Раздел 3 Выбор тягового двигателя

Выбор потребной мощности тягового двигателя является одним из наиболее ответственных этапов тягового расчета троллейбуса. При повышенной мощности тягового двигателя улучшаются динамические качества троллейбуса, возрастает средняя скорость движения, но увеличиваются габариты и масса тягового двигателя, размеры трансмиссии, что влияет на стоимость изготовления троллейбуса. При недостаточной мощности тягового двигателя троллейбус, обладая низкими тягово-скоростными свойствами, будет создавать помехи для более скоростных видов транспорта, движущихся в общем транспортном потоке. При этом, чем хуже тягово-скоростные свойства троллейбуса и чем больше его габариты и масса, тем больше он создает помех в транспортном потоке и уменьшает эффективность пассажирских перевозок. Выбор двигателя производится в два этапа:

1) Предварительный расчет.

Потребную максимальную мощность Р_мах (кВт) тягового двигателя определяют из уравнения тягового баланса троллейбуса, имеющего полную массу m(т), учитывая, что при установившемся движении с максимальной скоростью V_MAX (км/ч) при заданном дорожном сопротивлении уд его ускорение равно нулю:

 

 

 

где  -плотность воздуха, кг/м³;

 g   - ускорение свободного падения, g = 9,806665 м/с².

 К_в - коэффициент обтекаемости;

 А_в - площадь лобовой поверхности троллейбуса (площадь Миделя), м²;

 V_max - максимальная скорость движения троллейбуса, км/ч;

 - коэффициент полезного действия трансмиссии;

 m - полная масса троллейбуса, кг;

-коэффициент дорожного сопротивления.

 

Рассчитанную мощность сравнивают с мощностью тяговых двигателей троллейбусов - аналогов. По итогам анализа, делают заключение о правильности расчета мощности тягового двигателя и возможности его установки на троллейбус.

По определенной мощности Р_мах выбирается тяговый двигатель из числа выпускаемых промышленностью, имеющий мощность, близкую к требуемой, желательно наиболее высокооборотный, но в то же время обеспечивающий нормальную величину передаточного числа ведущего моста i_м. Передаточное число моста выбирается по условиям движения троллейбуса на максимальной скорости:

                                                                        

          где - расчётный радиус ведущего колеса, м.

                   - максимальная частота вращения тягового двигателя, об/мин.

 

          В процессе  расчета уточняются параметры выбранною тягового электродвигателя и проверяется ею работоспособность в наиболее тяжёлых условиях. Для проверки режимов работы удобно пользоваться динамической характеристикой троллейбуса с выбранным тяговым двигателем. Для её построения необходимо иметь величины КПД тягового двигателя  и всех узлов трансмиссии .

Таблица 3.1 – Усреднённый коэффициент сопротивления качению

 

 

 

Опорная поверхность		Коэффициент сопротивления качению, f
Наименование	Состояние
Асфальтное покрытие	Хорошее	0,007...0,015
	Удовлетворительное	0,015...0,02
Обледенелая дорога	Лед	0,015...0,03
снег	Рыхлый	0,10...0,3
	Укатанный	0,03..0,05

 

 

Таблица 3.2 – Коэффициент продольной аэродинамической силы и коэффициент

                    обтекаемости для различных автомобилей

Автомобиль	сх	кв
Грузовой
Бортовой	0,090... 1,15	0,5... 0,7
С кузовом фургон	0,8... 1,0	0,5...0,6
Автопоезд	1,4...1,55	0,85...0,95
Автобус
Капотной компоновки	0,75... 0,9	0.45...0.55
Вагонной компоновки	0,6...0,75	0,3 5... 0,45

 

Проверочный расчет. В процессе этого расчета уточняются параметры выб­ранного тягового электродвигателя и проверяется его работоспособность в наиболее тяжелых условиях. Для проверки режимов работы удобно пользоваться динамической характеристикой троллейбуса (графическое изображение зависимости динамического фактора от скорости ) с выбранным тяговым двигателем. Для ее построения необходимо иметь величины КПД тягового двигателя  и всех узлов трансмиссии

КПД тягового двигателя  определяется по графику, зависимость  необходимо построить. Делается это следующим образом. В каталоге, по которому выбирался тяговый электродвигатель, приведены зависимости КПД от частоты вращения. Так как передаточное число моста  и расчетный радиус колеса  известны, строится график  . На него наносится кривая изменения силы тока  , или напряжения  в зависимости от электрической схемы.

Коэффициент полезного действия трансмиссии  характеризует потери мощности в трансмиссии и равен произведению коэффициентов полезного действия ее механизмов (карданная передача, механизмы ведущего моста):

 

                                                                 

 

Для проектных расчетов рекомендуются следующие значения КПД отдель­ных механизмов трансмиссии: карданного шарнира = 0,995; главной передачи = 0,93...0,97; колесной передачи (редуктора)  0,96...0,98.

 Для проверки работоспособности тягового электродвигателя на динамической характеристике  (рис. 3.1) берутся точки, соответствующие наиболее характерным режимам работы троллейбуса. К таким режимам относятся:

 

          - движение с максимальной скоростью;

          - движение с минимальной скоростью.

 

Рассмотрим каждый режим работы троллейбуса отдельности.

Режиму максимальной скорости соответствует минимальный динамический фактор  = 0,05. Тяговый двигатель в этом случае работает при максимальной частоте вращения  и развивает D, при этом минимальный крутящий момент, который может быть определен по формуле:

 

                                                                  ,

           

где - расчётный радиус ведущего колеса, м;

             - передаточное число моста;

             - кпд трансмиссии.

 

Зная крутящий момент двигателя  и частоту вращения его вала  по характеристикам тягового электродвигателя определяют величины: КПД двигателя , потребляемую величину тока  или напряжения .

Минимальная скорость движения  , как правило, используется при преодолении троллейбусом максимального сопротивления. Последнее имеет место при движении на подъем с углом уклона до 20° . В этом случае величина динамического фактора максимальна и составляет D_max = 0,4...0,5. Отметив на динамической характеристике эту точку, для нее, как и для первого режима, находят все необходимые оценочные параметры. На этом режиме допускается некоторая перегрузка тягового двигателя. В связи с тем, что характеристика тягового электродвигателя является основой для расчета параметров движения троллейбуса, рассмотрим более подробно расчет характеристик тяговых электродвигателей с различными способами возбуждения и требования к ним.

 

         Рисунок 3.1 Динамическая характеристика троллейбуса с характерными точками

Выбранный двигатель удовлетворяет требованиям, если выполняется условие:

 

                                                         

                                                          ,

 

где - номинальная частота вращения двигателя, об/мин.

 

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: