Локомотив с электропередачей Советский патент 1975 года по МПК B60L11/16 

1

Изобретение относится к подвижному составу рельсового транспорта.

Известны локомотивы с электропередачей, содержащие аккумулятор энергии в виде вращающегося маховика, связанного с преобразователем энергин - обратимой электрической машиной.

Однако такие локомотивы вследствие влияния сил гироскопического эффекта, а также явления прецессии маховика, па неровностях и кривых пути проявляют СКЛОННОСТ11 к уменьшению сцепления колес с нутем п к неустойчивости (сход с рельсов).

Цель изобретения - устранение прецессии маховика и влияния на устойчивость локомотива сил гироскопического эффекта.

Это достигается размещением маховика и обратимой электрической машины в оболочке, помещенной в гироскопический механизм с двумя степенями свободы, состоящий из сферической опорной чашн, заполненной средой с низким коэффициентом трения, например жидкостью, в которую своей нижней сферической частью погружена оболочка. Над центром вращающнхся масс на раме локомотива установлен упор качения, контактирующий с верхней частью оболочкн, и последняя выполнена сферической. Оболочка сна:бжена двумя расположенными по диаметру сферической поверхности цапфами, которые размещены в вертикальных прорезях, выполненных в выступах опорной чаши. Центр вращающихся масс маховика и преобразователя энергии совмещен с геометрическим центром

сферической поверхности оболочки, а центр масс оболочки, маховика и преобразователя в целом расположен на осп вращения маховика ниже геометрического центра сферической поверхности оболочки.

Изобретение пояспяется чертежом.

Внутри рамы 1, оппрающейся на буксы 2 п колесные пары 3, закреплена опорная чаша 4, со сферической впутренней поверхностью. В опорную чашу онущена оболочка 5,

имеющая снаружн сферические участки поверхности 6, 7 с центром в точке О. Цо диаметру сферы на внешней поверхности оболочка снабжена двумя цапфами 8. Оболочка имеет крышку 9 н колпак 10. Внутри оболочки размещены маховик II, вал 12 которого онирается на подпятпик 13. Верхний конец вала -подвижно закреплен в подшипнике 14. Внутри колпака размеидена обратимая электрическая машина 15, соединенная с валом

маховика через соединительную муфту 16.

Все части оболочки и размещенные в ней элементы маховика и обратимой электрической машины выполнены симметрично относительно оси вращения лктховпка.

Обратимая электрическая машина электрически соединена со cxeMOii локомотива гибким электрическим изолированным ироводом 17.

Кромки о:порнон чаши оправа и слева имеют вертикальные выступы 18 с вертикальными прорезями 19.

Сферическая поверхность 6 колпака 10 контактирует с упорным шариком 20, размещенным в гнезде 21 упорной балки 22.

Между внутренней поверхностью опорной чаши 4 и нижней сферической поверхностью оболочки 5 размешена среда, например жидкость, обеспечивающая низкий коэффициент трения.

Цапфы 8 оболоч:Ки 5 входят в вертикальные прорези 19 выступов 18 опорной чаши 4 и этим исключают одну из трех степеней свободы оболочки, т. е. противодействуют реактивным силам маховика II вращать оболочку 5.

Центр вращающихся масс маховика обратимой и электрической машины во избежание возникновения прецессии совпадает с геометрическим центром опорной поверхности оболочки, а цапфы располагаются по диаметру этой поверхности.

С целью обеспечения самоустановки вала маховика 12 в вертикальное положение центр масс оболочки 5 со всеми ее внутренними элементами расположен на оси вращения маховика ниже геометрического центра О ее сферической поверхности, например, в точке С. Такое размещение способствует гащению прецессии, если она возникает при возмущениях.

При нераскрученном маховике М вследствие расположения центра масс оболочки 5 ниже геометрического центра сферической поверхности и низкого коэффициента трения между соприкасающимися поверхностями оболочки 5 и опорной чаши 4 под действием силы тяжести центра масс оболочка 5 независимо от положения локомотива занимает начальное положение осью маховика вертикально вверх.

После раскручивания маховик 11 будет стремиться в .пространстве сохранять первоначальное направление оси вращения. При движении локомотива под уклон или на подъем, при наклонах вправо и влево оболочка 5 под действием сил гироскопического момента и силы тяжести, приложенной в центре масс, будет проскальзывать в опорной чаше 4, сохраняя первоначальное вертикальное положение оси маховика и не оказывая усилий на раму 1 электровоза.

При раскручивании маховика 11 возникает реактивный момент, приложенный к оболочке 5 и стремящийся ее вращать в cTopoisy. противоположную вращению маховика 11, при потреблении энергии маховика наоборот - реакция и силы трения в подшипниках стремятся увлекать оболочку 5 в ту сторону. Благодаря цапфам 8 оболочка 5 враидаться относительно вертикальной оси не может, но может вращаться в опорной чаше 4 с двумя степенями свободы в нродольной и Поперечной вертикальнЕзГх плоскостях.

Вследствие осевой симметрии враихающихся частей и совмещения внутри оболочки 5 центра вращающихся масс с геометрическим центром ее сферической поверхности 7, а также вследствие диаметрального расположения цапф 8 при внешних возмущениях сил и реакций, образующих нрецессию маховика, не возникает. Для предотвращения возможного подскакивания оболочки 5 в опорной чаще 4 при резких толч.ках локомотива сверху со сферической поверхностью 6 оболочки 5 соприкасается упор качения, состояндий из шарика 20, размещенного в гнезде 21 упорной балки

22. При поворотах оболочки 5 щарик 20 перекатывается по сферической поверхности 6.

Предмет изобретения

1.Локомотив с электропередачей, содержащий аккумулятор энергии в виде вращающегося маховика, связанный с лреобразователем энергии, представляющи.м собой обратимую электрическую машину, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью устранения влияния сил гиросконического эффекта маховика на устойчивость локомотива, маховик с нреобразОвателем энергии смонтиро.эаны в оболочке и номещены к гироскопический механизм с дву.мя степенями свободы.

2.Локомотив ио п. 1, отличающийся тем, что гироскопический механизм состоит

из сферической опорной чаи:и, заполпенной средой с низким коэффнциентом трения, например жидкостью, в которую своей нижней частью, выиолненной сферической, погружена оболочка.

3. Локомотив но пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью ограничения вертикальных леремещений оболочки, над центром враН1аюн1ихся масс на раме локомотива установлен упор качения. контактнруюндий с

верхней частью оболочки, и пос.чедняя выполнена сферической.

4.Локомотив но нн. 1 и 2, отличаюН1НЙСЯ тем, что, с целью гашения реактивных сил, приложенных к оболочке, последияя снабжена двумя расположенными по диаметру сферической поверхности цанфами, которые размеи1,ены в вертикальных прорезях, выполненных в выступах опорной чаши.

5.Локомотив но пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения самоустаHOUKH оси вран,ения маховика в вертикальное положение, центр масс оболочки, маховика и нреобразователя энергии расположен ниже геометрического центра сферической поверхности оболочки.

б. Локомотив по пп. 1-5, отличающийся тем, что, с целью исключения прецессии маховика, цеитр вращающихся масс маховика и иреобразователя энергии со;вмещен с геометрическим центром сферической иоверхиости оболочки.