ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 143
Скачиваний: 1
эксплуатации в карьере большегрузных автомобилей с различными трансмиссиями.
В результате проведенных исследований было установлено, что при работе в карьерах средней производственной мощности мини мальные затраты на разработку и транспортирование 1 т горной массы дают автомобили грузоподъемностью 20—50 т с гидромехани ческой трансмиссией. При грузоподъемности менее 20 т механиче ская трансмиссия может применяться наравне с гидромеханической, при грузоподъемности свыше 50 т электрическая трансмиссия может успешно конкурировать с гидромеханической, причем с усложне нием карьерных условий возрастают преимущества электрической трансмиссии.
В карьерах большой производственной мощности при грузо подъемности свыше 65 т наибольшие преимущества имеет электри ческая трансмиссия, обеспечивающая минимум затрат на разра ботку и транспортирование 1 т горной массы.
В процессе проектирования большегрузных автомобилей со здан целый ряд принципиально новых схем гидромеханических транс миссий большой мощности.
Одна из разработанных конструкций была пущена в серийное производство и применена на всех моделях автосамосвалов БелАЗ грузоподъемностью 27 и 40 т. Эта трансмиссия выполнена по так называемой «тракторной» схеме (без прямой передачи) и состоит всего из двух валов: верхнего, являющегося валом турбины гидро трансформатора, и нижнего, связанного через карданный вал с ве дущим мостом, и четырех совершенно одинаковых по конструкции многодисковых фрикционов, связывающих при включении транс миссии шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении с соот ветствующими валами.
Применение такой трансмиссии позволило увеличить среднюю скорость карьерного автомобиля на подъеме при одной и той же удельной мощности на 16—17% по сравнению со скоростью его при механической трансмиссии. Время, необходимое для разгона авто мобиля, сократилось в 2 раза по сравнению со временем разгона до той же скорости при механической трансмиссии, величина мак симальных скачков крутящего момента при переключении передач уменьшилась в 5 раз.
Электрическую трансмиссию целесообразно применять на карьер ных автомобилях большой грузоподъемности, так как эта трансмис сия имеет высокий суммарный к. и. д., обеспечивает простоту упра вления сложными машинами, возможность получения оптимальных характеристик автомобилей на тяговых и тормозных режимах.
Основное регулирование систем электрической трансмиссии осу ществляется путем изменения параметров работы электрических машин при стабильном режиме первичного двигателя. Это позво ляет обеспечить работу последнего в режиме максимальной мощ ности независимо от нагрузки на ведущих колесах автомобиля, добиться наиболее полного использования мощности силового аг
64
регата. Применение электрической трансмиссии в совокупности с индивидуальным приводом колес расширяет компоновочные воз можности большегрузного автомобиля благодаря независимости его кинематической схемы от типа трансмиссии. Важнейшим до стоинством электрической трансмиссии в этом случае является воз можность осуществления активного привода нескольких осей авто мобиля или автопоезда.
Для автомобилей особо большой грузоподъемности могут при меняться электрические трансмиссии как постоянного, так и пере менного тока.
Больший опыт накоплен в области применения электрических трансмнсспй постоянного тока, включающих генератор и двигатели постоянного тока с соответствующей системой регулирования. Практическая возможность создания электрических трансмиссий переменного тока с нужными качествами возникла лишь в последние годы с созданием силовой полупроводниковой техники и на ее базе статических преобразователей частоты для плавного регулирования скорости асинхронных короткозамкнутых двигателей.
Впервые в нашей стране электрическая трансмиссия постоянного тока была применена на 65-тонных автопоездах-троллейвозах БелАЗ- 524-792 и 75-тонных автосамосвалах БелАЗ-549.
Источником электроэнергии в электрической трансмиссии пере менного тока служит бесконтактный синхронный генератор; асин хронные тяговые двигатели получают питание каждый от своего тиристорного преобразователя частоты. Тиристорный преобразо ватель, изменяя частоту напряжения, подаваемого на двигатель, должен плавно управлять скоростью вращения его вала. Заданные тяговые характеристики, режимы работы и взаимодействие всех узлов должны обеспечиваться системой автоматического упра вления.
Асинхронные двигатели допускают большие (трех—пятикрат ные) кратковременные перегрузки по моменту как в тяговом, так и в тормозном режиме, что позволяет повысить эффективность и диа пазон работы этих агрегатов, дает возможность упростить редук торы мотор-колес. Электрическая трансмиссия переменного тока с частотным регулированием впервые была применена на опытном образце 120-тонного автопоезда БелАЗ-549В-5275.
