Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Это Метр EMD F40PHM-2 локомотив использует дизель-электрические передач разработаны Electro-Motive Diesel

Дизель-электрической передачи , или дизель-электрической трансмиссии является система передачи для транспортных средств , работающих на дизельных двигателей в дороге , железнодорожным и морским транспортом . Дизель-электрическая трансмиссия основана на бензиново-электрической трансмиссии , очень похожей системе трансмиссии, используемой для бензиновых двигателей .

Дизель-электрический передачи используется на железных дорогах по дизель-электрических локомотивов и дизель-электрических несколько единиц , так как электродвигатели имеют возможность поставлять полный крутящий момент при 0 оборотов в минуту . Дизель-электрические системы также используются на морском транспорте , включая подводные лодки, и на некоторых наземных транспортных средствах.

Описание [ править ]

Основная статья: Электрическая трансмиссия (механическая)

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

Преимущества и недостатки [ править ]

См. Также: Двигательная установка подводной лодки - дизель-электрическая трансмиссия.

Отсутствие коробки передач дает несколько преимуществ, поскольку устраняет необходимость переключения передач, тем самым устраняя неравномерность ускорения, вызванную отключением сцепления .

Корабли [ править ]

Смотрите также: Корабль § Двигательные системы и электрическая лодка
Азимутальные подруливающие устройства Siemens Schottel
USCGC Healy использует дизель-электрическую силовую установку, разработанную GEC-Alsthom.

Первым дизельным мотором был также первый дизель-электрический корабль, русский танкер Vandal из Бранобеля , который был спущен на воду в 1903 году. Паротурбинно-электрические двигательные установки использовались с 1920-х годов ( линкоры класса Теннесси ) с дизель-электрическими силовыми установками. надводных кораблей в последнее время увеличилось. В финских прибрежных обороны кораблей Илмаринен и Вяйнямейнен заложены в 1928-1929 годах, были в числе первых надводных кораблей для использования дизель-электрической трансмиссией. Позже эта технология была использована на дизельных ледоколах . [ необходима цитата ]

Во время Второй мировой войны ВМС США строили дизель-электрические надводные корабли. Из - за нехватки машин разрушителя сопровождение этих Эвартсов и Cannon классов было дизель-электрический, с половиной их разработанными лошадиными силами (The Buckley и Rudderow классы были полной мощность паровой турбины электрической). [1] В Ветра -class ледокола , с другой стороны, были разработаны для дизель-электрической силовой установкой из - за своей гибкости и устойчивости к повреждениям. [2] [3]

Некоторые современные дизель-электрические суда, включая круизные лайнеры и ледоколы, используют электродвигатели в отсеках, называемых азимутальными подруливающими устройствами, внизу, чтобы обеспечить вращение на 360 °, что делает суда гораздо более маневренными. Примером этого является « Симфония морей» , крупнейшее пассажирское судно на 2019 год [4].

Газовые турбины также используются для выработки электроэнергии, и на некоторых судах используется комбинация: Queen Mary 2 имеет набор 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 высокоскоростной выходной мощности турбины с низким крутящим моментом для привода тихоходного гребного винта без необходимости использования чрезмерно понижающей передачи. [ необходима цитата ]

Подводные лодки [ править ]

См. Также: Двигательная установка подводной лодки - дизель-электрическая трансмиссия.

Большинство ранних подводных лодок использовали прямое механическое соединение между двигателем внутреннего сгорания и гребным винтом, переключаясь между дизельными двигателями для надводного плавания 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 подзарядки батарей и питания других электрических нагрузок. Двигатель будет отключен для работы в погруженном состоянии, а батареи будут питать электродвигатель, а также всю остальную энергию. [5]

