Изобретение относится к городскому транспорту, а именно - к троллейбусам.The invention relates to urban transport, namely to trolleybuses.
Известен городской троллейбус, например, ЗИУ-9Б, содержащий тяговый электродвигатель, агрегаты управления им и токоприемное устройство /ТПУ/. Электропитание подводится к ТПУ от двух проводов контактной сети постоянного тока, а токосъем производится контактными головками ТПУ штангового типа, например, РТ-6И. Во время движения троллейбуса и при его маневрировании щеки контактных головок, взаимодействуя с проводами сети, осуществляют ориентацию ТПУ относительно проводов и троллейбуса, вследствие поворота каждой штанги по вертикальной и горизонтальной оси, при этом прижатие штанг к проводам сети обеспечивается пружинами. Электропитание от ТПУ поступает к тяговому электродвигателю /ТЭД/, причем частота вращения ротора двигателя и, соответственно, скорость движения машины, изменяется электромеханической или электронной системой управления. Однако, существующие ТТУ штангового типа в комплексе с контактной сетью не обеспечивают надежного токосъема из-за частого схода контактных головок с проводов сети при движении троллейбуса, особенно при проходе спецчастей, которые устанавливаются в местах разветвлений контактных линий, при их пересечениях и на участках изменения направления движения. Кроме того, маневрирование троллейбуса сковано зоной контакта ТПУ с проводами сети. Все это ограничивает использование троллейбуса в составе городского транспорта, несмотря на явные преимущества электропривода перед приводом от д.в.с. Известен также гиробус фирмы “Эрликон”. Гиробус содержит мотор-генератор, соединенный общим валом с аккумулятором кинематической энергии - маховиком, ТЭД и штанги управляемого ТПУ. ТЭД получает электропитание от мотор-генератора, который во время движения машины работает как генератор и приводится во вращение маховиком. На остановках при посадке-высадке пассажиров, с гиробуса поднимаются токосъемные штанги и совмещаются с контактными элементами, расположенными на специальных опорах, после чего мотор-генератор, работая в режиме двигателя, разгоняет маховик. Однако, в городском цикле движения разгон-торможение силовая установка, выполненная по этой схеме, малоэффективна из-за больших потерь запасенной в маховике кинематической энергии. Создает определенные неудобства и обязательный подход к местам остановок для разгона маховика. Известен, кроме того, троллейбус с управляемым ТПУ, которое работает совместно с контактной сетью с увеличенным расстоянием между проводами и не имеющей спецчастей в своем составе /патент RU №2346830/ В этом троллейбусе ТПУ содержит 3 контактных элемента, помещенных на токоизолированном каркасе по габаритной ширине троллейбуса. Средний контактный элемент соединен с потребителями через полупроводниковые вентили, а подъем ТПУ, прижатие его к проводам сети и двухпозиционный спуск осуществляется пневмоприводом. Силовая установка троллейбуса и система управления ею традиционной конструкции. ТПУ этого троллейбуса совместно с контактной сетью обеспечивает достаточно надежный токосъем, а благодаря управлению ТПУ с места водителя, троллейбус имеет некоторую независимость от сети при движении по инерции. Однако, во время остановок и движения с малой скоростью маневрирование троллейбуса ограничено зоной контакта ТПУ с проводами сети, т.е. в пределом габаритной ширины машины. Кроме того, пневмопривод не обладает достаточной надежностью и повышает расход воздуха из пневмосистемы.Famous urban trolley, for example, ZIU-9B, containing a traction motor, control units and a current collector / TPU /. The power supply is supplied to the TPU from two wires of the direct current contact network, and the current is taken by the contact heads of the TPU rod type, for example, RT-6I. During the movement of the trolleybus and during its maneuvering, the cheeks of the contact heads interacting with the network wires carry out the TPU orientation with respect to the wires and the trolleybus due to the rotation of each bar along the vertical and horizontal axis, while the bars are pressed against the network wires by springs. The power supply from the TPU is supplied to the traction motor / TED /, and the rotational speed of the engine rotor and, accordingly, the speed of the machine is changed by an electromechanical or electronic control system. However, the existing TTU of the rod type in combination with the contact network does not provide reliable current collection due to the frequent contact heads coming off the network wires when the trolley bus moves, especially when passing special parts that are installed at the points of branching of the contact lines, at their intersections and in areas of direction change movement. In addition, the maneuvering of the trolleybus is constrained by the TPU contact zone with the network wires. All this limits the use of a trolleybus in urban transport, despite the clear advantages of the electric drive over the drive from the engine. The gyrobus of the Oerlikon firm is also known. The globe contains a motor generator connected by a common shaft with a kinematic energy accumulator - a flywheel, a TED and a controlled TPU rod. TED receives power from the motor generator, which during the movement of the machine works as a generator and is