В табл. 23 приведено сравнение (по американским источникам) электрических трансмиссий переменногои постоянного тока: асинхрон ного двигателя, работающего с малым скольжением, и обычного электродвигателя постоянного тока последовательного возбуждения при применении их в мотор-колесах большегрузных специализиро ванных карьерных транспортных средств.
Как видно из сравнения, электродвигатели переменного тока имеют значительные преимущества, которые заключаются в их меньшей массе, размерах, в большей эффективности примене ния при меньшем объеме технического обслуживания. Однако на современном этапе развития техники трудности регулирования
о Заказ 283 |
65 |
Т а б .л п н а 23
Сравнение электродвигателей переменного н постоянного тока
|
|
|
|
|
Электродвигатель |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание |
|
|||
|
|
переменного тона |
постоянного тона |
|
|
|
|
|
|||||||
Масса электро |
Малая масса на |
Относительно |
У |
асинхронных |
|||||||||||
двигателя |
|
1 л. с. мощности |
большая масса |
на |
двигателей нет ще |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 л. |
с. |
мощности |
точно-коллектор |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ного узла, их кор |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пус соответственно |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
короче, чем у дви |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гателей постоянно |
||||
Удельный объем |
Малый объем на |
Относительно |
го тока |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
1 л. с. мощности |
большой объем на |
|
|
|
|
|
|||||||
Возможность ох |
Ротор охлажда |
1 л. с. мощности |
Охлаждение вра |
||||||||||||
Вращающиеся |
|||||||||||||||
лаждения |
|
ется без затрудне |
обмотки |
требуют |
щающихся |
обмо |
|||||||||
|
|
ний |
|
|
|
повышенного |
вни |
ток |
затруднено |
||||||
|
|
|
|
|
|
мания |
для |
пред |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
отвращения |
пере |
|
|
|
|
|
|||
Приспособлен |
Высокая |
пере |
грева |
|
|
|
ог |
Машины |
пере |
||||||
Перегрузка |
|||||||||||||||
ность к перегрузке |
грузочная |
способ |
раничивается |
по |
менного |
тока |
до |
||||||||
|
|
ность во всем диа |
условиям перегре |
пускают более вы |
|||||||||||
Сложность |
об |
пазоне |
скоростей |
ва обмоток якоря |
сокие перегрузки |
||||||||||
Малый объем об |
Относительно |
Конструкция |
|||||||||||||
служивания |
|
служивания |
бла |
высокая стоимость |
машины |
перемен |
|||||||||
|
|
годаря |
простоте |
обслуживания об ного тока менее |
|||||||||||
|
|
конструкции |
моток якоря и ще- |
сложна |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
точпо-коллектор- |
|
|
|
|
|
||||
К. п. д. |
|
Высокий к. и. д. |
пого |
узла |
|
|
К. п. д. машины |
||||||||
|
Высокий к. п. д. |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
переменного тока |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
несколько выше во |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
всем рабочем диа |
||||
Линейная |
ско |
Линейная |
ско |
Линейная |
ско |
пазоне |
|
пере |
|||||||
Машины |
|||||||||||||||
рость ротора |
|
рость |
ротора до |
рость |
якоря с |
об |
менного |
тока |
мо |
||||||
|
|
150 м/сек |
|
|
мотками |
до |
|
80 |
гут |
работать |
с |
||||
|
|
|
|
|
|
м/сек |
|
|
|
|
большими |
скоро |
|||
Возможность |
Не представляет |
Затруднительна |
стями |
|
|
|
|||||||||
Герметизация |
|||||||||||||||
герметизации |
|
больших трудно |
пз-за наличия кол |
машин переменно |
|||||||||||
|
|
стей |
|
|
|
лектора |
|
|
|
го тока значитель |
|||||
Простота |
регу |
Требуется |
регу |
Требуется |
регу |
но проще |
|
пере |
|||||||
Машины |
|||||||||||||||
лирования |
|
лирование |
напря |
лирование напря |
менного тока нуж |
||||||||||
|
|
жения |
и |
частоты |
жения |
|
|
|
|
даются в дополни |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тельном регулиро |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вании частоты, что |
представляет серь езную трудность
66
электрической системы переменного тока в необходимых для работы на большегрузных автомобилях пределах резко снижают эти’преи мущества.
Испытания автополупрнцепа БелАЗ-549В-5275 показали, что созданная система частотного регулирования себя не оправдала и нуждается в серьезной доработке и значительных дополнительных исследовательских работах.