Напротив, в настоящей дизель-электрической трансмиссии гребной винт или гребные винты всегда приводятся в действие напрямую или через редукторы одним или несколькими электродвигателями , в то время как один или несколько дизельных генераторов вырабатывают электроэнергию для зарядки аккумуляторов и привода двигателей. Хотя это решение имеет как недостатки, так и преимущества по сравнению с прямым механическим соединением между дизельным двигателем и гребным винтом, которое изначально было наиболее распространенным устройством, в конечном итоге преимущества 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 турбоэлектрическая двигательная установка с двигательными турбогенераторами, приводимыми в действие паром реакторной установки. [6]

Среди первопроходцев, использующих настоящую дизель-электрическую трансмиссию, был ВМС Швеции со своей 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 первую очередь предназначенный для будет работать на керосине), позже замененный на настоящий дизель. [7] С 1909 по 1916 г. шведский флот начал еще семь подводных лодок в трех разных классов ( второй класс , Laxen класса и Braxen класса ), все это с помощью дизель-электрической трансмиссией. [8]В то время как Швеция временно отказалась от дизель-электрической трансмиссии, поскольку она начала закупать конструкции подводных лодок из-за границы в середине 1910-х годов [9], эта 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), обеспечиваемой двигателями Стирлинга, начиная с HMS Näcken в 1988 году [10].

Другим первооткрывателем дизель-электрической трансмиссии был ВМС США , чье Бюро паровой инженерии предложило ее использовать в 1928 году. Впоследствии она была опробована на подводных лодках S- класса S-3 , S-6 и S-7, прежде чем была введена в производство с классом Морская свинья 1930-х годов. С этого момента он продолжал использоваться на большинстве обычных подводных лодок США. [11]

Помимо британского U-класса и некоторых подводных лодок Императорского флота Японии, которые использовали отдельные дизель-генераторы для работы на малой скорости, немногие военно-морские силы, кроме Швеции и США, широко использовали дизель-электрическую трансмиссию до 1945 года. [12] После Во время Второй мировой войны, напротив, он постепенно стал доминирующим двигателем для обычных подводных лодок. Однако его принятие не всегда было быстрым. Примечательно, что ВМФ СССР не использовал дизель-электрическую трансмиссию на своих обычных подводных лодках до 1980 года с классом Paltus . [13]

Железнодорожные локомотивы [ править ]

Основные статьи: Дизель-электровоз и Дизель-электропоезд.

Во время Первой мировой войны возникла стратегическая потребность в железнодорожных локомотивах без дымовых шлейфов над ними. Дизельная технология еще не была достаточно развита, но было предпринято несколько попыток ее предшественников, особенно для бензиновых и электрических трансмиссий французами (Crochat-Collardeau, патент от 1912 года также используется для танков и грузовиков) и британцами ( Dick, Kerr & Co и British Westinghouse ). Около 300 таких локомотивов, из них 96 стандартной колеи, находились в эксплуатации на различных этапах конфликта. Еще до войны 57-тонный газоэлектрический бокс-бокс GE производился в США. [ необходима цитата ]

В 1920-х годах дизель-электрическая технология впервые получила ограниченное применение в стрелочных переводах (или маневровых машинах ), локомотивах, используемых для перемещения поездов по железнодорожным станциям, а также их сборки и разборки. Первой компанией, предлагающей локомотивы «Ойл-Электрик», была Американская локомотивная компания (ALCO). Серии ALCO HH дизель-электрического переключателя поступил в серийное производство в 1931 г. В 1930 - х годах, система была адаптирована для streamliners , самые быстрые поезда своего времени. Дизель-электрические силовые установки стали популярными, потому что они значительно упростили способ передачи движущей силы на колеса и потому, что они оба были более эффективными.и значительно снизили требования к техническому обслуживанию. Трансмиссии с прямым приводом могут быть очень сложными, учитывая, что типичный локомотив имеет четыре или более осей . Кроме того, тепловозу 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 гидротрансформатора или гидравлической муфты в системе прямого привода для замены коробки передач. Гидравлические трансмиссии считаются несколько более эффективными, чем дизель-электрические. [14]

Дорожный и другой наземный транспорт [ править ]

Автобусы [ править ]

