Теперь о «вредных» проявлениях инерции на транспорте

Дело в том, что именно из-за инертности транспортной машины стронуть ее с места, разогнать можно, только приложив к ней определенную силу. Эта сила разгоняет машину, совершая работу. Часть этой работы идет на преодоление сил сопротивления, а другая, обычно большая, переходит в кинетическую энергию машины. Теперь машина обладает инерцией движения и, если не учитывать действующих на нее сил сопротивлений, будет двигаться равномерно и прямолинейно все время. Силы же сопротивления могут быть уравновешены движущимися силами машины, и тогда возникает почти чистое инерционное движение, о котором мы говорили выше.

Но вот машине надо остановиться, и инерция мешает это сделать. Можно, конечно, чтобы машина двигалась накатом, но это не всегда приемлемо: автобус, например, проходит накатом около километра, а поезд — гораздо больше. Тормозить же надо обычно на пути, измеряемом несколькими десятками метров, а то и меньше.

Сейчас чаще всего останавливают машины так. Тормозами создают сопротивление проворачиванию колес, те, в свою очередь, создают силу трения своей периферии о дорогу, а уж силы трения, направленные против движения, «воспринимают» инерцию движущейся машины. Машина останавливается, а ее кинетическая энергия безвозвратно переходит в тепло. Как видим, не лучшее применение энергии, обходящейся нам с каждым годом все дороже. Она не только «пропадает» для нас, переходя в тепло, но и изнашивает тормоза, греет их, в результате чего создается опасность их плохого срабатывания в экстренных случаях.

Современные машины цикличного действия — автобусы, троллейбусы, трамваи, поезда в метро, пригородные поезда, автомобили и аналогичные им — с пользой тратят около половины энергии, выработанной двигателем. Другая же половина переходит в кинетическую энергию и рассеивается при торможении. В будущем это соотношение энергий, несомненно, ухудшится из-за увеличения КПД и скоростей машины, так как при этом все большая часть энергии двигателя будет переходить в кинетическую.

Значит, инерция транспортных и других циклично работающих машин может быть и вредна — она влечет за собой износ двигателя и тормозов, нагрев окружающей среды и т. д. Но даже если в будущем человечество сумеет построить очень легкие транспортные средства из каких-либо сверхпрочных материалов, то все равно масса пассажиров и грузов останется прежней. Следовательно, надо изыскивать пути устранения вредного влияния инерции циклично работающих машин.

Для уменьшения вредных проявлений инерции транспортных машин, связанных единой сетью питания (электропоезда, трамваи, троллейбусы), используется рекуперация энергии.

Сущность рекуперации энергии электротранспорта в следующем: при движении на спусках или замедлениях тяговые электродвигатели переводятся в генераторный режим и начинают давать ток, который направляется в общую сеть питания. Все как будто просто и нет проблем. Действительно, такого рода рекуперация энергии давно и хорошо проявила себя при движении железнодорожных составов на затяжных спусках. Тяговые двигатели работают при этом в стационарном режиме, «выдавая» ток практически постоянных параметров, необходимых для возврата в сеть и рассчитанных на то, что выделяемую электроэнергию использует в это же время нуждающийся в ней потребитель (хотя бы электропоезд, движущийся на подъем).

С замедляющимися и разгоняющимися машинами, о которых мы вели речь, дело обстоит несколько иначе. Прежде всего тяговый двигатель интенсивно замедляющейся машины (тормозящего троллейбуса, трамвая и пр.) перевести в генераторный режим очень сложно, ток, выделяемый при этом, будет явно переменных параметров. Теоретически, конечно, возможно «сгладить» его напряжение, изменить величину тока, частоту и пр., но, увы, практически при этом останется лишь очень малая доля первоначальной энергии, а оборудование будет очень сложно. И все равно тяговые двигатели в генераторном режиме не обеспечивают торможение до полной остановки.

Далее. Потребитель энергии у нас уж очень неопределенный. Мы можем послать энергию в сеть от одной машины, а вдруг при этом большинство машин тормозит? Это вполне возможно, особенно при работе транспорта на режиме, так называемой «зеленой волны». Тогда большая часть энергии останется неиспользованной, а те машины, которые ехали спокойно в это время, получат неожиданный «толчок в спину» из-за резкого повышения напряжения в сети. А это уже небезопасно, да и каково водителю, который все время будет ждать толчка вперед?

Повторяем, что меры борьбы с этими явлениями существуют, но они настолько сложны, что вряд ли их применение обосновано экономически. На метропоездах списанный тип рекуперации может дать лучший эффект, позволит сохранить около 10% энергии торможения, но сложность не позволяет быстро внедрить его.

Расчеты и опытная проверка показывают, что существенно большего эффекта можно добиться, применяя для борьбы с вредными проявлениями инерции системы автономного накопления энергии торможения, причем в основном инерционного типа, с маховиками. Выходит, инерция… против инерции? И да, и нет. Суть метода в том, что нам помогает инерция вращения, которая при связи колес транспортной машины с неподвижной дорогой проявляет себя в точности так же, как и обычная инерция поступательного движения. В теории транспортных машин даже существует такой показатель, учитывающий влияние инерции вращающихся масс — колес, маховика двигателя, валов и пр. Так вот, на первой ступени в коробке передач грузовика, например, вращающиеся части его могут увеличить инертность машины почти в 3 раза! Это практически равноценно увеличению массы грузовика в такое же число раз, но без увеличения сопротивления колес качению.