driven by a flywheel. At stops when boarding and disembarking passengers, the current collector rods rise from the gyrobus and are combined with contact elements located on special supports, after which the motor-generator, working in the engine mode, accelerates the flywheel. However, in the urban cycle of acceleration-braking movement, the power plant, made according to this scheme, is ineffective due to the large losses of kinematic energy stored in the flywheel. It creates certain inconvenience and a mandatory approach to the places of stops for overclocking the flywheel. Also known is a trolley with controlled TPU, which works in conjunction with a contact network with an increased distance between wires and without special parts in its composition / RU patent No. 2346830 / In this trolley, TPU contains 3 contact elements placed on a current-insulated frame along the overall width trolley bus. The middle contact element is connected to consumers through semiconductor valves, and TPU lifting, pressing it to the network wires and two-position descent is carried out by a pneumatic actuator. The power plant of the trolleybus and its traditional control system. The TPU of this trolley bus together with the contact network provides a fairly reliable current collection, and thanks to the control of the TPU from the driver's seat, the trolley bus has some independence from the network when traveling by inertia. However, during stops and at low speed, the maneuvering of the trolleybus is limited by the contact zone of the TPU with the network wires, i.e. in the limit of the overall width of the machine. In addition, the pneumatic actuator does not have sufficient reliability and increases the air flow from the pneumatic system.
Задача изобретения - расширить зону маневрирования троллейбуса независимо от контактной сети, повысить надежность привода токоприемного устройства и эффективность всей силовой установки. Указанная задача решается тем, что тяговый электродвигатель выполнен по схеме с внешним ротором, при этом ротор одновременно является маховиком, кинематическая связь ротора-маховика с ведущим мостом троллейбуса осуществляется через двухступенчатый редуктор и муфту, причем в редукторе передаточное отношение изменяется в зависимости от режима работы трансмиссии, а с помощью специальной муфты управляют скоростью движения троллейбуса и процессом рекуперативного торможения. На троллейбусе устанавливается указанное выше, по патенту RU №2346830, токоприемное устройство, которое вместо пневмопривода снабжено электроприводом, а также ручным приводом из кабины водителя. В качестве специальной муфты используется шариковая гидроупорная муфта /патент RU №2374525/ Эта муфта состоит из 2х основных узлов - наклонного диска и ступицы с гидроупорами и шариками, узлы муфты допускают длительное скольжение относительно друг друга, причем каждый узел в равной степени может быть как ведущим, так и ведомым. Степень проскальзывания от нулевой до полной регулируется золотником, осуществляющим дозированный перепуск рабочей жидкости в гидроцилиндрах муфты. Основной принцип работы шариковый гидроупорной /бесфрикционной/ муфты заключается в частичной или полной трансформации вращательного движения в поступательное, благодаря чему и происходит относительное скольжение узлов муфты /в фрикционных муфтах скольжение между узлами регулируется изменением сил трения/The objective of the invention is to expand the maneuvering zone of the trolley bus, regardless of the contact network, to increase the reliability of the drive of the current collector and the efficiency of the entire power plant. This problem is solved by the fact that the traction motor is made according to the scheme with an external rotor, while the rotor is simultaneously a flywheel, the kinematic connection of the rotor-flywheel with the drive axle of the trolleybus is through a two-stage gearbox and clutch, and the gear ratio in the gearbox varies depending on the mode of operation of the transmission , and using a special clutch control the speed of the trolley bus and the process of regenerative braking. The trolleybus is equipped with the above-mentioned current collecting device, which is equipped with an electric drive instead of a pneumatic drive, as well as a manual drive from the driver’s cab, according to patent RU No. 2346830. As a special coupling ball used gidroupornaya coupling / patent RU №2374525 / This sleeve consists of a 2 x major components - the swash plate and the hub and gidrouporami balls coupling assemblies allow long sliding relative to each other, wherein each node can equally be both leading and slave. The degree of slippage from zero to full is controlled by a slide valve, which performs a metered bypass of the working fluid in the clutch hydraulic cylinders. The basic principle of operation of a ball-type hydraulic / frictionless coupling is a partial or complete transformation of rotational motion into translational motion, due to which relative sliding of the coupling assemblies occurs / in friction couplings the sliding between the assemblies is controlled by a change in the friction forces /