См. Также: Гибридный автомобиль и Категория: Гибридные автобусы.
Новый дизель-электрический автобус Flyer Industries DE60LF с аккумуляторными батареями на крыше
Дизель-электрический прототип автобуса MCI с батареями под полом

Также производятся автобусы на базе дизельных электрических двигателей, в том числе гибридные системы, способные работать от батарей и накапливать электроэнергию. 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 - основным заказчиком системы BAE HybriDrive. Mercedes-Benz производит собственную дизель-электрическую систему привода, которая используется в их Citaro.. Единственный автобус, который работает на одинарной дизель-электрической трансмиссии, - это концептуальный автобус Mercedes Benz Cito с низким полом, который был представлен в 1998 году.

Грузовики [ править ]

См. Также: Категория: Гибридные грузовики
Дизель-электрический самосвал Liebherr T282

Примеры включают:

  • Крупные горные машины, такие как самосвал Liebherr T 282B или колесный погрузчик LeTourneau L-2350 .
  • Огромные гусеничные транспортеры НАСА .
  • Коммерческий грузовик Mitsubishi Fuso Canter Eco Hybrid .
  • Дизель-электрический грузовик International DuraStar Hybrid. [15]
  • Dodge проводит испытания дизель-электрической версии Dodge Sprinter . [16] [17]

Концепции [ править ]

Смотрите также: Гибридный автомобиль

В автомобильной промышленности дизельные двигатели в сочетании с электрическими трансмиссиями и батарейным питанием разрабатываются для будущих систем привода транспортных средств. Партнерство для нового поколения транспортных средств - это совместная исследовательская программа между правительством США и "большой тройкой" производителей автомобилей ( DaimlerChrysler , Ford и General Motors ), которые разработали дизельные гибридные автомобили. [ необходима цитата ]

  • "Крейсер третьего тысячелетия", попытка коммерциализации дизельно-электрического автомобиля в самом начале 1980-х годов. [ необходима цитата ]
  • General Motors Precept
  • Ford Prodigy
  • Додж Интрепид ESX
  • Ford Reflex - концептуальный дизельный гибридный автомобиль. [18]
  • Zytek разрабатывает дизельный гибридный силовой агрегат [19] [20]
  • Peugeot 307 Гибрид HDi
  • Citroën C-Cactus [21]
  • Опель Флекстрим
  • Топ Гир Hammerhead-i Eagle Thrust
  • Rivian Automotive разрабатывает дизель-электрический двигатель, который, по оценкам, должен развивать скорость 90 миль на галлон в городе и более 100 миль на галлон на шоссе [22]

Военная техника [ править ]

Дизель-электрическая силовая установка была опробована на некоторых военных транспортных средствах , например, на танках . На прототипах сверхтяжелых танков TOG1 и TOG2 времен Второй мировой войны использовались сдвоенные генераторы с дизельными двигателями V12. Более свежие прототипы включают модульный бронетранспортер SEP и T95e . В будущих резервуарах могут использоваться дизель-электрические приводы для повышения эффективности использования топлива при уменьшении размера, веса и шума силовой установки. [23] Попытки с дизель-электрическими приводами на колесных военных транспортных средствах включают неудачные ACEC Cobra , MGV и XM1219 Armed Robotic Vehicle . [цитата необходима ]

См. Также [ править ]

