Файл: Гулиа Н.В. Инерционные аккумуляторы энергии.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 240

Скачиваний: 36

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

гатов, требующих развития значительной мощности, при крат­ ковременном включении, и может служить как пусковой дви­ гатель достаточно широкого назначения.

Инерционный

стартер представляет собой маховик в ви­

де обода с диском, соединенный

через п о н и ж а ю щ у ю плане­

тарную передачу,

многодисковую

фрикционную, и кулачко­

вую муфту с валом двигателя . М а х о в и к приводится во вра­ щение заводной ручкой. После разгона маховика включается кулачковая імуфта и вал двигателя раскручивается, благода ­ ря чему двигатель запускается . Фрикционная муфта, вклю­

ченная постоянно,

играет

роль предохранительной.

Н а стартере

фирмы

Р о т а к с (рис. 32) разгон маховика

Рис. 32. Инерционный стартер фирмы Ротакс: / — махо­ вик, 2 — заводная ручка, 3 — вал двигателя, 4 — предохрани­ тельная муфта, 5 — кулачковая муфта.

производится ручкой через заводной вал и планетарный при­ вод с передаточным числом 1 : 180. В р а щ е н и ю ручки со ско­ ростью 65 об/мин соответствует скорость вращения махови-

ка — 12 000 об/мин. При этом

маховик

накопляет

энергию

480 кГм.

Затем

включается

кулачковая

муфта и

вращение

маховика,

у ж е

через трансмиссию с передаточным

числом

150:1, передается на вал двигателя. Крутящий момент, до­

стигающий при этом 18 кГм,

заводит двигатель.

 

 

Впоследствии д л я разгона маховика стали использовать

сериес-электромоторы,

позволяющие

достигнуть 10 000

об/мин

маховика за 25 сек [135].

 

 

 

 

 

§ 8. Инерционный

вертолет

 

 

 

 

Маховик, установленный на вертолете, приводил во

вращение воздушный

винт

с регулируемым наклоном лопа­

стей. Во время разгона маховика

посторонним

источником

энергии — м о т о р о м — л о п а с т и воздушного

винта

установле­

ны так, что его подъемная

сила равна нулю. Маховик при

этом легко и без излишних

потерь

энергии

разгоняется

мото­

ром. После отключения 'разгоняющего мотора лапастя.м за­ дается необходимый угол атаки, и вертолет совершает вер­ тикальный взлет. По мере сбавления оборотов маховика уве­ личивается угол атаки винта с сохранением тяги. Когда энер­ гия маховика иссякает, вертолет медленно опускается.

В описанной конструкции маховик применяется д л я раз^ вития кратковременной высокой мощности, необходимой д л я вертикального старта. Инерционный двигатель оказался легче

любого другого двигателя, что важно д л я

работы в таком

ре­

ж и м е .

«Прыгающий

Г и р о » — т а к был

назван

этот

вертолет.

Он представляет интерес как устройство,

обеспечивающее

резкий

вертикальный

старт летательного

аппарата

[135].

 

§

9.

Инерционная

дрель

 

 

 

 

 

 

 

При сверлении электрической

дрелью в сырых

ме­

стах

д л я человека .возникает опасность

поражения

током.

Кроме того, пользование такой дрелью невозможно во взры­

воопасных местах, где искрение

щеток

электродвигателя

спо­

собно

вызвать

взрыв.

Электрическая

или

пневматическая

дрель

во всех случаях требует

подвода питания по гибким

проводам или

шлангам,

а это создает

неудобства при

рабо ­

те в отдаленных от источника питания

местах.

 

 

Ясно, что при работе дрели возникающий реактивный мо­ мент действует на работающего с ней человека. Это обстоя-

тельство исключает пользование обычной дрелью в условиях

невесомости,

где реактивный момент будет в р а щ а т ь

самого

оператора.

•

,

От названных недостатков свободна инерционная дрель,

питающаяся

энергией раскрученного маховика. Вал

махови­

ка соединен

со шпинделем (патроном), в котором укреплено

сверло, бор, шлифовальный круг или иной инструмент. Ма ­

ховик раскручивается любым

способом от источника

питания,

а затем дрель переносится к

месту работы, где

и

использу­

ется накопленная энергия.

 

 

 

 

Б л а г о д а р я значительной

продолжительности

выбега

ма­

ховика дрель может быть использована на значительном

уда­

лении от места зарядки . При

р а б о т е ' д р е л и на оператора

дей­

ствует только тот ничтожно малый реактивный момент, кото­ рый создается трением в подшипниках и аэродинамическими потерями. Особенно 'благоприятны условия д л я работы 'инер­ ционной дрели в вакууме, где аэродинамические потери от­ сутствуют.

Инерционная дрель малогабаритна, но может развивать

большие

мощности. После з а р я д к и

от

сети

127 в в течение

1 мин,

дрель просверливает 4—5 отверстий

диаметром

4

мм

в стальном листе толщиной 5 мм

или

до

100

отверстий

в

плотном дереве или пластмассе.

 

 

 

 

 

 

П р и

работе с инерционной

дрелью

нужно учитывать

сле­

д у ю щ у ю

особенность: д л я установки

ее

в исходное положение

требуется

некоторое

усилие,

преодолевающее

гироскопиче­

ский момент; однако при сверлении дрель

прекрасно

сохра­

няет заданное направление [20] .

 

 

 

 

 

 

§

10.

Инерционные аккумуляторы

 

 

 

 

 

 

 

на землеройных машинах

 

 

 

 

 

 

 

В качестве примера использования инерционного ак­

кумулятора высокой

удельной

энергоемкости

д л я временно­

го повышения мощности машины уместно привести конструк­

ции скрепера и экскаватора

с инерционными

аккумулятора ­

ми энергии. Эти конструкции существовали,

правда,

только

как экспериментальные, однако их положительные

качества

дают основание говорить об

их несомненной

перспективности

в дальнейшем, когда культура производства и эксплуатации этих машин будет достаточно высока.

Скрепер представляет собой землеройную машину ци­ кличного действия. Рабочий цикл ее складывается в основ­ ном из копания, когда требуются максимальные мощность и тяговое усилие машины, и транспортировки груженой и по­ рожней машины, когда потребные мощность и тяговое усилие незначительны. Д л я преодоления больших сопротивлений при копании грунта обычно используется трактор - толкач, сооб­ щающий машине дополнительное тяговое усилие.

Во Всесоюзном

научно-исследовательском

'институте

транспортного

строительства ( Ц Н И И С е ) при участии автора

был изготовлен

опытный скрепер с инерционным

аккумулято ­

ром, играющим роль вспомогательного двигателя

и приво­

дящим

во

вращение задние колеса скрепера

при

копании

(рис.

33,

34). Тягового усилия, развиваемого

при

этом, до -

Рис. 33. Схема самоходного скрепера с инерционным двигателем-ак­ кумулятором: 1 — маховик, 2 — приводное колесо, 3 — разгонный двига­ тель, 4 — дифференциал, 5 — редуктор, 6 — муфта сцепления.

статочно д л я выполнения копания и заполнения ковша скре­ пера грунтом без помощи толкача. Разгон маховика осущест­ вляется при холостом ходе скрепера и избыточной мощности основного двигателя машины с помощью маломощного серво­ двигателя или непосредственно от колес [29—30].

Представляет интерес т а к ж е конструкция силового агре­ гата одноковшового экскаватора, снабженного му'фтой-махо-, виком. Рабочий цикл экскаватора осуществляется при нерав­ номерной загрузке двигателя по мощности. Муфта - маховик экскаватора накопляет энергию в период неполной загрузки двигателя с последующей отдачей ее при копании грунта.. Таким путем удается существенно повысить эффективность работы одноковшового экскаватора . Муфта-маэГовик на экска-

з а д а ч, возникавших при изготовлении образцов указанного вида транспорта, фирмой была проведена большая научно-ис­ следовательская н практическая работа . Основные проблемы,

потребовавшие

решения, касались максимального уменьше­

ния потерь

на

трение

при вращении маховика,

обеспечения

высоких динамических

показателей

гпробуса,

а

т а к ж е

созда­

ния простой

и

надежной электромеханической

передачи

меж­

ду маховиком

ц ведущими

колесами

машины .

 

 

 

Потери

на

трение

в

основном

являются

вентиляционны­

ми потерями и зависят от окружной скорости и величины по­ верхности вращающегося маховика, расстояния между махо­ виком и корпусом, а кроме того, определяются плотностью

.и характером движения среды, в которой находится в р а щ а ю ­ щийся -маховик.

Эффективным средством снижения потерь на трение яв­ ляется уменьшение окружной скорости. Однако при этом для сохранения необходимой величины накапливаемой энергии потребовалось бы значительно увеличить вес маховика . По­ этому более целесообразным является помещение маховика в

корпус, заполненный водородом, который в

14,4 раза легче

воздуха и имеет коэффициент теплопередачи

в 1,7 раза боль­

ший, чем у воздуха. Учитывая, что

кинематическая

вязкость

водорода в 6,6

раза

больше, чем у

воздуха,

и

Яе=

1 , 8 2 - Ю - 6 ,

а К = 0 , 7 2 - 1 0

(рис.

35),

нетрудно

подсчитать

мощность

по­

терь N = 1 , 1 K Y U 3 D 2 ,

где

D = 1,6 м,

а и = 250

м/сек,

— она

в

7—-—1 1 — 1 1 1 1 1 1 1

1 і ' M i l i^4 ^ ~ ,

Рис. 35. Диаграмма к расчету аэродинами­ ческих потерь. Зависимость К от числа Реинольд-

са и отношения зазора к диаметру маховика.

Смотрите также файлы