На фиг.1 изображена принципиальная схема силовой установки троллейбуса и блок-схема управления ею, на фиг.2 - общий вид токоприемного устройства с электроприводом, а также размещение электроприборов и деталей на токоизолированном каркасе, на фиг.3 - блок-схема управления токоприемным устройством. На блок-схемах пунктирной линией обозначена механическая связь между приборами управления, а сплошной - электрическая связь.Figure 1 shows a schematic diagram of the power plant of the trolleybus and a block diagram of its management, figure 2 is a General view of a current-receiving device with an electric drive, as well as the placement of electrical appliances and parts on a current-insulated frame, figure 3 is a block diagram of a control of a current-receiving device . On the block diagrams, the dashed line indicates the mechanical connection between the control devices, and the solid line indicates the electrical connection.
Тяговый электродвигатель /ТЭД/ содержит внешний ротор-маховик 1, внутренний неподвижный статор 3 и корпус 2. ТЭД устанавливается в троллейбусе вертикально, например, в его задней части. Ротор-маховик через шестерни 4 конической передачи кинематически связан с 2х ступенчатым редуктором, который состоит из шестерни 5 и зубчатого колеса 7, жестко закрепленных на валу, а также блок шестерен 6. Для вхождения в зацепление с шестерней 5 или зубч. колесом 7, блок шестерен имеет возможность осевого перемещения по шлицам вала с помощью электропривода, содержащего втягивающую катушку и возвратную пружину /конструкция электропривода аналогична конструкции электропривода перемещения шестерни стартера д.в.с./ Шлицевой вал блока шестерни соединен с ведущим узлом бесфрикцион. муфты 8, а вал 9 ведомого узла муфты с ведущим мостом троллейбуса. Система управления силовой установкой включает в себя тормозную педаль 10, педаль хода 11, ручной включатель 12, блок управления 13 бесфрикцион. муфтой, датчик 14 частоты вращения ТЭД, электропривод 15 перемещения блока шестерен, пусковое устройство 16 и тормозной кран 17 пневматической тормозной системы. Блок управления бесфрикцион. муфтой состоит из центробежного регулятора непрямого действия и непосредственно узла /золотник с электромагнит. приводом/ управления ею. Педаль хода для изменения затяга пружины регулятора связана с ней /пружиной/ механическим приводом. Тормозная педаль имеет электрическую связь с электромагнит. приводом золотника муфты. Кроме того, педаль снабжена контактами датчика, имеющего электрическую связь с приводом блока шестерен редуктора, а также механическую связь с тормозным краном. Для обеспечения электропитанием низкого напряжения /24в/ вспомогательного оборудования и систем управления установлен генератор собственных нужд, который имеет постоянный привод от ротора-маховика. Генератор работает совместно с аккумуляторной батареей и регулятором напряжения. В качестве токоприемного устройства ТПУ /использован указанный выше по патенту RU №2346830 токоприемник и контактная сеть с расстоянием между проводами 950-1000 мм. Электрически изолированные планки каркаса 18 /фиг.2/ с тремя токосъемными элементами, установленными на каркасе по габаритной ширине троллейбуса, шарнирно соединены с трубчатой рамой 19. Рама также шарнирно соединена с кронштейнами 23. К проушинам рамы и основанию крепятся пружины 22. Основание установлено на крыше троллейбуса на изоляторах. К раме приварены две поперечины, одна из которых является упором 20, а к другой крепится трос 21 привода. Трос проходит через ролики 24 и отверстие в крыше машины в кабину водителя и далее закрепляется на барабане электропривода 28 ТПУ. Привод включает в себя электродвигатель и редуктор с самотормозящей червячной передачей. Редуктор снабжен рукояткой 27 для ручного вращения барабана. В нерабочем положении рукоятка разъединена с валом редуктора. На стенке кабины установлены конечный выключатель 25 и датчик 29 натяжения троса, причем ролики штоков конечного выключателя и датчика прижаты к поверхности троса своими внутренними пружинами. На крыше троллейбуса имеется защелка 34, фиксирующая раму ТПУ в нижнем положении на время длительной стоянки машины. С крайними контактными элементами 35 на каркасе соединены силовые кабели 31. Каждый кабель проходит в вилку шарнира и далее во внутрь изолированной трубы рамы ТПУ с выходом из нее в районе кронштейнов 23. Поскольку средний контактный элемент подключается к силовым кабелям через полупроводниковые вентили, они помещены в отдельной коробке 32 и электрически соединены с силовыми кабелями медными шинами. Коробка и все электрические соединения смонтированы на внутренней поверхности токоизолированных планок. На внешней стороне планки с средним контактным элементом в конце изолированных участков имеются контактные пластины 30. Эти пластины электрически связаны с передатчиками сигналов инфракрасного диапазона /ИК-сигналов/, которые также установлены на внутренней поверхности планки каркаса. Приемник 38 ИК-сигналов помещен на крыше троллейбуса под каркасом с токосъемными элементами. Система управления ТПУ /фиг.3/ состоит из реле 37 выключения главного контактора, реле 35 с двумя парами контактов /одна пара замкнута, другая разомкнута/, имеющих механическую связь с контактами главного контактора, трехпозиционного переключателя 39, контакторы 40, 42 включения электродвигателя 41 привода ТПУ на подъем или спуск соответственно, а также упоминавшиеся выше конечный выключатель 25, датчик 29 натяжения троса и приемник 38 ИК-сигналов.The