  • Электрическая трансмиссия (механическая)
  • Бензин-электрическая трансмиссия
  • Турбинно-электрическая трансмиссия
  • Турбо-электрическая трансмиссия
  • Система распределения постоянного тока (судовая двигательная установка)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Сильверстоун, Пол Х (1966). Военные корабли США времен Второй мировой войны . Даблдэй и компания. С. 153–167.
  2. ^ Сильверстоун (66), page378
  3. ^ «Ледоколы USCG» . История катеров береговой охраны США . Береговая охрана США . Проверено 12 декабря 2012 .
  4. ^ "Класс Oasis | Крупнейшие круизные лайнеры в мире | Королевские карибские круизы" . Класс Оазис . Проверено 25 января 2021 года .
  5. ^ Фридман, Норман (1995). Подводные лодки США до 1945 года: иллюстрированная история проектирования . Издательство Военно-морского института. С. 259–260. ISBN 978-1-55750-263-6.
  6. ^ "Детали замены класса Огайо" . Военно-морской институт США . 1 ноября 2012 . Проверено 26 мая 2020 .
  7. ^ Гранхольм, Фредрик (2003). Från Hajen до Södermanland: Svenska ubåtar до 100 евро . Marinlitteraturföreningen. С. 12–15. ISBN 9185944-40-8.
  8. ^ Гранхольм, Фредрик (2003). Från Hajen до Södermanland: Svenska ubåtar до 100 евро . Marinlitteraturföreningen. С. 18–19, 24–25. ISBN 9185944-40-8.
  9. ^ Гранхольм, Фредрик (2003). Från Hajen до Södermanland: Svenska ubåtar до 100 евро . Marinlitteraturföreningen. С. 16–17, 20–21, 26–29, 34–35, 82. ISBN 9185944-40-8.
  10. ^ Гранхольм, Фредрик (2003). Från Hajen до Södermanland: Svenska ubåtar до 100 евро . Marinlitteraturföreningen. С. 40–43, 48–49, 52–61, 64–67, 70–71. ISBN 9185944-40-8.
  11. ^ Фридман, Норман (1995). Подводные лодки США до 1945 года: иллюстрированная история проектирования . Издательство Военно-морского института. С. 259–260. ISBN 978-1-55750-263-6.
  12. ^ Фридман, Норман (1995). Подводные лодки США до 1945 года: иллюстрированная история проектирования . Издательство Военно-морского института. С. 259–260. ISBN 978-1-55750-263-6.
  13. ^ Никoлaeв, AC «Проект« Пaлтyc »(НАТО-« Кило »)» . Энциклопедия отeчествeннoгo подводнoгo флота . Проверено 2 июня 2020 .
  14. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2009-03-06 . Проверено 30 июня 2008 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  15. ^ "International запускает гибридное производство - eTrucker" . Архивировано из оригинала на 2008-05-06 . Проверено 8 декабря 2007 .
  16. ^ "Motor1.com - Обзоры автомобилей, Автомобильные новости и аналитика" . Motor1.com . Архивировано 07 августа 2007 года.
  17. ^ "Официальный сайт Dodge - Muscle Cars и спортивные автомобили" . www.dodge.com . Архивировано из оригинала на 2007-11-19.
  18. ^ «Дизельный гибридный концепт-кар также ударяет по солнцу» . 10 января 2006 Архивировано из оригинала 12 марта 2008 года.
  19. ^ "Первый в мире доступный дизельный гибридный силовой агрегат" . www.gizmag.com . Архивировано 20 октября 2012 года.
  20. ^ "Британская компания Zytek разрабатывает доступную сверхэффективную гибридную дизельную систему" . Архивировано 02 января 2011 года.
  21. ^ "Авто Новости: Последние новости об автомобилях и отчеты о первых поездках" . Автомобильная связь . Архивировано 06 мая 2008 года.
  22. ^ "Rivian Automotive - Волны перемен" . Автомобильный блог. 11 августа 2011 года. Архивировано 28 августа 2011 года . Проверено 11 августа 2011 года .
  23. ^ «Электрические / гибридные электромобили для военных приложений», Военные технологии (Moench Verlagsgesellschaft mbH) (9/2007): 132–144, сентябрь 2007 г., стр. 132–144

Внешние ссылки [ править ]

  • Как работают дизельные гибриды в HowStuffWorks
  • EERE Clean Fleet Guide по типу транспортного средства
  • Hybrid-Vehicle.org: Информация об истории гибридных автомобилей, технологиях и практическом применении в широком спектре транспортных средств.
  • Новости Diesel Hybrid