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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 196

Скачиваний: 33

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

мобиля с

места

до 30 км/нас

без участия рекуператора

тре­

бовал

28

см3

горючего;

разгон ж е

рекуператором и

двига­

телем

совместно

до

той

ж е

скорости

в

тех ж е

условиях

тре­

бовал

всего

16

см3

горючего — т. е.

на

к а ж д о м

разгоне

эко­

номилось

около

45%

горючего. Эти

показатели

близки

к

по­

лученным

Р . К л а р к о м на

его

системе рекуперативного

тормо­

за.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Имеющиеся расчетные и экспериментальные данные по­

зволяют

сделать примерный

вывод об

эффективности

приме­

нения рекуператора кинетической энергии на городском ав­ тобусе. N

Рассмотрим характерный цикл движения автобуса типа ЛАЗ - 695 . При этом примем среднее расстояние между оста­ новками равным 300 м (рис. 62, кривая 1). Наиболее эко­

номичным в этом случае принят такой цикл движения, при

котором

автобус

разгоняется

примерно

до

40 км/час,

затем

движется

накатом и с 30 км/час

начинает торможение . Дина­

мические

качества

автобуса

 

позволяют

разгон

от

0

до

40 км/час

на расстоянии около 150 м. Проведенные экспери­

менты

показывают,

что

на

это

уходит

в

среднем

времени

21,5 сек

и топлива

188

см3.

Д а л е е , двигаясь

накатом,

автобус

примерно

за

120

ж

снижает

скорость

с

40

до 30

км/час,

по­

тратив

на

это

11

сек времени

и 6 см3

топлива при

работе

дви­

гателя

на

холостом

ходу. Д л я

торможения

с 30

км/час

до


остановки требуется около

25—30 м пути, 5 сек

времени

и

3

см3

горючего.

Стоянка

на остановке т а к ж е

отнимает

до

3

сек

времени

н З

см3 горючего.

 

 

 

 

 

Подсчитав

з а т р а т ы времени

и горючего,

получаем,

что

на

выполнение

описанного

цикла

расходуется

45

сек времени

и 200

см3 горючего. Средняя скорость автобуса

за цикл

око­

ло

24

км/час.

Эти данные

хорошо

согласуются

с

эксперимен­

том.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим теперь предполагаемый цикл движения авто­ буса с рекуператором (см. рис. 62, кривая 2). Ввиду того что вес рекуператора составляет всего около 2% от веса автобу­ са, возрастанием расхода горючего в связи с увеличением сопротивления движению можно пренебречь.

Примем,

что

торможение

производится

с

максимально

допустимой

д л я города с к о р о с т и — 6 0

км/час.

Анализ

к. п. д.

рекуператора

на

автобусе подобного

типа

показывает,

 

что

после

проведения

торможения

рекуператор

в

перспективе

может

разгонять

машину до

скорости, составляющей

около

85%

от величины

скорости перед торможением . Поэтому

счи­

таем,

 

что автобус

разгоняется

рекуператором

до

скорости

50

км/час.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходя из условия комфорта пассажиров

и

оптимально ­

го сцепления

колес

с

дорогой,

принимаем путь разгона при­

близительно

40—45

м,

время

разгона

6,5

сек. Д а л е е ,

на

пути

 

около

200

м

 

автобус

разгоняется

двигателем

до

60 км/час.

Д а н н ы е

экспериментов показывают,

что

на

про­

хождение этого участка пути требуется около 80 — 90' см 3 го­

рючего и 14 сек времени.

Д а л е е следует рекуперативное

тор­

можение с 60 км/час

до

остановки

примерно за

7,5. сек

на

пути около 60 м. Условия

стоянки

на остановке

принимаем

те ж е , что и в предыдущем

случае. Та к ка к двигатель

заво­

дится самостоятельно

при соединении его с трансмиссией

раз ­

гоняемого автомобиля, работа его на холостом ходу при тор­ можении и стоянке машины исключается. Подсчет показы­

вает, что при таком цикле расход времени

составляет около

33

сек, горючего — 80—90 см3. Средняя скорость за

цикл

33

км/час.