traction motor / TED / contains an external rotor-flywheel 1, an internal stationary stator 3 and a housing 2. The TED is mounted vertically in the trolley, for example, in its rear part. Rotor flywheel 4 through the pinion bevel gear is kinematically coupled with 2 x stepped gearbox, which consists of a gear wheel 5 and the gear wheel 7, rigidly fixed on the shaft, and the gear unit 6. To engage the gear 5 or Teeth. wheel 7, the gear block has the possibility of axial movement along the splines of the shaft with the help of an electric drive containing a retracting coil and a return spring / electric drive design similar to the design of the electric motor for moving the starter gear of the internal combustion engine / Splined shaft of the gear block is connected to the drive unit frictionless. clutch 8, and the shaft 9 of the driven node of the clutch with the drive axle of the trolley. The power plant control system includes a brake pedal 10, a pedal 11, a manual switch 12, the control unit 13 is frictionless. a clutch, a TED speed sensor 14, an electric drive 15 for moving the gear block, a starting device 16 and a brake valve 17 of the pneumatic brake system. The control unit is frictionless. The coupling consists of a centrifugal controller of indirect action and directly the unit / spool with an electromagnet. drive / control it. A pedal for changing the tightness of the regulator spring is connected to it / spring / mechanical drive. The brake pedal is in electrical communication with an electromagnet. driven spool coupling. In addition, the pedal is equipped with contacts of the sensor, which is in electrical communication with the drive gear block of the gearbox, as well as mechanical communication with the brake valve. To provide low-voltage power supply / 24v / auxiliary equipment and control systems, an auxiliary generator is installed, which has a constant drive from the flywheel rotor. The generator works in conjunction with a battery and voltage regulator. As a TPU current-collecting device /, the current collector and contact network with a distance between wires of 950-1000 mm are used as specified above in patent RU No. 2346830. Electrically insulated trims of the frame 18 / Fig. 2/ with three current collection elements mounted on the frame along the overall width of the trolley are pivotally connected to the tubular frame 19. The frame is also pivotally connected to the brackets 23. The springs 22 are attached to the eyes of the frame and the base 22. The base is mounted on the roof of the trolley on insulators. Two crossbars are welded to the frame, one of which is a stop 20, and a drive cable 21 is attached to the other. The cable passes through the rollers 24 and the hole in the roof of the car into the driver’s cab and then fixed to the drum of the electric drive 28 TPU. The drive includes an electric motor and a gearbox with a self-braking worm gear. The gearbox is equipped with a handle 27 for manual rotation of the drum. In the idle position, the handle is disconnected from the gearbox shaft. A limit switch 25 and a cable tension sensor 29 are installed on the cab wall, and the rollers of the end switch and sensor rods are pressed against the cable surface by their internal springs. On the roof of the trolley there is a latch 34, which fixes the TPU frame in the lower position for a long parking time of the car. Power cables 31 are connected to the extreme contact elements 35 on the frame. Each cable passes into the hinge plug and then into the insulated pipe of the TPU frame and exits from it in the area of the brackets 23. Since the middle contact element is connected to the power cables through semiconductor valves, they are placed in separate box 32 and are electrically connected to power cables by copper busbars. The box and all electrical connections are mounted on the inner surface of the insulated strips. On the outer side of the strip with the middle contact element at the end of the insulated sections there are contact plates 30. These plates are electrically connected to transmitters of infrared signals / IR signals /, which are also mounted on the inner surface of the frame strip. The receiver 38 infrared signals is placed on the roof of the trolley under the frame with collector elements. TPU control system / 3 / consists of a relay 37 for switching off the main contactor, a relay 35 with two pairs of contacts / one pair is closed, the other is open /, which are mechanically connected with the contacts of the main contactor, three-position switch 39, contactors 40, 42 for turning on the motor 41 TPU drive for lifting or lowering, respectively, as well as the above-mentioned limit switch 25, the cable tension sensor 29 and the IR signal receiver 38.
