«Уральский завод дорожных машин»

Электрические передачи

Электрические передачи

В электрических передачах крутящий момент и мощность с ведущего звена (генератора) на ведомое звено (электромотор) передается электрическим током но проводам. Мощность N, кВт, в цепи постоянного тока определяется произведением напряжения U, В, и силы гока I, А:

N – UI/ 1 000.

Электрические передачи не обладают внутренним автоматизмом, для изменения передаточного числа требуется САУ. Однако для электрической передачи не нужен механизм реверса. Задний ход обеспечивается изменением направления вращения электромоторов. Обычно не нужна и муфта начала движения.

Рис. Схемы трансмиссий автомобилей с гидрообъемными или с электрическими передачами:

а — при использовании мотор-колес; б — при использовании ведущего моста; Н — насос; ГМ — гидромотор; Г — генератор; ЭМ — электромотор

Электропередачи (как и гидрообъемные передачи) по сравнению с фрикционными и гидродинамическими имеют гораздо более широкие компоновочные возможности. Они могут быть частью комбинированной электромеханической коробки передач при последовательном или параллельном соединении с механическим редуктором. Такие конструкции из-за больших размеров электромашин на автомобилях не применяются. Они могут быть частью комбинированной электромеханической трансмиссии, когда электромотор установлен перед главной передачей — см. рис. б (сохранен ведущий мост с главной передачей, дифференциалом, полуосями) либо в двух или во всех колесах установлены электромоторы — см. рис. а (они дополнены редукторами, выполниюшими функции главной передачи). Из-за малых потерь энергии в проводах обычно считают целесообразным применение электрической трансмиссии при любых расстояниях между генератором и электромоторами.

Рис. Мотор-колесо карьерного автомобиля-самосвала большой грузоподъемности:

первая ступень колесного редуктора: 2 — вторая ступень колесного редуктора; 3 — электромотор; 4 — тормозной механизм

В настоящее время электрические трансмиссии с мотор-колесами применяются на карьерных самосвалах большой грузоподъемности (самосвалы БелАЗ грузоподъемностью 75 т и выше), а также на многозвенных автопоездах высокой проходимости с активными прицепами. Коэффициент приспособляемости по моменту у электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением составляет 4…5, что позволяет обойтись без коробки передач. Широкое применение электрических передач сдерживается в основном их высокой стоимостью и недостаточно высоким КПД (80…85%), увеличенными габаритами и массой.

Электромобили в качестве источника энергии используют электрические аккумуляторные батареи. От них через систему управления электрический ток подводится к электромоторам по схеме, аналогичной рис. а или б. В настоящее время небольшие электромобили с обычными автомобильными аккумуляторами увеличенной емкости нашли применение для перевозки малых партий грузов в пешеходных зонах больших городов, на площадках для игры в гольф и т.п. Недостатки электромобилей в основном заключаются в малом запасе хода (обычно около 150 км), после чего требуется длительная подзарядка батарей, и в трудностях с обеспечением высоких скоростных свойств.

Рис. Силовой агрегат автомобиля «Приус» фирмы «Тойота» (а) и его схема (б):

1 — двигатель; 2 — генератор; 3 — электромотор; 4 — главная передача с межколесным дифференциалом; 5 — дифференциал-распределитель; 6 — аккумуляторная батарея

Гибридный электропривод для легковых автомобилей разработан рядом зарубежных фирм и находит все большее распространение. На рис. а показан силовой агрегат автомобиля «Приус» фирмы «Тойота», а на рисунке, б — его схема. Агрегат состоит из бензинового двигателя 1, генератора 2, электромотора дифференциала-распределителя 5, главной передачи 4 с межколесным дифференциалом, а также из силовой аккумуляторной батареи 6 (не показана на рис. а). Сцепления и коробки передач нет. У дифференциала-распределителя солнечная шестерня соединена с валом генератора, коронная — с валом электромотора, на котором установлена ведущая шестерня главной передачи, водило — с валом двигателя.

На стоянке валы двигателя, генератора и электромотора неподвижны.

При трогании с места водитель нажимает на педаль подачи топлива, включая тем самым генератор, который, действуя как стартер, запускает двигатель. В это время дифференциал-распределитель работает как редуктор, поскольку коронная шестерня неподвижна. Затем генератор начинает не потреблять, а вырабатывать электроэнергию, которая поступает на электромотор, чей высокий крутящий момент и обеспечивает трогание автомобиля. Однако в случаях, когда для трогания с места и движения требуется небольшая мощность и двигателю пришлось бы работать в зоне больших удельных расходов топлива, система управления переводит электромотор на питание от аккумуляторной батареи.

На режиме разгона автомобиля скорость вращения всех трех валов дифференциала-распределителя возрастает. Двигатель работает в зоне малых удельных расходов топлива. Электромотор получает энергию от генератора, который одновременно подзаряжает аккумуляторную батарею, а при интенсивном разгоне — еще и от аккумуляторной батареи.

На режиме равномерного движения двигатель работает в экономичной зоне. Часть его мощности идет к ведущим колесам, часть — на подзарядку аккумуляторной батареи через электромотор, работающий в режиме генератора. Этот же режим электромотора используется при торможении (энергия торможения идет на подзарядку аккумуляторной батареи), а при интенсивном торможении автоматически, с помощью электронного блока управления, включается рабочая тормозная система.

При остановке автомобиля двигатель автоматически перестает работать.

Таким образом, «Приус», в отличие от электромобилей, передвигаясь по городу на энергии аккумуляторной батареи, не нуждается во внешних подзарядиых устройствах. Имея такую же полную массу (около 1500 кг), как и у модели «Королла», и мощность двигателя на 30% меньшую, «Приус» имеет такую же максимальную скорость (160 км/ч), вдвое меньший расход топлива в городском цикле (3,5 л/100 км) и суммарные вредные выбросы, уменьшенные более чем в 10 раз.

  • Устройство синхронизаторов
  • Коробки передач
  • Назначение коробки передачи требования к ней

Метки: Коробка передач

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>