Таким образом:

 

 

 

 

1. При увеличении

средней скорости

цикла с 24

до

33

км/час

теоретическая

производительность

машины

может

возрасти

примерно в 1,4

раза .

 

 

 


2.Вследствие одновременного увеличения производи­ тельности машины и уменьшения расхода горючего затраты горючего на совершение единицы полезной работы сокра­ щаются более чем в 2 раза .

3.Из - за сокращения продолжительности работы двига­ теля и работы его преимущественно па оптимальном режиме увеличивается его долговечность.

4.Вследствие того что пользование обычными фрикцион­ ными тормозами предполагается л и ш ь в исключительных слу­

чаях

(при экстренном или внеплановом

торможении),

значи­

т е л ь н о

увеличится

срок

их с л у ж б ы

и

повысится

готов­

ность

к

действию.

 

 

 

 

 

5.

 

Разгон машины рекуператором без помощи коробки

передач

уменьшит

роль

низших передач,

что может привести

к упрощению трансмиссии автомобиля путем сокращения чис­ ла передач в коробке.

6. Вследствие того что при торможении

рекуператором

колеса машины кинематически связаны с

в р а щ а ю щ и м с я ма­

ховиком, их блокировка невозможна д а ж е

на

самой скольз­

кой дороге. Это свойство рекуперативного торможения по­

вышает устойчивость

движения .

7. Н е м а л о в а ж н о

и то, что сокращение работы двигателя

и расхода горючего значительно снижает выделение вредных выхлопных газов в атмосферу. П р и этом известно, что выде­ ление вредных газов двигателем при устойчивой его работе

значительно меньше,

чем при .неустановившемся

режиме

—•

разгоне машины или

на холостом ходу. М е ж д у тем'использо ­

вание рекуператора

устраняет

именно .последний

режим .

 

В .настоящее время ведутся

разработка и испытания

ре­

куператоров д л я основных типов

отечественных городских ав­

тобусов. Общий вид

рекуператора д л я

автобусов

типа

ЛАЗ-695, с пневматическим управлением

представлен

на

рис. 63. Рекуператор, изображенный в демонтированноам

ви­

де, устанавливается в

моторном

отсеке автобуса, справа от

двигателя . Он подвешивается на резиновых подушках к из­ мененному правому лонжерону автобуса и подключается к

люку отбора мощности коробки

передач или непосредственно

к главной передаче карданным

валом.



Г Л А В А V

ПУТИ С О З Д А Н И Я И Н Е Р Ц И О Н Н Ы Х М Е Х А Н И Ч Е С К О Й

ЭФ Ф Е К Т И В Н Ы Х

АК К У М У Л Я Т О Р О В

ЭН Е Р Г И И

Н е с м о т ря на многовековую историю маховика, развитие инерционных аккумуляторов до середины XX в. шло чрез­ вычайно медленно. Повинен в этом был преимущественно низкий уровень техники прошлых веков. Но и сейчас, несмот­ ря на огромные возможности современной техники, совершен­

ство инерционных

аккумуляторов оставляет

ж е л а т ь боль­

шего.

 

 

Совершенство

инерционного аккумулятора

определяется

в основном его удельной энергоемкостью и безопасностью,

малыми внутреннимипотерями и удобной

характеристикой

накопления и выделения

энергии.

 

 

 

 

 

§ 1. Повышение прочности,

 

 

 

 

 

 

энергоемкости н безопасности

 

 

 

 

В настоящее время

одним

из

самых

эффективных

инерционных

аккумуляторов

с

монолитным

маховиком

мож­

но считать устройство

Гиректа

фирмы

Кларк .

Определим

энергоемкость

его маховика.

 

 

 

 

 

 

м'сек.

О к р у ж н а я

скорость

маховика

достигает

400—450

Форма — средняя между диском .постоянной

толщины

и рав-