Работа силовой установки, устройств и систем троллейбуса происходит следующим образом. До выхода машины на маршрутную линию ТПУ опущено и зафиксировано защелкой на крыше. Ротор-маховик неподвижен. Электропитание цепей управления производится от аккумуляторов. Контакты реле 37 замкнуты, а главного контактора разомкнуты, одна пара контактов реле 35 замкнута, другая разомкнута. Для принятия ТПУ рабочего положения с помощью тяги или троса, находящейся с внешней стороны в задней части троллейбуса, освобождают от фиксации поперечину-упор 20 рамы ТПУ, затем в кабине водителя перемещают ручку 3х-позиционного переключателя в положение, соответствующее подъему ТПУ. В результате замыкаются контакты контактора 40 и электродвигатель 41 привода вращает барабан в сторону разматывания троса, причем контакты контактора остаются замкнутыми и после возвращения ручки переключателя в исходное /среднее/ положение. Рама ТПУ поднимается усилием пружин со скоростью движения троса, поэтому трос остается в натянутом состоянии. Подъем ТПУ продолжается до прижатия каркаса с токосъемными элементами к проводам сети. Ток из контактной сети через замкнутые контакты реле 37 поступает на обмотку катушки главного контактора и его контакты замыкаются, а 1ая пара контактов реле 35 размыкается, при этом прекращается электропитание катушки контактора 40 и электродвигатель привода останавливается, прекращая разматывание троса с барабана. Кроме того, с другой, замкнутой пары контактов реле 35 электрический ток поступает к контактам датчика 29 натяжения троса, а от замкнутых контактов глав. контактора ток высокого напряжения поступает к потребителям. Датчик частоты вращения ТЭД через пусковое устройство подает электрич. ток для разгона ротора-маховика до номинальной частоты вращения, после чего электропитание прекращается. Перед началом движения в управляемом 2х ступенчатом редукторе включена ступень для разгона и движения - блок шестерен 6 усилием пружины привода смещен в положение, в котором зубчатое колесо 7 находится в зацеплении с малой шестерней блока. Движение троллейбуса после разгона ротора-маховика начинается с нажатия на педаль хода, которая через привод изменяет затяг пружины центробежного регулятора частоты вращения ведомого вала бесфрикц. муфты и включает ее в работу, после чего муфта плавно соединяет вал редуктора с ведущим мостом троллейбуса. Крутящий момент от ротора-маховика через шестерни конической передачи передается валу редуктора и далее через зубчатое колесо и малую шестерню блока шестерен к ведущему узлу муфты, ведущему мосту и колесам. Интенсивность разгона и скорость движения троллейбуса регулируется бесфрикц. муфтой, в зависимости от положения педали хода. Педаль хода, изменяя затяг пружины центробежного регулятора, задает необходимую частоту вращения ведомого вала муфты и соответствующую этой частоте скорость движения машины. Эта частота вращения поддерживается на заданном уровне независимо от частоты вращения ротора-маховика. При снижении частоты вращения ротора до установленного минимума, датчик 14 включает подачу электропитания на ТЭД, а после восстановления нужной частоты вращения отключает электропитание. Благодаря центробежному регулятору, увеличение частоты вращения ротора-маховика не сказывается на скорости движения троллейбуса. В результате, при неизменном положении педали хода, машина продолжает движение с той же скоростью, а при дальнейшем нажатии на педаль скорость движения увеличивается. Торможение с аккумулированием кинематической энергии троллейбуса /рекуперативное торможение/ производится с начала нажатия на тормозную педаль, причем вначале замыкаются контакты датчика положения тормозной педали, с которых подается электропитание на привод блока шестерен редуктора с одновременной блокировкой включения пускового устройства, исключая подачу электропитания на ТЭД. Электропривод перемещает блок шестерен по шлицам вала, при этом зубчатое колесо блока входит в зацепление с шестерней 5 ведущего вала редуктора. Общее передаточное отношение трансмиссии от колес к ротору-маховику при таком состоянии 2х ступенчатого редуктора увеличивает частоту вращения ротора-маховика до величины, обеспечивающей аккумулирование в маховике большей части кинематической энергии движущегося троллейбуса. Дальнейшее перемещение тормозной педали регулирует интенсивность процесса рекуперативного торможения, при этом изменяется степень перемещения перепускного золотника бесфрикц. муфты, а в конечном итоге, степень возрастания частоты вращения ротора-маховика. Окончание перехода кинематической энергии от троллейбуса к маховику характеризуется прекращением замедления машины и для полной остановки тормозную педаль перемещают далее, тем самым открывая тормозной кран пневматической системы торможения, причем бесфрикц. муфта выключается и ротор-маховик разъединяется с трансмиссией. Движение троллейбуса с использованием накопленной в маховике энергии начинается после нажатия на педаль хода /этот процесс описан выше/ Количество аккумулированной в роторе-маховике энергии, с учетом имеющейся в нем до рекуперативного торможения, достаточно для того, чтобы троллейбус в нормальных /без заторов движения/ условиях прошел путь от одной пассажирской остановки до другой без включения в работу ТЭД. Таким образом, рекуперативное торможение в заявленном троллейбусе позволяет непосредственно использовать аккумулированную энергию, а не возвращать ее в контактную сеть, где эта энергия рассеивается в обширном пространстве сети, делая процесс рекуперации не эффективным. Рекуперативное торможение становится малоэффективным и при движении с малой скоростью с частыми остановками, что характерно для заторов движения /пробок/ В такой ситуации рекуперативное торможение не производится, а при необходимости увеличения частоты вращения ротора-маховика и, соответственно, запаса кинематической энергии в нем, перед проходом участков без контакта с проводами сети частоту вращения ротора-маховика доводят до номинальной, подавая электропитание на ТЭД ручным включателем 12. В конечном итоге, в маховике всегда можно иметь запас кинематической энергии для движения троллейбуса без контакта с проводами сети. Управляемое ТПУ троллейбуса совместно с контактной сетью обеспечивает зону контакта ТПУ с проводами шириной 1.5 м, т.