Сверхтяжёлые карьерные самосвалы (типа БелАЗ 75710, Caterpillar 795F AC, Komatsu 980E) часто используют дизель-электрическую схему. У них есть дизельный генератор, который питает большие тяговые электродвигатели в колесах.
Зачем так сложно? Спросите вы... Хм, ну точно не сложнее, чем работать с сугубо механическими деталями. При массе груза в сотни тонн механическая коробка передач и карданный вал получились бы слишком сложными, огромными и ненадёжными. Электрическая передача даёт плавный пуск, большой крутящий момент и меньше механических потерь.
Идея использовать двигатель внутреннего сгорания не напрямую для привода колёс, а для выработки электроэнергии и питания электродвигателей, появилась вовсе не в XXI веке.
Ещё в 1915 году на дорогах появился Owen Magnetic — гибридный автомобиль, выпускавшийся до 1922 года. Он сочетал бензиновый двигатель с генератором и тяговым электромотором. По сути, это был ранний предок современных дизель-электрических карьерных самосвалов, локомотивов и морских судов.
В железнодорожной сфере похожий подход применяли и дизель-электровозы — те самые поезда, где дизельный мотор вращает генератор, а колёса крутят мощные электродвигатели. Казалось бы, зачем такие сложности, если можно напрямую соединить двигатель с колёсами через коробку передач? Собственно... В самом начале статьи про это отмечено, но разберем вопрос детально.
Главный козырь электродвигателя - максимальный крутящий момент с нулевых оборотов. Для тяжёлых машин, будь то карьерный самосвал, локомотив, автобус или морское судно, это критически важно. Когда многотонный груз нужно сдвинуть с места, обычная механическая трансмиссия испытывает чудовищные нагрузки, а сцепление или гидротрансформатор перегреваются и изнашиваются.
Коробка должна выдерживать при старте огромные усилия, а плавный разгон требует либо сложной многопередачной схемы, либо гидромеханики, которая неизбежно теряет часть энергии в тепле. Электрическая передача снимает эту проблему. Электромотор сразу выдаёт нужную тягу, а двигатель-генератор может работать в оптимальном режиме без перегрузок.
В дизель-электрической схеме двигатель внутреннего сгорания работает на постоянных, максимально эффективных оборотах вне зависимости от того, тянет ли машина на подъём или катится по ровной дороге. Это повышает топливную экономичность и продлевает срок службы двигателя, ведь он не испытывает резких колебаний нагрузки.
Электромоторы компактнее и проще интегрируются в конструкцию. Их можно разместить прямо в колёсных ступицах или поблизости от осей. А основной двигатель, приводящий генератор, не обязательно располагать по центру и стыковать с длинными валами и громоздкими редукторами. В случае проектирования судна или корабля это особенно удобно: двигатель можно разместить глубже в корпусе, а электромотор соединить с гребным винтом коротким валом.
Эта схема давно доказала свою эффективность на флоте. Такой подход обеспечивает гибкость, снижение вибраций и возможность питать от генератора не только двигатели, но и все бортовые системы.
Не забывайте ставить лайки 👍 и подписываться на канал ✔️, если материал понравился! Так вы увидите больше интересных статей, а моему каналу это поможет развиваться.