Автопоезд с электрическим приводом

На фиг. 151 показан автопоезд с двумя дизель-генераторами мощностью 406 л.с. каждый, изготовленный для работы по бездорожью Аляски. Автопоезд состоит из ведущего автомобиля и пяти прицепов грузоподъемностью 25 т каждый с раздельным электрическим приводом на каждое колесо. Длина автопоезда 83,6 м, ширина 4,98 м и высота 5,34 м. Наивысшей точкой является карбина водителя. Погрузочная высота равна 2,6 м. Такое устройство автопоезда имеет то преимущество, что силовая установка из 5—6 агрегатов состоит из двух дизель-электрических агрегатов одинаковой мощности. Это упрощает силовой привод, снижает вес и стоимость эксплуатации в связи с понижением издержек производства, сокращением обслуживающего персонала и уменьшением расхода топлива. Основной предпосылкой рентабельного применения многоагрегатного дизель-электрического автопоезда является наличие больших подъемов, плохого состояния пути и мощного двустороннего грузопотока. В этом случае применение мощного автопоезда будет перспективным. Экономически целесообразно применять два силовых агрегата, так как при выходе из строя одного из них автопоезд может продолжать движение. Кроме того, возникает возможность его рентабельной работы при неполной загрузке.




Ведущий автомобиль автопоезда разделен на четыре помещения: кабину управления, помещение бригады, помещение силовой установки и отсек для топлива. Кузов ведущего автомобиля изготовлен из алюминиевых сплавов и покрыт изолирующим материалом, защищающим его от действия мороза. Все оконные стекла слегка окрашены в зеленоватый цвет, чтобы ослабить ослепительный блеск снега. Другими специальными мероприятиями являются: термостатический контроль вентиляции машинного отделения; подогрев смазочных масел; применение натуральной резины для изоляции кабеля и сальников для сохранения эластичности при низкой температуре; устройство со вспомогательным приводом, которое включает разъединители на штепселях для автоматического разъединения активных прицепов. Принцип действия данного автопоезда подобен принципу действия поезда с дизель-электрическим локомотивом, а именно: дизель-генератор снабжает энергией электродвигатели в колесах. Автопоезд имеет 24 ведущих колеса.




Дизель непосредственно соединен в линию с генератором постоянного и переменного тока. Генераторы постоянного тока питают электродвигатели колес, которые установлены внутри стальных трубчатых осей. На фиг. 152 показана схема электрического привода отдельного колеса. Электродвигатель работает совместно с двухступенчатым редуктором колеса, имеющим высокое передаточное отношение.

Вентиляция электродвигателей колес осуществляется сдвоенным вентилятором, приводимым в действие электродвигателем, установленным в центре оси.

Три двигателя генератора вырабатывают энергию для возбуждения основных генераторов, для во-збуждения двигателей постоянного тока и для отключения тормозов колесного двигателя.

Направление движения, скорость или мощность регулируют изменением полярности и напряжения генератора постоянного тока. Эта регулировка осуществляется вручную с помощью потенциометра в цепях возбуждения. Потенциометр для водителя является основным прибором управления. Переменный трехфазный ток используется для управления электрическими цепями двигателей-генераторов, для рулевого управления и двигателей лебедки. Напряжение переменного тока 300 в, частота 120 периодов. Электродвигатели переменного тока индукционного типа с короткозамкнутым ротором применяют для вспомогательных целей.

Рулевой механизм имеет шестерню, которая работает совместно с зубчатым сектором при повороте передней оси ведущего автомобиля. Прицепы со всеми ведущими колесами механически поворачиваются при помощи простых соединяющих механизмов, при этом ведущий автомобиль сохраняет командное положение.


В данной конструкции применяется максимальная зашита для прекращения подачи энергии к электродвигателю управления и для торможения. Электродвигатели переменного тока имеют биметаллические фрикционные тормоза конической формы. Когда ток подходит к электродвигателю, трехфазные катушки отключают тормоза и торможение поезда осуществляется с помощью спиральных пружин, когда подвод энергии тем или иным способом прерывается. В системе электрического управления и контроля автопоезда используется одна фаза переменного тока в качестве контрольного напряжения. К этой фазе подключены мощные реле, которые срабатывают, когда должны быть прерваны токи большой силы. Направление потока в сериесных обмотках возбуждения меняется автоматически в каждом электродвигателе, приводящем колесо, когда изменяется полярность подводимого напряжения. Для пуска, остановки и реверсирования электродвигателей переменного тока нужны мощные контакторы.