е. глубина маневра машины находится в этом пределе. При приближении любого провода контактной сети к краю поверхности контактного элемента, провод соприкасается с одной из контактных планок 30. В результате соответствующий передатчик ИК-сигналов выдает этот сигнал, который воспринимается приемником ИК-сигналов 38, а от него сигнал, преобразованный в электрический ток, поступает к реле 37. Реле размыкает свои контакты, обесточивая катушку глав. контактора, его контакты размыкаются, отключая потребители, соответственно, замыкается 1ая пара контактов реле 35, а 2ая пара контактов этого же реле размыкается, прекращая подвод электропитания к датчику натяжения троса. Через замкнутые контакты реле ток поступает к катушке контактора 42 и он включает электродвигатель привода ТПУ для вращения барабана в сторону наматывания на него троса и опускания ТПУ на 1ую позицию - до взаимодействия 1ого зажим-упора на тросе с роликом конечного выключателя 25, шток которого, перемещаясь, отключает питание электродвигателя привода. Положение зажим-упора на тросе обеспечивает отключение двигателя при опускании каркаса с токосъемными элементами на расстояние 250-300 мм. от проводов контактной сети, что дает возможность движение и маневрирование троллейбуса без контакта ТПУ с проводами сети. При движении троллейбуса по маршруту изменяется высота подвеса проводов контактной линии. Это отражается на степени натяжения троса привода ТПУ и может нарушить токосъем. Незначительное изменение высоты подвеса, связанное с неровностями покрытия или другими дефектами, устраняются датчиком натяжения, который при изменении натяжения и перемещении своего штока с замыканием соответствующих контактов, через контакторы 40 и 42 включает электродвигатель привода для разматывания или наматывания троса на барабан. Электропитание на двигатель привода при этом поступает через реостат, который понижает напряжение и вынуждает работать электродвигатель с меньшей частотой вращения. Электропитание на контакты датчика натяжения подается только при отключении привода ТПУ /ручка 3х позицион. переключателя в “0” положении/ При значительном изменении высоты подвеса проводов сети, например, при проходе их под искусственными сооружениями, опускания ТПУ на 1ую позицию недостаточно и тогда его опускают на 2ую позицию, повторно устанавливая ручку 3х позицион. переключателя в положение на спуск ТПУ. Электродвигатель привода включается, а его отключение происходит после взаимодействия 2ого зажим-упора на тросе с роликом штока конечного выключателя, причем до того как поперечина-упор рамы вступит в контакт с защелкой. Фиксация рамы защелкой на время продолжительной стоянки троллейбуса осуществляется с помощью ручного привода. Движение и маневрирование троллейбуса производится как с использованием инерции машины, так и за счет аккумулированной в роторе-маховике кинематической энергии /из неподвижного состояния/ Это позволяет троллейбусу совершать маневрирование в широком диапазоне, а также проходить пересечения контактных линий, повороты и другие участки маршрута на значительно большей скорости движения, чем троллейбус традиционной конструкции. Аккумулирующая способность ротора-маховика зависит от его массы, диаметра и частоты вращения. Например, ротор-маховик массой 800-1000 кг, диаметром 1 м. при подаче электропитания на ТЭД и разгона его до частоты вращения 1500 об/мин. аккумулирует количество кинематической энергии, достаточной для разгона троллейбуса из состояния покоя до максимальной скорости движения. Во время рекуперативного торможения со снижением скорости движения с 60 до 15 км/ч. частота вращения ротора-маховика повышается до 2000 об/мин. Из вышеизложенного видно, что движение заявленного троллейбуса производится главным образом за счет аккумулированной в маховике кинетич. энергии, причем аккумулирование осуществляется и при рекуперативном торможении и при работе тягового электродвигателя; управление процессами рекуперативного торможения и скорости движения происходит при помощи агрегата трансмиссии, а не электромеханической или электронной системы управления. Отличительной особенностью маховика является его способность отдавать накопленную энергию за любой промежуток времени, поэтому на выходе /колесах/ можно получить и любой крутящий момент. В результате, отпадает необходимость в большом /11-12/ передаточном отношении трансмиссии при передаче вращательного движения от ТЭД к колесам и ведущий мост снабжается только одним центральным редуктором /колесные редукторы отсутствуют/, при этом динамические характеристики машины сохраняются.The operation of the power plant, devices and trolleybus systems is as follows. Before the vehicle enters the route line, TPU is lowered and locked with a latch on the roof. The flywheel rotor is stationary. Power supply of control circuits is made from batteries. The contacts of the relay 37 are closed, and the main contactor is open, one pair of contacts of the