Файл: Фиделев А.С. Троллейвозный транспорт.pdf

ГЛАВА II

ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРОЛЛЕЙВОЗОВ И ДИЗЕЛЬ-ТРОЛЛЕЙВОЗОВ

Понятие о динамических характеристиках автомоби­ лей. Вращение коленчатого вала двигателя автомобиля при помощи силовой передачи создает вращение веду­ щих колес автомобиля, которые благодаря сцеплению с покрытием дороги сообщают ему поступательное дви­ жение. Силы, под действием кото­ рых происходит движение, назы­ ваются силами тяги. Помимо этих сил при движении автомобиля возникают силы, направленные в сторону, противоположную двига­

телю, СИЛЫ сопротивления. Сила тяги на ведущих колесах

автомобиля при его движении с равномерной скоростью должна быть равна силам, сбпротивления движения (рис. 11), т. е.

F = Gw cos а + G sin а + WB= G (w ±

Поскольку при небольших углах подъема, применяе-

* По ГОСТ 9867—61 единица силы — ньютон («):

1 кГ = 9,8 к.

21

мых при автомобильном транспорте, c o s a ^ l , можно записать формулу (1)

ние цапфы в подшипнике колеса, трение ко­ леса по покрытию дороги и пр.; величины w установлены экспериментальным путем.

Сила тяги F автомобиля может быть реализована, когда имеется достаточное сцепление между колесами и покрытием дороги. Если же это сцепление не будет достаточным, то сила тяги F не будет уравновешиваться силой сцепления Есц, и колеса начнут скользить по до­ роге.

Следовательно, условие, обеспечивающее отсутствие буксования, будет выражаться формулой

22

где tp— коэффициент сцепления колес с покрытием до­ роги; .

Gcn—сцепной вес автомобиля (кГ), т. е. та часть его полного веса, которая приходится на ведущие колеса автомобиля.

. Из формулы (4) следует, что максимальным подъе­ мом, по которому сможет двигаться автомобиль, будет

только от покрытия дороги, но и главным образом от ее состояния: при сухой и чистой дороге ф = 0,5—0,7, при влажной и грязной дороге ф=.0,2—0,4, а при гололеди­ це ф = 0,1—0,2. Мокрый чистый асфальт дает относи­ тельно высокий коэффициент сцепления, равный 0,5, тот же асфальт, но грязный — 0,3; по сухой щебеночной дороге ф = 0,4, а по мокрой—0,25.

Для анализа тяговых качеств автомобиля, опреде­ ления скорости его движения в известных дорожных' условиях, т. е. при известных w и i, удобно пользоваться так называемыми динамическими характеристиками ав­ томобиля.

Исходя из формулы (2), можно записать, что при

Левая часть равенства (6) представляет собой из­ быток силы тяги над сопротивлением воздуха, отнесен­ ный к весу автомобиля.

фактора автомобиля Д гр. Как видим, динамический фак-

23

/?, / / ', / // ' — для порожнего автомобиля; I, II, /// — для груженого автомобиля.

24

тор автомобиля численно равен сумме основного удель­ ного сопротивления движению и уклона дороги.

Динамический фактор D гр для определенного авто­ мобиля изображают графически в зависимости от ско­ рости движения v.

Так как коробка передач автомобиля изменяет пере­ даточное число от двигателя к ведущим колесам, то ди­ намическая характеристика автомобиля (график дина­ мического фактора) состоит из ряда кривых, каждая из которых соответствует определенному набору шестерен,

т. е. I, II, III, IV и т. д. скорости.

На рис. 12 приведена динамическая характеристика 40-тонного автосамосвала МАЗ-530- На характеристике показан пример определения скорости движения груже­

условиях автосамосвал будет двигаться на III передаче и развивать скорость v = 15 км/ч.

Для порожнего автомобиля составляется особая шка­ ла динамического фактора Dnop (рис. 12), масштаб кото­ рой изменяется в соотношении G0 : G, где G0 — сила тя­ жести порожнего автомобиля.

Динамические характеристики троллейвозов. При тяговых расчетах троллейвозного транспорта, как и авто­ мобильного, используют динамические характеристики. Однако динамическая характеристика троллейвоза, (рис. 13) имеет три существенных отличия от динами­ ческой характеристики автомобиля:

. 1) на каждой передаче (II, III, IV) имеется не одна кривая зависимости динамического фактора от скорости движения, а четыре а—б—в—г;

2) на динамические характеристики нанесены сетки токовых кривых, например, 300 а, 250 а или —20 а, —40 а и т. д.;

25

3) кроме положительных значений динамического фактора, имеются и отрицательные его значения, распо-

Рис. 13. Динамическая характеристика 10-тонного трол­ лейвоза с двигателем смешанного возбуждения ДК-202Б.

ложенные ниже оси абсцисс, например, —0,100, —0,200 и т. п.

Необходимым условием работы тягового двигателя является возможность изменения скорости вращения его

26

якоря в широких пределах: от нуля до заданной вели­ чины наибольшего числа оборотов.

Очевидно, для троллейвоза, как и для других видов электрического транспорта, был бы непригоден двига­ тель с постоянным числом оборотов без возможности его регулирования.

На троллейвозе установлен двигатель возбуждения. Изменение числа оборотов этого дви­ гателя, а следовательно, и скорости движения трол­ лейвоза достигается вве­ дением в цепь его па­ раллельной (шунтовой)

обмотки возбуждения электрических сопротив­ лений (реостатов), кото­ рые изменяют величину тока в цепи.

На рис. 14 показана принципиальная схема включе­ ния двигателя смешанного возбуждения. Пуск в ход осуществляется изменением напряжения на зажимах двигателя выведением пускового реостата ПР, величину сопротивления'которого можно постепенно уменьшить до нуля. Без реостата ПР пусковой ток в якоре и последо­ вательной (сериесной) обмотке будет настолько велик, что вызовет их перегрев и аварию двигателя.

Пуск двигателя связан со значительной потерей энер­ гии в реостатах, которые при включении нагреваются.

Когда процесс пуска закончился, изменяют величину тока параллельной обмотки и соответственно магнитно­ го потока, вводя шунтовой реостат ШР. Такое измене­ ние в широких пределах скорости вращения двигателя • не вызывает сколько-нибудь значительных потерь элек­

27-

трической энергии, так. как величина тока параллельной обмотки мала. Кривые а—б—в—г на динамической ха­ рактеристике (рис. 13) соответствуют позициям контрол­ лера шунтового реостата.

Во время работы двигатель троллейвоза нагревается. По закону Джоуля-Ленца это нагревание пропорцио­ нально квадрату величины тока Р и времени его про­ хождения t. Сетка токовых кривых (рис. 13) позволяет определить электрическую нагрузку двигателя при дан­ ной скорости движения троллейвоза.

обратимости. При вращении якоря двигателя при помо­ щи внешней силы в его обмотке возникает электродви­ жущая сила и он работает как генератор.

При движении троллейвоза под уклон, благодаря торможению, в якоре двигателя возникает противоэлектродвижущая сила. Если эта сила превысит напряжение контактной сети, то двигатель перейдет на генераторный режим, и ток пойдет в контактную сеть, т. е. возникнет процесс рекуперации энергии.

Приведенные на рис. 13 отрицательные величины ди­ намического фактора и тока соответствуют генераторно­ му режиму.

Порядок тяговых расчетов троллейвозного транспор­ та. Тяговые расчеты троллейвозного транспорта удобно

28,