На рис. 23 приведены блок-схемы электрической трансмиссии
базовых автосамосвалов БелАЗ |
на постоянном и переменном токе. |
|||||
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
пд L — |
г |
спч |
Д - Р И К |
|
|
|
н |
d сгйГ]— |
|~д]— |?м 1{]— |
(~ІГ| |
|
|
|
|
||||
|
|
LÄГЛ |
|
|
||
|
|
L - J |
|
|
|
|
|
|
А |
г |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
Рпс. 23. Блок-схемы |
электрической |
трансмиссии |
базовых |
автосамосвалов |
||
БелАЗ: |
|
|
|
|
|
|
а — грузоподъемностью |
75 и 120 т; б — грузоподъемностью |
180 т; П Д |
— первичный |
дви |
||
гатель; Р — редуктор; |
Г — генератор; Д — электродвигатель; С П Ч — статический |
пре |
образователь частоты; Р М К — редуктор мотор-колеса; К — колесо
Обязательной частью электрических трансмиссий является моторколесо, представляющее собой автономную конструкцию, состо ящую из собственно колеса с пневматической шиной, встроенного редуктора и тягового электродвигателя. К узлам мотор-колеса можно отнести также встроенный в него колесный механический тормоз с исполнительными силовыми механизмами, вентиляторы для охла ждения тягового электродвигателя с приводом, встроенные датчики спидометров и тахогенераторы. Связующим элементом, конструктивно объединяющим основные и вспомогательные узлы в единый агрегат, является корпус мотор-колеса, воспринимающий через устройства подвески вертикальную составляющую нагрузки от веса автосамо свала.
Мотор-колесо связано с силовой установкой (дизель-генератор ной установкой) гибкими токоведущими кабелями.
Основные показатели мотор-колеса как агрегата электрической трансмиссии определяются параметрами основных конструктивных
элементов: грузоподъемностью шпн, передаточным отношением |
и |
к. п. д. редуктора, мощностью, перегрузочной способностью |
по |
моменту, электромеханическими характеристиками тягового элек тродвигателя.
5* |
67 |
Устанавливаемые на большегрузных карьерных автомобилях мотор-колеса изготовляют как с односкоростным, так и с двухско ростным редуктором.
Односкоростные редукторы мотор-колес широко применяются на автосамосвалах, выпускаемых фирмами США. Для обеспечения требуемого диапазона изменения рабочих скоростей используются тяговые электродвигатели значительной мощности. Однако следует отметить, что установка в мотор-колесах двухскоростных редукто ров позволяет существенно увеличить диапазон изменения скоростей и тягового усилия при относительно небольшой мощности тягового электродвигателя.
На Белорусском автозаводе для автомобилей особо большой грузоподъемности разработан целый ряд конструкций мотор-колес, неотъемлемым элементом которых является односкоростной двух ступенчатый планетарный редуктор в кинематической цепи от тяго вого электродвигателя к ступице колеса. В качестве характерного примера можно назвать мотор-колесо 65-тонного троллейвоза БелАЗ-
524-792 |
мощностью 200 квт. Это мотор-колесо с односкоростным |
|
редуктором разработано применительно |
к двухскатному колесу |
|
с шинами размером 21.00—33 и ободом 15.00—33. |
||
Для |
автомобилей грузоподъемностью |
75—300 т созданы два |
типоразмера односкоростных мотор-колес, схема и параметры ко торых приведены в табл. 24.
Параметры мотор-колес
моторТип-колее» |
А |
Н |
*5 |
й = |
моторМасса-колссн, т |
3 |
а |
|
|
|
|
|
Размеры, мм |
||
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
£ |
|
Я |
|
|
|
|
|
С* |
Н |
L |
|
|
|
|
с7 |
о |
О |
C 2 |
|
2 |
Я |
|
о |
|
Н2 |
|
|||
|
|
Г5 |
|
- з" |
|
с. |
S |
|
Я |
|
о |
|
S |
О |
|
|
си |
|
|
3 |
|||
МК-40 24.00— 49 |
44 |
230—250 |
700 |
7,5 |
2400 |
2400 |
|
МК-90 |
36.00— 51 |
90 |
500—550 |
800 |
12,5 |
2800 |
2950 |
Т а б л и ц а |
24 |
|
Диаметр, мм |
||
! |
подшипника ступицы |
|
элентродвигателя |
Г“ |
|
|
|
Я |
|
|
я |
|
|
О |
|
|
3 |
|
|
О |
740 |
560 |
950 |
1000 |
710 |
950 |
Для отдельных модификаций автомобилей особо большой грузо подъемности созданы варианты двухскоростных мотор-колес. Один из этих вариантов применен на опытном образце 75-тонного автосамо свала БелАЗ-549.
§ 4. Основные параметры подвески карьерных автомобилей
Для повышения эксплуатационной скорости движения автомобиля кроме увеличения удельной мощности и выбора соответствующей трансмиссии необходимо также совершенствование подвески.
68