relay 35 is closed, the other is open. To take TPU to the working position with the help of a rod or cable located on the outside in the rear of the trolleybus, the TPU frame cross member-stop 20 is released from fixation, then the handle of the 3-position switch is moved to the driver ’s cabin to the position corresponding to the TPU lift. As a result, the contacts of the contactor 40 are closed and the motor 41 of the drive rotates the drum in the direction of unwinding the cable, and the contacts of the contactor remain closed even after the switch handle returns to its original / middle / position. The TPU frame is lifted by the force of the springs with the speed of the cable, so the cable remains in tension. The TPU rise continues until the frame with the collector elements is pressed against the network wires. Current from the contact network through the closed contacts of the relay 37 is supplied to the coil of the main contactor and the coil contacts are closed, and the 1 st pair of contacts of the relay 35 opens, thus stops the power contactor coil 40 and the drive motor stops, stopping the unwinding of the cable from the drum. In addition, on the other hand, a closed pair of relay contacts 35, electric current flows to the contacts of the cable tension sensor 29, and from the closed contacts of the heads. contactor high voltage current is supplied to consumers. The speed sensor of the TED through the starting device supplies electric. current to accelerate the rotor-flywheel to the rated speed, after which the power supply stops. Before driving a driven 2 x stepped gear stage is enabled for acceleration and movement - the gear unit 6 driving force spring biased to a position in which the gear wheel 7 is meshed with the small gear unit. The movement of the trolley after acceleration of the rotor-flywheel begins by pressing the travel pedal, which through the drive changes the tightness of the spring of the centrifugal speed controller of the driven shaft of the bezfrikts. the clutch and turns it on, after which the clutch smoothly connects the gearbox shaft to the drive axle of the trolleybus. Torque from the rotor-flywheel is transmitted through the bevel gears to the gear shaft and then through the gear wheel and small gear of the gear block to the clutch drive unit, drive axle and wheels. The acceleration rate and the speed of the trolleybus are regulated by the bezfrikts. coupling, depending on the position of the travel pedal. The stroke pedal, changing the pull of the spring of the centrifugal regulator, sets the necessary speed of the driven shaft of the clutch and the speed of the machine corresponding to this frequency. This speed is maintained at a given level regardless of the speed of the flywheel rotor. When reducing the rotor speed to the set minimum, the sensor 14 turns on the power supply to the TED, and after restoring the desired speed, it turns off the power. Thanks to the centrifugal regulator, increasing the rotational speed of the rotor-flywheel does not affect the speed of the trolley. As a result, with the position of the travel pedal unchanged, the machine continues to move at the same speed, and with further pressing the pedal the speed increases. Braking with the accumulation of kinematic energy of the trolleybus / regenerative braking / is performed from the beginning of pressing the brake pedal, and first the contacts of the brake pedal position sensor are closed, from which power is supplied to the drive of the gear block of the gearbox while the starting device is blocked, excluding the power supply to the TED. The electric drive moves the block of gears along the splines of the shaft, while the gear wheel of the block engages with the gear 5 of the drive shaft of the gearbox. The total transmission ratio of the wheel to a rotor-flywheel in such a state 2 x increases stepwise gear-flywheel rotor speed to a value which provides a flywheel accumulating most of the kinematic energy of the moving trolley. Further movement of the brake pedal regulates the intensity of the regenerative braking process, while the degree of movement of the bypass spool is frictionless. couplings, and ultimately, the degree of increase in the frequency of rotation of the rotor-flywheel. The end of the transition of kinematic energy from the trolley to the flywheel is characterized by the cessation of deceleration of the machine and for a complete stop the brake pedal is moved further, thereby opening the brake valve of the pneumatic braking system, and it is frictionless. the clutch is turned off and the rotor-flywheel is disconnected from the transmission. The movement of the trolley using the energy stored in the flywheel starts after pressing the travel pedal / this process is described above / The amount of energy accumulated in the rotor-flywheel, taking into account the energy available in it before regenerative braking, is sufficient to ensure that the trolley in normal / no traffic jams / conditions, it has gone from one passenger stop to another without including a TED. Thus, regenerative braking in the claimed trolley allows you to directly use the accumulated energy, and not return it to the contact network, where this energy is dissipated in the vast space of the network, making the recovery