Дизель-электрическая трансмиссия

редактировать
В локомотиве Metra EMD F40PHM-2 используется дизель-электрическая трансмиссия, разработанная Electro-Motive Diesel

A дизель. –Электрическая трансмиссия, или дизель – электрическая трансмиссия - это система трансмиссии для автомобилей с дизельными двигателями в автомобильный, железнодорожный и морской транспорт. Дизель-электрическая трансмиссия основана на бензиново-электрической трансмиссии, очень похожая система трансмиссии, используемая для бензиновых двигателей.

Дизель-электрическая трансмиссия используется на железных дорогах дизель-электровозами и дизель-электрические агрегаты, поскольку электродвигатели могут обеспечивать полный крутящий момент при 0 об / мин. Дизель-электрические системы также используются на морском транспорте, включая подводные лодки, и на некоторых наземных транспортных средствах.

Содержание

  • 1 Описание
  • 2 Преимущества и недостатки
  • 3 Корабли
    • 3.1 Подводные лодки
  • 4 Железнодорожные локомотивы
  • 5 Дорожный и другой наземный транспорт
    • 5.1 Автобусы
    • 5.2 Грузовики
    • 5.3 Концепции
    • 5.4 Военные автомобили
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Описание

Определяющей характеристикой дизель-электрической трансмиссии является то, что она устраняет необходимость в коробке передач, преобразовывая механическую силу дизельного двигателя в электрическую энергию (через динамо ), и использование электрической энергии для привода тяговых двигателей, которые приводят транспортное средство в движение механически. Тяговые двигатели могут питаться напрямую или от аккумуляторных батарей, что делает транспортное средство типом гибридного электромобиля. Этот метод передачи иногда называют электрическая трансмиссия, поскольку он идентичен бензиново-электрической трансмиссии, которая используется на транспортных средствах с бензиновыми двигателями, и турбинно-электрической трансмиссии. трансмиссия, которая используется для газовых турбин.

Преимущества и недостатки

Отсутствие коробки передач дает ряд преимуществ, поскольку устраняет необходимость переключения передач, тем самым устраняя неравномерность ускорения. вызванное отключением муфты .

Корабли

Siemens Schottel азимутальные двигатели USCGC Healy используют дизель-электрическую силовую установку, разработанную GEC-Alsthom

Первым дизельным теплоходом был также первый дизель-электрический корабль, спущенный на воду российский танкер Вандал из Бранобель в 1903 году. Паровая турбина - электрическая двигательная установка использовалась с 1920-х годов (линкоры класса Tennessee ), использование дизель-электрических силовых установок на надводных кораблях стало ослабла в последнее время. Финские корабли береговой обороны Ilmarinen и Väinämöinen, заложенные в 1928–1929 годах, были одними из первых надводных кораблей, использовавших дизель-электрические передача инфекции. Позже эта технология была использована в дизельных ледоколах.

. Во время Второй мировой войны ВМС США строили дизель-электрические надводные корабли. Из-за нехватки техники эсминцы эсминца классов Evarts и Cannon были дизель-электрическими, с половиной их расчетной мощности (The Buckley и классы Руддероу были паровыми турбинами полной мощности - электрическими). С другой стороны, ледоколы ветрового класса были спроектированы для дизель-электрических силовых установок из-за их гибкости и устойчивости к повреждениям.

Некоторые современные дизель-электрические двигатели. Суда, в том числе круизные лайнеры и ледоколы, используют электродвигатели в отсеках, называемых азимутальных подруливающих устройства, внизу, чтобы обеспечить вращение на 360 °, что делает корабли гораздо более маневренными. Примером этого является Symphony of the Seas, крупнейшее пассажирское судно на 2019 год.

Газовые турбины также используются для выработки электроэнергии, а на некоторых судах используется комбинация: Queen У Мэри 2 есть комплект дизельных двигателей в днище корабля плюс две газовые турбины, установленные рядом с главной воронкой; все они используются для выработки электроэнергии, включая те, которые используются для привода гребных винтов. Это обеспечивает относительно простой способ использования выходной мощности турбины с высокой скоростью и низким крутящим моментом для привода тихоходного гребного винта без необходимости использования чрезмерно понижающей передачи.

Подводные лодки

Большинство Ранние подводные лодки использовали прямое механическое соединение между двигателем внутреннего сгорания и гребным винтом, переключаясь между дизельными двигателями для надводного хода и электродвигателями для подводного движения. Фактически это был гибрид «параллельного» типа, поскольку двигатель и двигатель были соединены с одним валом. На поверхности двигатель (приводимый в движение двигателем) использовался в качестве генератора для перезарядки батарей и питания других электрических нагрузок. Двигатель будет отключен для работы под водой, при этом батареи будут питать электродвигатель, а также всю остальную энергию.

В настоящей дизель-электрической трансмиссии, напротив, пропеллер или пропеллеры всегда приводятся в движение напрямую или через редукторы одним или несколькими электродвигателями, в то время как один или несколько дизельных генераторов вырабатывают электроэнергию для зарядки аккумуляторов и приведения в движение моторы. Хотя это решение имеет недостатки , а также преимущества по сравнению с прямым механическим соединением между дизельным двигателем и воздушным винтом, которое изначально было наиболее распространенным устройством, преимущества в конечном итоге оказались более важными. Одним из нескольких значительных преимуществ является то, что он механически изолирует шумный моторный отсек от внешнего прочного корпуса и снижает акустическую сигнатуру подводной лодки при всплытии. На некоторых атомных подводных лодках также используется аналогичная турбо-электрическая двигательная установка с силовой установкой турбогенераторами, приводимыми в действие паром реакторной установки.

