Ё
254,386 943
 

  Magic Spirit ( Слушатель )
17 мар 2011 20:57:02

Тред №309580

новая дискуссия Дискуссия  506

Все вроде как понятно и поддерживаю.
Напрягает незнание, как решен вопрос работы "электродвигатель-колесо".
Тройлебус на гололеде, на остановке трогающийся видели?
  • +0.00 / 0
  • АУ
ОТВЕТЫ (7)
 
 
  MikeS ( Слушатель )
18 мар 2011 01:35:21


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?...
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
  Magic Spirit ( Слушатель )
18 мар 2011 07:59:44


Вы невнимательно прочитали, что я написал.
Я подчеркнул именно КАК он буксует а не факт буксования ( у троллейбуса задний мост присутвует, цельнометаллический не разрезной) Я про характеристику крутящего момента, и "мгновенный" набор оборотов при отсутвии нагрузки.

Комп.анимация про Ё-мобиль- как Это Работает.

http://www.youtube.c…ux74TsnmVY
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
  MikeS ( Слушатель )
18 мар 2011 08:23:44


Если честно, то я так и не понял - чем вам так понравился троллейбус с его коллекторным двигателем постоянного тока с последовательным возбуждением? По характеристике - это абсолютно такой же двигатель, как и в дрели или перфораторе... При чем тут отсутствие нагрузки? Вы на автомобиле с ручной коробкой пытались трогаться? Если предварительно нажать с сцепление, хорошенько надавить на газ и одновременно резко бросить сцепление, то можно тронуться так, что троллейбус отдыхает - дым из-под колес пойдет...

Хотите таких же ощущений (т.е. постоянный момент) при разгоне на автомобиле с ДВС как и на троллейбусе?  :) Вариатор вам поможет - на нем это уже давно реализовано.  ;)

И, кстати, именно на троллейбусе ощущается "потолок" конструкции (коллекторный двигатель - редуктор) без коробки скоростей - на 40-50 км/ч двигатель крутит как сумашедший (т.е. уже на своих максимальных оборотах), а ускорения дальше уже нет...
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
  Magic Spirit ( Слушатель )
18 мар 2011 08:53:55


может мы о чем то и похожем говорим.
Троллейбус "приплел" как наиболее образно-похожее.

Вот график крут.момент/обороты
http://images.km.ru/…73~006.gif

Падение нагрузки на колесе вызывает пиковый рост оборотов.
Как решили эту проблему на "Ё" непонятно. Вот я про что.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  MikeS ( Слушатель )
18 мар 2011 09:00:36


Поздравляю - Вы нашли характеристику электрического двигателя КОЛЛЕКТОРНОГО ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ.  ;) В ручном инструменте, а также на трамвае, электричке и электровозе - такие же (на электровозах, правда, бывает еще и асинхронники с частотниками ставят).



Вы не совсем понимаете принцип работы коллекторного двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Увеличение момента (т.е. тока) вызывает падение оборотов, т.к. при последовательном включении обмотки возбуждения рабочий ток протекает и через нее, увеличивая возбуждение (т.е. магнитный поток, в котором вращается якорь), и, соответственно, якорю необходимы меньшие обороты для создания на себе противоЭДС.
Для того последовательное возбуждение и делают, чтобы ограничить пусковые токи и обеспечить максимальный момент при низких оборотах.

Раз, уж, Вас так впечатлила пробуксовка колес, то напомню, что если по какой-то причине на классической трансмиссии с незаблокированным дифференциалом всего лишь одно из колес потеряет сцепление с дорогой (например - кузов "вывесится" на неровности по диагонали), то оно будет свободно прокручиваться в воздухе (буксовать), а второе колесо - с нормальным сцеплением с дорогой - будет при этом неподвижно (в смысле не будет пробуксовки).
Т.е. если вы на обычном автомобиле разгоняетесь и при этом одно из ведущих колес попадает на лед, то это же самое колесо начинает пробуксовывать и раскручиваться гораздо быстрее соседнего по оси колеса. Дифференциал...



Какое это имеет отношение к Ё, если там точно не КОЛЛЕКТОРНЫЙ двигатель?  ;) Там скорее всего будет или трехфазный асинхронный или синхронный двигатель, питаемые через частотный преобразователь (инвертер).
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  Magic Spirit ( Слушатель )
18 мар 2011 10:43:32


Инвертор сотворить на потребную мощность предполагаю будет проблематично.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  MikeS ( Слушатель )
18 мар 2011 10:56:55


Предлагаете как на троллейбусе - сверху резисторы ставить?  И менять щетки в двигателе через каждые несколько тысяч км пробега?Улыбающийся

Я Вас прошу - почитайте книжку Джефа Дэниэлса.  :) Там и про гибриды достаточно подробно описано.  ;) В том числе и про ... номинальное напряжение инвертеров и двигателей.  ;) Как известно, ток в трехфазной системе равен I=S/(3*Uф), где:
I - ток (Ампер);
S - полная мощность (Вольт х Ампер);
Uф - фазное напряжение (Вольт).

Чтобы уменьшить ток при постоянной мощности - что нужно сделать?  ;) Правильно - увеличивать номинальное напряжение. И оно в гибридах не 12, не 24 и не 36В, а гораздо больше - около сотни (как у генератора, так и у АКБ и двигателей).  ;)

Чисто на вскидку: 40000 В*А / (3 фазы * 100 В)= 133 А

Всего-то каких-то 133 А на 40 кВА мощности  ;)
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
<< Тред №309579
Тред №309581 >>