Цитата: Magic Spirit от 17.03.2011 20:57:02
Все вроде как понятно и поддерживаю.
Напрягает незнание, как решен вопрос работы "электродвигатель-колесо".
Тройлебус на гололеде, на остановке трогающийся видели?
Намешали всего до кучи...
Во-первых, "Тройлебус на гололеде, на остановке" буксует по той же причине, что и все грузовики, а именно - практически никто и никогда при больших диаметрах колес не использует зимнюю резину ("липучку", а тем более - шипованную) - это очень и очень дорого, а экономика, как известно, всегда стремится быть экономной. Вышеперечисленное относится как к троллейбусам, так и к автобусам и грузовикам.
Во-вторых, мотор-колесо - это отдельный мотор (обычно - электрический, но бывают концепты и с отдельными ДВС), непосредственно (или через отдельную коробку передач) соединенный с колесом. Таким образом, не надо путать с мотором-колесом двигатель, приводящий (пусть и напрямую - без коробки передач) через редуктор и дифференциал в движение ДВА колеса ОДНОЙ оси, что мы собственно и видим на Ё.
В-третьих, здесь упоминали и сравнивали трансмиссию Ё по концепции с карьерным самосвалом. Так вот, это в корне неправильно. Чтобы понять мотивы создателей электротрансмиссии БелАЗа, достаточно сопоставить элементарные энергетические характеристики данной машины, а также основные требования, предъявляемые к ней.
Итак, характеристики, например, БелАЗ 75601 (
http://www.belaz.by/catalog/products/dumptrucks/7560/75601/):
1) кол-во осей - 2 шт.;
2) мощность двигателя - 2800 кВт (3807 л.с.)
3) крутящий момент - 15728/1800 (Н*м / об/мин);
4) шины - 59/80R63;
5) масса самосвала (полная) - 610 т.
Так вот, основный задачи, стоящие перед разработчиками подобного рода монстров:
1) равномерно распределить тягу (момент) по колесам одной оси - собственно в "классическом" случае - эту задачау на любых трансмиссиях, не являющихся мотором-колесом, выполняет механический дифференциал, но в случае с БелАЗом он отсутствует, но об этом дальше;
2) крайне желательно равномерно распределить тягу (момент) между осями;
3) каким-то образом передать тягу от ДВС к осям, при этом обеспечив регулирование угловых скоростей (т.е. стандартная задача коробки передач), при этом крайне желательно минимизировать потери и вес данной трансмиссии, а также максимально обеспечить ее надежность;
4) обеспечить торможение с максимальным ресурсом тормозной системы, а также минимальным выбросом тепла в районе колес;
5) обеспечить эффективный отвод тепла, вызванный потерями в трансмиссии.
Простейший технико-экономический расчет показывает, что при попытке создать трансмиссию по классической механической схеме с коробкой передач, редукторами, раздатками и карданами, получится очень тяжелая, громоздкая и ненадежная конструкция. Поэтому конструкторы делают трансмиссию по схеме "ДВС - генератор - преобразователь - 4 электрических двигателя - 4 редуктора - 4 колеса".
Данная схема, во-первых, позволяет с легкостью обеспечить дифференциал (т.е. одинаковое усилие по осям при различной уговой скорости колес) за счет последовательного включения двигателей осей. Во-вторых, удается избавиться от коробки передач за счет частотного регулирования электродвигателей, и в-третьих, огранизовать постоянный привод "4х4", с коим тоже всегда огромные проблемы при механической трансмиссии.
Насчет потерь в трансмиссии. Если условно принять потери на трансмиссию в 10% от полной мощности, то для конкретной модели БелАЗа получим тепловую мощность в 280 кВт при максимальной загрузке. Как вы понимаете, охладить классическую механическую трансмиссию при таком количестве тепла - это уже большая проблема. Необходимо организовывать принудительную циркуляцию масла и радиаторы (причем и для заднего моста). Охладить 1 генератор, 1 переобразователь и 4 электродвигателя с использованием воздушного охлаждения все-таки гораздо проще.
Вопрос тормозов - это вообще отдельная пестня. Как известно, карьерные самосвалы в основном ездят в карьерах. :) Т.е. имеем перепады высот и необходимость превращать потенциальную энергию самосвала (mgh) при спуске или кинетическую энергию (mv^2/2) банально в тепло. Как вы понимаете, тормозить 610 т. на спуске - это непросто. Во-первых, при использовании классических механичских тормозов (барабанных или дисковых) будет происходить интенсивное выделение тепла в относительно небольшом по массе механизме. С учетом небольших скоростей самосвала, эффективный отвод тепла (т.е. вентиляцию) в данном случае организовать крайне тяжело. Во-вторых, у классической схемы при таком режиме раборы имеется крайне ограниченный ресурс. В-третьих, обеспечение постоянства характеристик тормозов, а также минимальной разности тормозных усилий по одной оси тоже очень актуально.
Таким образом, приходим к тому, что для карьерного самосвала наиболее удачным решением было бы использование рабочего торможения по принципу "колесо - электродвигатель в режиме генератора - резистор". В данной схеме отсутствует механический износ, а выброс тепла производится на принудительно охлаждаемых резисторах. Также имееются классические механические тормоза, но они играют роль аварийных и стояночных.
К чему я все это привел? Задачи и проблемы распределения энергии от ДВС к колесам у обычного легкового автомобиля и карьерного самосвала принципиально разные. Количество переходит в качество. И если для карьерного самосвала электротрансмиссия (причем по принципу "мотор-колесо") - единственное приемлемое решение, то для легкового автомобиля ее применение с технико-экономической точки зрения под большим вопросом.
Еще хотел бы обратить внимание на одну особенность Ё: насколько я понял, электрический двигатель каждой из осей подсоединяется к редуктору без возможности менять передаточное отношение. Если для самосвала с его небольшой скоростью такой подход допустим, то для легкового автомобиля это выльется в ограничение максимальной скорости. Выше головы не прыгнешь - можно частотником раскрутить электрический двигатель и до оборотов в 10-20 тыс. в минуту, но ресурс подшипников никто не отменял, а он очень сильно зависит от оборотов.
ИМХО, ноги ограничения скорости в 130 км/ч растут именно оттуда.
Если посмотреть на схему типичного гибрида из книги Джефа Дэниэлса, то видно, что ДВС и передний электрический двигатель включены через вариатор (CVT) (как вариант - на Приусе - через планетарку).
Ё-мобиль же, сделанный по принципу "ДВС - генератор - частотный преобразователь - 2 электродвигателя", не имея какой-либо коробки передач (ступенчатой или бесступенчатой), получается, изначально ограничен по максимальной скорости.
И еще одно ИМХО.
РЛД, как видно из приведенного ранее тытрубковского ролика - это 4 тороидальных "поршня", двигающихся в тороиднообразной камере (4-ре такта идут одновременно). Камера эта, очевидно разделяется на 2 половинки. Соответственно имеем:
1) для обеспечения компрессии "поршни" должны иметь уплотнение между стенками камеры;
2) уплотнения должны иметь сложный профль, отличный от кольца, т.к. строго говоря - "поршни" не тороидные, а ближе к центру физически переходят в вал;
3) уплотнения цилиндров будут периодически двигаться вдоль отверстий для впуска и выпуска, что вызывает определенные вопросы в долговечности таких уплотнений, а также в плане потери масла (если оно будет использовано для смазки уплотнений цилиндров) - т.е. возвращаемся к проблемам двухтактных и роторных двигателей;
4) половинки тороидной камеры сгорания будут иметь стык, вдоль которого будут двигаться уплотнения "цилиндров"; во-первых - само по себе - совместить ровно края половинок аксиально - уже большая проблема; во-вторых - уплотнить этот стык - для предотвращения попадания газов из одного пространства между цилиндрами в другое - тоже проблематично;
5) двигатель изначально невозможно капиталить (т.е. механически протачивать поверхность рабочей камеры) в лучшем случае будет несколько ремонтных размеров цилиндров, но возможно, учитывая отсутствие периодического бокового давления "цилиндров" на стенки, капиталка - в ее классическом понимании - и не нужна.
Лично мне очень интересно: как же разработчики РЛД решили все эти проблемы?...