обе осп

соединены

ц е п ­

ной передачей и, таким образом, являются ведущими. В ка­

честве

рабочей жидкости используется

масло индустриальное

20, или

индустриальное 30.

 

Пуск машины,

изменение скорости

движения, торможение

и реверсирование

производятся из кабины машиниста штур­

валом, соединенным червячной передачей непосредственно с

регулировочной шайбой

гидронасоса.

Д л я отключения

пре­

дусмотрена коническая

фрикционная

муфта. Аварийное

и

противоугонное торможение осуществляется ручным колодоч­ ным тормозом.

Сравнительные данные гировозов с механической транс­ миссией (ГР-4) и с гидроприводом ( Г Р Г ) следующие:

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