Среди новаторов. Пользователем настоящей дизель-электрической трансмиссии был Шведский флот с его первой подводной лодкой HMS Hajen (позже переименованной в Ub № 1), спущенной на воду в 1904 году и первоначально оснащенной полудизельным двигателем. (двигатель с горячей лампой, в основном предназначенный для работы на керосине), позже замененный настоящим дизелем. С 1909 по 1916 год ВМС Швеции спустили на воду еще семь подводных лодок трех разных классов (2-го класса, Laxen class и Braxen class ), все на дизельном топливе– электрическая трансмиссия. В то время как Швеция временно отказалась от дизель-электрической трансмиссии, поскольку она начала закупать конструкции подводных лодок из-за рубежа в середине 1910-х годов, технология была немедленно восстановлена, когда Швеция снова начала проектировать свои собственные подводные лодки в середине 1930-х годов. С этого момента дизель-электрическая трансмиссия последовательно использовалась для всех новых классов шведских подводных лодок, хотя и дополнялась воздушно-независимой силовой установкой (AIP), предусмотренной двигателями Стирлинга, начиная с HMS Näcken в 1988 году.

Еще одним первопроходцем в области дизель-электрической трансмиссии был ВМС США, Бюро паровой техники предложившее свои в 1928 году. Впоследствии его опробовали на подводных лодках S-класса S-3, S-6 и S-7 перед запуском в производство с классом Porpoise 1930-х годов. С этого момента он продолжал использоваться на большинстве обычных подводных лодок США.

За исключением британских U-класса и некоторых подводных лодок Императорского флота Японии, которые использовали отдельные дизель-генераторы для работы на малой скорости, лишь немногие военно-морские силы, кроме Швеции и США, широко использовали дизель-электрическую трансмиссию до 1945 года. Напротив, после Второй мировой войны она постепенно стала доминирующим режимом движения для обычных подводных лодок. Однако его принятие не всегда было быстрым. Примечательно, что ВМФ не применяли дизель-электрическую трансмиссию на своих обычных подводных лодках до 1980 года с его Paltus класса.

Железнодорожные локомотивы

во время Первой мировой войны, возникла стратегическая необходимость в железнодорожных локомотивах без дымовых шлейфов над ними. Дизельная технология еще не была достаточно развита, но было предпринято несколько попыток предшественников, особенно для бензиново-электрических трансмиссий французами (Crochat-Collardeau, патент от 1912 года, также использовавшимся для танков и грузовиков) и Великобританией (Dick, Kerr Co и British Westinghouse ). Около 300 таких локомотивов, из них 96 стандартной колеи, использовались в различные моменты конфликта. Еще до войны 57-тонный газоэлектрический коробчатый кузов GE производился в США.

В 1920-х годах дизель-электрическая технология впервые получила ограниченное применение в переключателях. (или маневровые), локомотивы, используемые для передвижения поездов по железнодорожным станциям, их сборки и разборки. Первой компанией, предлагавшей "Ойл-Электрик" локомотивы, была American Locomotive Company (ALCO). Дизель-электрический переключатель серии ALCO HH поступил в серийное производство в 1931 году. В 1930-х годах система была адаптирована для обтекаемых моделей, самых быстрых поездов своего времени. Дизель-электрические силовые установки стали популярными, потому что они значительно упростили способ передачи движущей силы на колеса, а также потому, что они были более эффективными и значительно снизили требования к техническому обслуживанию. Передачи с прямым приводом могут стать очень сложными, учитывая, что типичный локомотив имеет четыре или более осей. Кроме того, дизельному локомотиву с прямым приводом потребуется непрактичное количество передач, чтобы двигатель оставался в пределах своего диапазона мощности; подключение дизеля к генератору устраняет эту проблему. Альтернативой является использование преобразователя крутящего момента или гидравлической муфты в системе прямого привода для замены коробки передач. Гидравлические трансмиссии считаются несколько более эффективными, чем дизель-электрические технологии.

Дорожный и другой наземный транспорт

Автобусы

New Flyer Industries Дизель-электрический автобус DE60LF с батареями на крыше MCI Дизель-электрический прототип автобуса с батареями под полом

Также были произведены автобусы на базе дизель-электричества, включая гибридные системы, способные работать и накапливать электроэнергию в батареях. Двумя основными поставщиками гибридных систем для дизель-электрических автобусов являются Allison Transmission и BAE Systems. New Flyer Industries, Gillig Corporation и North American Bus Industries являются основными заказчиками гибридных систем Allison EP, а Orion Bus Industries является крупным заказчиком системы BAE HybriDrive. Mercedes-Benz производит свою собственную дизель-электрическую систему привода, которая используется в их Citaro.

грузовиках

Дизель-электрический самосвал Liebherr T282

Примеры включают:

Концепции

В автомобильной промышленности дизельные двигатели в сочетании с электрическими трансмиссиями и аккумулятором разрабатываются для будущих систем привода транспортных средств. Партнерство для нового поколения транспортных средств представляло собой совместную исследовательскую программу между правительством США и «Большой тройкой» производителей автомобилей (DaimlerChrysler, Ford и General Motors ), которая разработала дизельные гибридные автомобили.

Военная техника

Дизель-электрическая силовая установка была испытана на некоторых военной технике, например, танках. На прототипах сверхтяжелых танков TOG1 и TOG2 времен Второй мировой войны использовались сдвоенные генераторы с дизельными двигателями V12. К более поздним прототипам относятся модульные бронированные машины SEP и T95e. В будущих резервуарах могут использоваться дизель-электрические приводы для повышения топливной экономичности при уменьшении размера, веса и шума силовой установки. Попытки использовать дизель-электрические приводы на колесных военных транспортных средствах включают неудачные ACEC Cobra, MGV и вооруженный роботизированный автомобиль XM1219.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-17 05:36:05
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте