Сравнительный анализ схем электромеханических трансмиссий гусеничных машин с двумя тяговыми электродвигателями. Часть 1

Введение. В настоящее время интенсивно ведутся разработки по созданию гусеничных машин, оснащённых тяговыми электродвигателями, применение которых практически позволяет отказаться от элементов управления в механическом приводе (фрикционных муфт или тормозов), организовав при этом бесступенчатое прямолинейное движение и поворот, а также рекуперацию части кинетической энергии движения при торможении.

Цель исследования – проведение сравнительного анализа схем электромеханических трансмиссий гусеничных машин с двумя тяговыми электродвигателями.

Методология и методы. Для обеспечения возможности сравнительного анализа электромеханических трансмиссий в работе представлены уравнения кинематических и силовых связей, позволяющие в общем виде описывать механизмы передачи-поворота гусеничных машин, оснащённых двумя тяговыми электродвигателями. Сравнение проводится между такими вариантами схемных решений организации трансмиссии, как: бортовой привод ведущих колёс, раздельный привод на прямолинейное движение и поворот, совместный привод на прямолинейное движение и поворот. Критерием оценки электромеханических трансмиссий выбрана величина установочной мощности электродвигателей (произведение максимального момента на предельную частоту вращения вала ротора), отнесённая к мощностным затратам, необходимым для обеспечения прямолинейного движения. Для проведения расчётов сформирован ряд эксплуатационных режимов работы гусеничных машин.

Результаты и научная новизна. Методы, представленные в настоящей работе, позволяют на этапе проектирования проводить сравнительную оценку эффективности применения различных схемных решений механизмов передачи-поворота разрабатываемых гусеничных машин. Их отличительной особенностью является применение единого подхода к анализу полученных решений. Результатом исследования является научно обоснованный выбор рациональных схем механизмов передачиповорота для быстроходных гусеничных машин с двумя тяговыми электродвигателями.

Практическая значимость. В рамках проведённой работы получен ряд рациональных схемных решений механизмов передачи-поворота гусеничных машин, применение которых позволит уменьшить величину суммарной установочной мощности тягового электропривода и, соответственно, снизить массогабаритные параметры применяемых электродвигателей.

1. Косицын Б.Б., Котиев Г.О., Мирошниченко А.В., Падалкин Б.В., Стадухин А.А. Метод обеспечения подвижности разрабатываемых колёсных и гусеничных машин с индивидуальным электроприводом ведущих колёс // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. – 2019. – № 3 (126). – С. 135–144.

2. Косицын Б.Б., Котиев Г.О., Мирошниченко А.В., Падалкин Б.В., Стадухин А.А. Определение характеристик трансмиссий колёсных и гусеничных машин с индивидуальным электроприводом ведущих колёс // Труды НАМИ. – 2019. – № 3 (278). – С. 22–35.

3. Volontsevich D., Duong S.H., Veretennikov I. Analysis of curvilinear motion of tracked vehicles with electromechanical dual-flux turning mechanisms // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – № 3 (81). – P. 21–28. – DOI: 10.15587/1729-4061.2016.71982.

4. Mingfei G., Jibin H., Zengxiong P. Study on optimization for transmission system of electric drive tracked vehicles // The 8th International Conference on Applied Energy – ICAE2016, Energy Procedia. – 2017. – № 105. – P. 2971–2976.

5. Mingfei G., Jibin H., Zengxiong P. Configuration synthesis of electric drive transmissions for tracked vehicles // Advances in Mechanical Engineering. – 2018. № 10 (1). – P. 1–10. – DOI: 10.1177/1687814017749665.

6. Zhaobo Q., Yugong L., Weichao Z., Ziheng P., Keqiang L., Huei P. Simultaneous optimization of topology, control and size for multi-mode hybrid tracked vehicles // Applied Energy. – 2018. – № 212. – P. 1627–1641.

7. Красненьков В.И., Вашец А.Д. Проектирование планетарных механизмов транспортных машин. – М.: Машиностроение, 1986. – 272 с.

8. Забавников Н.А. Основы теории транспортных гусеничных машин. – М.: Машиностроение, 1967. 356 с.

9. Платонов В.Ф., Леиашвили Г.Р. Гусеничные и колёсные транспортно-тяговые машины. – М.: Машиностроение, 1986. – 296 с.

10. Кристи М.К., Красненьков В.И. Новые механизмы трансмиссии. – М.: Машиностроение, 1967. – 216 с.

11. Транспортные машины с газотурбинными двигателями / Н.С. Попов [и др.]: Под ред. Н.С. Попова. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987. – 259 с.

12. Савочкин В.А., Дмитриев А.А. Статистическая динамика транспортных и тяговых гусеничных машин. – М.: Машиностроение, 1993. – 320 с.

13. Фаробин Я.Е. Теория поворота транспортных машин. – М.: Машиностроение, 1970. – 176 с.