process not effective. Regenerative braking becomes ineffective even when driving at low speed with frequent stops, which is typical for traffic jams / traffic jams / In this situation, regenerative braking is not performed, and if necessary, increase the speed of the rotor-flywheel and, accordingly, the stock of kinematic energy in it, before by passing sections without contact with the network wires, the rotational speed of the flywheel rotor is brought to nominal, applying power to the TED by manual switch 12. Ultimately, in the flywheel you can always Mark the kinematic energy reserve for trolleybus movement without contacting the mains wires. The trolleybus controlled TPU together with the contact network provides the contact zone of TPU with wires 1.5 m wide, i.e. the maneuver depth of the machine is in this limit. When any wire of the contact network approaches the edge of the surface of the contact element, the wire contacts one of the contact strips 30. As a result, the corresponding infrared signal transmitter emits this signal, which is received by the infrared signal receiver 38, and the signal converted to electric current from it, enters relay 37. The relay opens its contacts, de-energizing the coil of heads. contactor, its contacts open, disconnecting users, respectively, closed 1 th pair of relay contacts 35 and 2 nd contact pair of the relay opens, interrupting the electric power supply to the sensor cable tension. Through the closed contacts of the relay, the current flows to the coil of the contactor 42 and it turns on the TPU drive motor to rotate the drum in the direction of winding the cable and lowering the TPU to the 1st position - until the 1st clamp-stop on the cable interacts with the limit switch roller 25, the rod of which when moving, it turns off the power to the drive motor. The position of the clamp-stop on the cable ensures that the engine is switched off when lowering the frame with the collector elements to a distance of 250-300 mm. from the wires of the contact network, which makes it possible to move and maneuver the trolley without contact TPU with the wires of the network. When the trolleybus moves along the route, the suspension height of the wires of the contact line changes. This affects the degree of tension of the TPU cable and may interfere with current collection. A slight change in the height of the suspension associated with irregularities in the coating or other defects is eliminated by a tension sensor, which, when the tension is changed and its rod moves with the closure of the corresponding contacts, through the contactors 40 and 42 includes a drive motor for unwinding or winding the cable onto the drum. The power supply to the drive motor is supplied through a rheostat, which lowers the voltage and forces the electric motor to work with a lower speed. Power supply to the contacts of the tension sensor is supplied only when the TPU drive / handle is 3 x position. switch in the “0” position / If the suspension height of the network wires changes significantly, for example, when passing them under artificial structures, lowering the TPU to the 1st position is not enough and then it is lowered to the 2nd position by reinstalling the handle 3 x position. switch to the TPU release position. The drive electric motor turns on, and its disconnection occurs after the interaction of the 2nd clamp-stop on the cable with the rod roller of the limit switch, and before the cross-stop of the frame comes into contact with the latch. The frame is fixed with a latch for a long period of trolley bus parking using a manual drive. The movement and maneuvering of the trolleybus is carried out both using the inertia of the machine and due to the kinematic energy accumulated in the rotor-flywheel / from a stationary state / This allows the trolleybus to maneuver in a wide range, as well as cross contact lines, turns and other sections of the route higher speed than a traditional trolleybus. The accumulating capacity of the rotor-flywheel depends on its mass, diameter and speed. For example, a flywheel rotor weighing 800-1000 kg, 1 m in diameter when applying power to the TED and accelerating it to a speed of 1500 rpm. accumulates the amount of kinematic energy, sufficient to accelerate the trolley from rest to a maximum speed. During regenerative braking with a decrease in speed from 60 to 15 km / h. the rotor speed of the flywheel rises to 2000 rpm From the foregoing it can be seen that the movement of the claimed trolleybus is mainly due to the kinetic accumulated in the flywheel. energy, and the accumulation is carried out during regenerative braking and during the operation of the traction motor; regenerative braking processes and driving speeds are controlled by the transmission unit, not the electromechanical or electronic control system. A distinctive feature of the flywheel is its ability to give up accumulated energy for any period of time, so any torque can be obtained at the output / wheels /. As a result, there is no need for a large / 11-12 / gear ratio of the transmission when transmitting rotational motion from the TED to the wheels and the drive axle is equipped with only one central gear / wheel gears are absent /, while the dynamic characteristics of the machine are preserved.
