Никитин А.О., Сергеев Л.В. - Теория танка (1053683), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Это является основным преимуществом паровой машины как источника энергии в танке перед поршневым двигателем внутреннего сгорания. ф 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ МОТОРГЕНЕРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ Уже со времени первой мировой войны предпринимались многочисленные попытки использовать электрическую энергию для движения танков путем применения моторгенераторных установок, у которых первичным источником энергии является двигатель внут- 14 реннего сгорания, соединенный с генератором.
При этом ток, вырабатываемый генератором, поступает к электродвигателям (одному или чаще двум, размещенным по бортам), которые преобразуют электрическую энергию в механическую, развивая на своих валах крутящие моменты, необходимые для движения машины. Такая двойная и, казалось бы, сложная форма преобразования энергии заслуживает внимания. Интерес к рассматриваемой установке объясняется хорошей тяговой характеристикой электродвигателя, при которой с возрастанием внешней нагрузки при одновременном снижении оборотов электродвигателя можно автоматически изменять крутящий моменг в достаточно больших пределах.
На рис. 5 показаны две принципиальные схемы применения электрических передач в танках. Одна из них (рис. 5, А) выполнена с одним электродвигателем 4, заменяющим коробку передач. Однако при этой схеме необходимо дополнительно устанавливать ме- ,анизмы поворота 5 танка.
Вторая схема (рис. 5, Б) — с двумя электродвигателями 4 — позволяет использовать их не только для осуществления прямолинейного движения, но и для обеспечения поворота танка с различными радиусами; при этом исключается необходимость в дополнительных механизмах поворота. В обоих случаях нужно иметь бортовые передачи 6 с большим передаточны~м отношением. Это необходимо для снижения оборотов электродвителей (и соответственно увеличения моментов), которые по соображениям уменьшения габаритных размеров и веса приходится делать весьма высокооборотными.
Рис. 5 На рис. 5 цифрой 1 обозначен первичный двигатель, цифрой 2— генератор, а цифрой 3 — электропровода. (.ледует отметить, что в осуществленных электрических передачах танков прнменячись электрические машины постоянного тока. 15 особенностью которых является наличие коллекторов, не позволяющих значительно увеличить скорости электродвигателей и за счет этого снизить их габариты и вес. При применении в танках для тяговых целей электромашин к их характеристикам предъявляют определенные требования. В частности, несмотря на необходимость обеспечения большого диапазона изменения момента и оборотов электродвигателей, генератор, соединенный с первичным двигателем и питающий электродвигатели, должен реагировать на все изменения нагрузки последних и в то же время обеспечивать устойчивую работу первичного двигателя с изменением оборотов.
Ичгн п.ак чин !и Рис, 6 Характеристики электромашин такой передачи приведены на рис. 6, где показано изменение моментов н оборотов первичного двигателя (М„п,), генератора (М„, п„) и электродвигателя (М„, и,„) электрической передачи в зависимости от тока нагрузки (1„). Для обеспечения устойчивой работы первичного двигателя по оборотам (т.
е. его работы при постоянной мощности) в случае изменения внешнего сопротивления необходимо применять такое автоматическое регулирование, при котором напряжение генератора изменялось бы обратно пропорционально току нагрузки. Тогда мо1цность генератора (как и первичного двигателя) будет остаьаться постоянной. Автоматическое регулирование генератора по1б стоянного тока в небольших пределах изменения оборогов двига- теля при меняющейся внешней нагрузке не представляет особых трудностей, Электродвигатели постоянного тока, подразделяющиеся в зависимости от схемы включения обмоток возбуждения по отношению к якорю на сериесные, шунтовые и компаундные, имеют разные характеристики изменения моментов и оборотов от тока.
Это видно из рис. 7, на котором приведены характеристики сериесного 1, компаундного 2 и шунтового д электродвигателей. Рассмотрение характеристик этих двигателей позволяет сделать вывод о том, что в отношении тяговых качеств в танках наиболее Мяли Рис. 7 целесообразно применять сериесные двигатели, поскольку они обладаюг наибольшими диапазонами изменения крутящего момента и оборотов. При этом у данного типа электродвигателей с увеличением внешней нагрузки одновременно с возрастанием момента на валу якоря обороты уменьшаются таким образом, что мощность, в том числе и номинальная (паспортная), остается постоянной.
Данное обстоятельство имеет существенное значение, поскольку с одной стороны, повышение коэффициента использования мощности первичного двигателя в разнообразны~к условиях движения приводит к увеличению средней скорости танка, а с другой — большой диапазон изменения внешних сопротивлений не вызывает значительного изменения оборотов моторгенераторной установки, а это повышает срок службы и экономичность работы первичного двигателя. 17 Менее пригодным в отношении тяговых качеств оказывается шунтовой электродвигатель, обороты которого с увеличением передаваемого момента уменьшаются незначительно (см. рис.
7), и поэтому при большом диапазоне изменения сопротивлений он будет работать со значительным изменением мощности. Наряду с преимуществами сериесного электродвигателя следует отметить и его недостаток, заключающийся в трудностях осуществления рекуперативного торможения при переходе двигателя из моторного режима работы в генераторный в процессе поворота танка и при торможении гусениц электродвигателем.
В этих случаях более приемлемы компаундные и шунтовые двигатели. Итак, основными преимуществами применения электрических силовых передач в танках по сравнению с обычными механическими являются: 1) автоматическое изменение тягового усилия и скорости в зависимости от сопротивлений движению, что приводит к более полному использованию мощности первичного двигателя и в конечном итоге к повышению средней скорости движения танка; 2) упрощение и облегчение управления движением машины; 3) повышение срока службы, первичного двигателя в связи с постоянством режима его,работы по оборотам; 4) осуществление плавного изменения радиуса поворота в больших пределах 1при двух электродвигателях); 5) большая свобода при компоновке машины в отношении размещения агрегатов электрической передачи, соединенных между собой посредством электропроводов. Несмотря на указанные преимущества, электрические передачи не получили до последнего времени распространения в танках в ос.
ионном вследствие; 1) большого удельного объема и веса по сравнению с обычной механической передачей; 2) пониженного к. п. д. при движении танка с малыми скоростями; 3) большой сложности и высокой стоимости; 4) необходимости мощных и громоздких реостатов для обеспечения интенсивного торможения гусениц посредством электродвигателей. Дальнейшее совершенствование электрических машин, в основном обеспечивающее снижение их габаритов и веса, а также устранение других перечисленных недостатков может привести в будущем к практическому применению электрических передач в танках.
й 4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ В проводимых изысканиях новых эффективны~х источников энергии для движения танков за последнее время внимание конструкторов привлекают газотурбинные двигатели (ГТД), нашедшие широкое распространение в авиации и получившие уже некоторое применение в практике автомобилестроения. Анализ возможных схем ГТД показывает целесообразность использования в машинах наземного транспорта и, в частности в тан- 18 ках, двухвальных схем двигателей этого типа.
Тяговая характеристика и принципиальная схема такого ГТД приведена на рис. 8. Топлибо Вход б ау П 1мин. Рис. з В этой схеме компрессор и турбина компрессора не имеют жесткой связи с силовой турбиной или турбиной мощности, что позволяет получить максимальный крутящий момент при остановленном выводном вале двигателя. Компрессор со своей турбиной в этой схеме может работать вблизи точки расчетного максимального к. п. д., в то время как силовая турбина будет поддерживать момент и число оборотов в соответствии с условиями движения танка. В схеме одновального ГТД (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
