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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 202

Скачиваний: 33

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

где

К — общее количество колес состава

вагонеток;

1^— мо­

мент инерции

колеса;

D K — диаметр .колеса.

 

 

 

 

 

 

 

М а к с и м а л ь н а я

величина

окружной силы на ободе коле­

са

гировозов с механической

передачей определяется

коэффи ­

циентом сцепления колес с рельсами

(для гировозов

с

други­

ми видами передач она может определяться другими

факто­

рами, например

дл я гидропередачи — давлением

в

системе) .

 

П р и F m o a : = c o n s t

легко

определить

вр; емя

движения

 

и

путь гировоза

при пуске.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время движения при пуске:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

=

П 5

 

П І

> '

 

 

 

<5 1 >

где vo скорость

 

 

Fmax— G B W„ — G c l

 

 

 

 

 

 

 

движения

гировоза

после пуска.

 

 

 

 

 

 

Путь гировоза при пуске:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

=

0,5

- =

 

- ^ P 1 w г Г Т

 

 

 

 

( 5

2 >

 

 

 

 

 

F m a x - G B Wb — Ос 1

 

 

 

 

 

 

 

Количество энергии маховика, расходуемое при пуске ги­

ровоза, можно

приближенно определить из в ы р а ж е н и я :

 

 

 

 

 

Е

=

a

F ^

S

Ц - 0 , 9 8 М с ш 0

Т ,

 

 

 

 

(53)

 

 

 

 

 

Ъ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

о)о — начальная

угловая

скорость

вращения

маховика;

г,,—к. п. д. передачи;

М с — общий момент сопротивления

ма­

ховика с учетом трения в подшипниках.

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения

коэффициента

а д л я гировоза: с

одноступенча­

той

передачей

а = 2 ,

с

многоступенчатой — а = 1 , 2 - М , 5 ,

с

бесступенчатой — а— 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я определения

пути

и времени

движения

гировоза

при

установившемся тяговом р е ж и м е удобнее всего пользоваться

следующими приближенными

выражениями:

 

 

S « 0 . 5 " 2

 

 

 

:

i x

( 5 4 )

 

i = l F C T - f G r W r

+ rlr

th- ( M + . M„)

 

где F C T

значение

статического

сопротивления

движению

поезда;

i p — общее

передаточное

число

от

маховика к ко­

лесу; Gr

— вес гировоза.

 

 

 

 

 

При

бесступенчатом приводе значение

общего

передаточ-


ного числа определяется из условий заданной скорости дви­ ж е н и я :

к

2v

Время движения гировоза:

к

 

 

т ^ 2_ІР V

"Чп ІмС^і —

( 5 5 )

кi ^ l F C T + ъ ~ р - ( м + f„P G

Точность расчетов зависит от числа отрезков, на которые разбиваются длина пути и время.

В отличие от электровоза и других видов локомотива, гнро,воз имеет в качестве основного источника энергии инер­ ционный аккумулятор ограниченной энергоемкости. Поэтому реализация тяги за счет пробуксовывания колес недопусти­ ма, та к ка к это вызывает повышенный расход энергии. Исхо ­ дя из этого, нельзя допускать •превышения тягой гировоза максимально допустимого значения Fg.

си

 

 

 

 

 

 

 

 

К,

 

 

 

 

 

где

G c u — с ц е п н о й

вес гировоза;

i|; — средний

коэффициент

сцепления, колеблется

между 0,07

и 0,25 д л я различных

усло­

вий

содержания

рельсов;

Ki — коэффициент

запаса

тяги

( К І = 1 , 2 — 1 , 5 ,

причем

большие

значения

принимаются

для

т я ж е л ы х профилей

 

пути) .

 

 

 

 

 

 

 

 

Вес состава вагонеток

(брутто) равен:

 

 

 

 

 

G B < -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(56)

 

 

 

 

 

 

- L + w .

+

i

 

 

 

 

где

j у с к о р е н и е

агаезда

(для

груженого

поезда

j =

0,l4 -

 

2

;

дл я

порожнего j=0,24 - 0,2 5 м/сек2

[82, 83,

4-0,15 м/сек

 

 

to

 

 

 

 

 

 

 

84; 9 7 ] ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н у ж н о отметить,

что приведенные в ы р а ж е н и я

справедли­

вы и д л я транспорта

на пневматиках .

 

 

 

 

 

В заключение следует кратко остановиться на инерцион­

ном

внутризаводском

транспорте. Этот вид транспорта,

пока


еще

очень несовершенный, получает все большее распростране­

ние

на различных заводах д л я межцеховых

и внутризавод­

ских

перевозок. Выгодно отличаясь от аккумуляторных элект­

рокаров, такие инерционные тележки .могут

при рациональ ­

ном

использовании дать значительный экономический эффект .

 

На рис. 46 представлена одна из таких тележек, разрабо -

Рис. 46. Инерционная тележка для внутризаводских пе­ ревозок: / — шасси, 2 — платформа, 3 — маховик, 4 — элект­ родвигатель, 5 — коробка отбора мощности, 6 — рукоять хо­

 

да

и

реверса, 7 — редуктор,

8 — рукоять

сцепления.

 

тайная

на

Казанском

компрессорном

заводе. Грузоподъем­

ность тележки 10—15

т, вес 5

т. Скорость

д в и ж е н и я

около

25

м/мин.

Маховик,

разгоняемый

электродвигателем

до

800

об/мин

во время

загрузки

тележки, обеспечивает длину

ее пробега 500—900 м. Несмотря на очевидную простоту та­

кой

тележки, годовой эффект от ее применения составил бо­

л е е

3000 руб.

 

 

 

Аналогично действует

инерционный тельфер, используе­

мый

на некоторых ш а х т а х

<с взрывоопасной

атмосферой. Р а з ­

гон

маховика производится электроили

гидродвигателем

[93].

 

 

Следует отметить, что инерционный транспорт еще весь­ ма д а л е к от совершенства. Попытки применения инерционно­ го аккумулятора в качестве двигателя транспортного средст­ ва имеют пока ограниченный успех, поскольку этим совершен­ но специфичным источником энергии нередко механически за­ меняется обычный двигатель, что не только приводит к ухуд­ шению работы трансмиссии, но часто влечет за собой потерю

1


р я д а ценнейших свойств и возможностей этого аккумулято ­ ра. Применение инерционного аккумулятора на том или ином транспортном средстве д о л ж н о иметь строгое научное обо­ снование, предполагающее увязку характеристики д в и ж е н и я транспортного средства с характеристикой инерционного ак­ кумулятора .

§

15.

Гироавтомобиль Д . В. Рабенхорста

 

 

В

последнее время в С Ш А активизировались

работы

по инерционным аккумуляторным

автомобилям . В частности,

в лаборатории прикладной физики

университета им. Д ж . Гоп-

кинса

под

руководством доктора Д . В. Рабенхорста

разрабо ­

тан силовой агрегат инерционного аккумуляторного автомо­

биля, способного с одной раскрутки

маховика

проходить

путь до 180 км. Основой этого агрегата

с л у ж и т

супермаховик

клинового типа (см. рис. 20).

 

 

Схема маховпчного силового агрегата Д . В. Рабенхорста представлена на рис. 47. Электрический мотор-генератор (ли-

Рис. 47. Маховичный силовой агрегат Д. В. Рабенхорста: / — мотор-генератор, 2 — магнитная муфта для передачи вращения в герметичный кор­ пус, 3 — подшипник сухого трения, 4 — суперма-

.ховик, 5 —- магнитная опора, 6 — корпус, 7 и 8 — точки подвеса, 9 компенсирующее устрой­

ство, 10 — амортизатор.


бо система м о т о р — н а с о с ) 1 при помощи магнитных муфт 2 соединяется с супермаховиком 4, посаженным в подшипники

покрытые M0S2 и работающие

без смазки. Эти

подшипники

' с л у ж а т

в основном для

восприятия динамических гироскопи­

ческих

нагрузок, силу

ж е веса

супермаховика

целиком вос­

принимает магнитная подвеска 5. Весь силовой агрегат по­ мещен в герметичный вакуумный кожух 6 и подвешен в шар ­ нирных подвесках 7 и 8 с упорными кольцами 9, гарантирую ­ щими надежность подвески. К раме автомобиля агрегат кре­

пится при

помощи амортизаторов 10. З а р я д к а

инерционного

аккумулятора

(раскрутка маховика)

производится

включени­

ем

мотора

1

в сеть в течение нескольких минут

(около

20).

З а т е м ток,

вырабатываемый

генератором

(или

масло

от

насо­

с а ) , приводит

в движение мотор-колеса

автомобиля

и обеспе­

чивает пробег

с

достаточно

высокой

средней скоростью — до

90

км/час.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий

вид

автомобиля

Д . В. Рабенхорста

представлен

на

рис. 48.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

Рис.

48.

Гнроавто-

мобиль

Д.

В. Рабен-

'

хорста.