Тормоза электродвигателей колес дисковые, покрыты «спеком» и закреплены на шпонках непосредственно на втулке якоря двигателя. Фрикционные диски сжимаются под действием пружин, а разжимаются при помощи электромагнитной катушки, встроенной в переднюю часть электродвигателя.

Тормозные катушки потребляют энергию постоянного тока от одного из дизель-генераторов. Электрические колесные тормоза применяются, главным образом, при стоянке поезда. Обычно торможение достигается путем рекуперации мощности постоянного тока подобно динамическому торможению дизель-электричеоких локомотивов. Особая электрическая цепь помогает замедлить ход автопоезда в случае перегрузки электродвигателей колес путем уменьшения энергии, переданной системе, за счет превращения ее в, тепло в реостатах.


Подвеска ведущего автомобиля прицепов автопоезда жесткая, и плавность хода достигается только вследствие упругих деформаций шин (внешний диаметр шин 2,2 м).

Для современной промышленности и транспорта настоятельно необходимы мощные многоагрегатные автопоезда для надежного транспортирования грузов вне рельсовых и шоссейных дорог.

В настоящее время для создания такого автопоезда наиболее рационально использовать электрический привод, позволяющий централизованное производство электроэнергии и весьма простое ее распределение между тяговыми электродвигателями колес и другими потребителями.

Электрический привод на многоагрегатных автопоездах обладает целым рядом преимуществ, важнейшими из которых являются:

• 1) плавное изменение силы тяги и компактность привода на отдельное колесо;
• 2) возможность создания рекуперативного торможения;
• 3) надежность управления и торможения;
• 4) возможность создания многоагрегатного автопоезда с приводом на отдельные колеса.

Основные недостатки электрического привода состоят в следующем:

• 1) большой вес электрического оборудования;
• 2) значительный расход цветных металлов;
• 3) меньший к. п. д.;
• 4) высокая стоимость изготовления.

Несмотря на указанные недостатки, в ряде стран разработке автопоездов с электрическим приводом в последние годы придают все большее значение вследствие необходимости транспортировки больших масс грузов в условиях плохих дорог и бездорожья.

Опытные специальные автомобили и автопоезда с прицепами со всеми ведущими колесами, созданные в результате многолетней научно-исследовательской и экспериментально-конструкторской работы, отличаются от обычных автомобилей и тягачей многими конструктивными решениями. Перспективность широкого применения таких автомобилей и автопоездов с прицепами со всеми ведущими колесами недостаточно ясна, однако высокая проходимость их движителей является бесспорной.

Все многообразие многоприводных автомобилей за границей достигается путем использования готовых агрегатов и механизмов грузовых автомобилей, а также раздаточных коробок и передних ведущих мостов, изготовляемых специализированными заводами. Среди многоприводных автомобилей преимущественное распространение получили те, которые разработаны с учетом использования готовых агрегатов, выпускаемых автомобильной промышленностью.

В связи с необходимостью буксирования тяжелых прицепов за границей получают распространение мощные четырехосные автомобили со всеми ведущими колесами и автопоезда с прицепами с» всеми ведущими колесами.

Тенденцией в развитии грузовых автомобилей является создание тягачей и тяжелых многоосных прицепов или составных многоагрегатных автопоездов.

Компоновки автомобилей и тягачей с двумя, тремя и четырьмя ведущими осями по взаимному расположению двигателя, кабины и грузовой платформы весьма разнообразны, но преимущественное распространение имеет обычная компоновка с двигателем, расположенным впереди, и коротким капотом. Компоновка с кабиной над двигателем и с двигателем, расположенным за кабиной, также начинает получать распространение в связи с применением подъемных кабин, а также коротких V-образных двигателей.

Ввиду того что многоприводные автомобили предназначены главным образом для работы в качестве тягачей, их основным параметром является полный вес и вес прицепа. Для обеспечения надежной работы автопоезда по проселочным дорогам и труднопроходимой местности принято, чтобы отношение веса прицепа к весу тягача не превышало 0,3—0,4.

Для снижения величины сил сопротивления движению различие по колее' и размерам колес между тягачом и прицепом целесообразно делать наименьшим.

Тяговые качества автопоезда с обычными прицепами могут быть достаточно высокими, если удельная мощность многоосного тягача будет равна 10—20 л.с./т. Однако проходимость его существенно ниже, чем автопоезда с прицепами со всеми ведущими колесами.

Среди различных тенденций развития автомобилей высокой проходимости наиболее вероятно развитие многоагрегатных автопоездов с электросиловым приводом.