Если снабдить транспортную машину отдельным собственным маховиком-накопителем с соответствующим приводом, то принципиально можно сохранить инерцию всей машины постоянной при неравномерном движении. Машина движется на максимальной скорости, и вся инерция «заключена» в ее поступательном движении. Она останавливается, но маховик разгоняется, сохраняя инерцию постоянной. Наконец, при неподвижной машине вся инерция заключена во вращающемся с максимальной скоростью маховике. Надо сказать, что и кинетическая энергия машины также при этом «переходит» в маховик.

Такой режим рекуперации энергии называется автономным, так как машина при этом не зависит от других машин. В дальнейшем речь пойдет именно об этом режиме.

Режим рекуперации энергии наиболее подходит к работе городского транспорта — автобусов, троллейбусов, трамваев, поездов метро. Автобус, пожалуй, больше всех нуждается в рекуперации, так как работает на дефицитном и дорогом горючем. Кроме того, с уменьшением количества сжигаемого горючего и таких процессов, как трогание с места и разгон, холостой ход, во много раз снижается токсичность выхлопных газов. А это не менее важно, чем экономия горючего. Опыты показали, что рекуперация механической энергии на городском автобусе может «сэкономить» 30—50% горючего при значительном снижении выделений токсичных выхлопных газов в атмосферу. Снижение токсичности газов объясняется прежде всего устранением наиболее «вредного» режима трогания машины с места двигателем. Повышается интенсивность разгона автобуса, его средняя скорость.

Можно сказать, что, чем более инертно транспортное средство при прочих равных условиях, тем больше выигрыш от рекуперации его энергии при торможении. Пожалуй, самый большой расточитель кинетической энергии в городе — это метропоезд. Масса его вагона раз в пять больше, чем автобуса, и скорость перед торможением почти вдвое больше, т. е. каждый вагон метро при торможении гасит энергию, как 20 автобусов. Другими словами, каждый вагон метропоезда, подходя к станции, «губит» как минимум около 120 млн Дж энергии. Сопротивление движению поезда метро мало, он катится ро рельсам без ощутимых потерь, его движение близко к чисто инерционному. Во всяком случае при скорости 80 км/ч метропоезд запасает в виде кинетической вчетверо большую энергию, чем ему требуется для прохождения перегона между станциями.

Американские специалисты подсчитали, во что обходится инерция нью-йоркскому метрополитену. В его парке на момент подсчета было 6700 вагонов. Если каждый вагон при остановке «губит» 120 млн Дж энергии, а частота следования поездов 3—4 мин (в часы пик они ходят чаще), то за время между шестью утра и часом ночи, т. е. за 19 ч работы, каждый вагон переведет в тепло около 40 млрд Дж энергии, а весь парк — почти 300 триллионов Дж энергии, т. е. нью-йоркское метро способно обесточить небольшое государство. Если сохранить всего 30% энергии с учетом всех затрат на системы рекуперации (которые отнюдь не дешевы), ежегодная экономия на нью-йоркском метро составит не менее 20 млн долл.

Американские инженеры создали систему рекуперации кинетической энергии с маховиками (рис. 7.1). Вагон метро снабжался двумя рекуператорами массой более 2 т каждый и длиной около 3 м, при этом масса самих маховиков составила чуть больше 1/10 массы рекуператора, а диаметр был около 0,5 м. Остальное приходилось на долю электрических машин. После нескольких остановок метропоезда накопленной в рекупера;

Рис. 7.1. Инерционный рекуператор к метропоезду (о) и его маховик (б):

1 — маховик; 2 — защитное кольцо; 3 — мотор-генератор ции энергии хватает, чтобы «тащить» не только свой вагон, но и два прицепленных к нему обычных вагона. Кроме того, в аварийных ситуациях можно довести поезд до следующей станции без подвода питания. Экономия энергии составила 30%, что чувствительно разгрузило городскую сеть.

Недостаток системы — в слишком дорогом и тяжелом электроприводе: маховик массой 250 кг требует привода массой в 2 т с лишним с затратой большого количества меди.

Малые количества кинетической энергии могут быть накоплены в маховике с приводом, включающим упругое звено. Привод с упругим звеном, например, с особой резиновой муфтой, подключается к трансмиссии машины с помощью фрикционной муфты. На первом этапе торможения основная часть энергии аккумулируется в упругом звене в виде потенциальной энергии. Затем по мере разгона маховика кинетическая энергия машины вместе с потенциальной энергией упругого звена «переходит» в маховик. Недостаток этого рекуператора в том, что в упругом звене должно накапливаться от четверти до половины всей кинетической энергии машины (в зависимости от угловой скорости маховика перед торможением). А упругие звенья типа муфт в состоянии накопить только очень малые количества энергии притом с небольшим КПД ее отдачи. Поэтому такой рекуператор на практике может применяться только для легких машин.

Рекуператоры с маховиками называются инерционными рекуператорами, или рекуперативными тормозами. Наиболее сложен в системе рекуперативного торможения маховиком привод, когда маховик разгоняется при торможении и, наоборот, замедляющийся маховик при ускорении машины. Советским ученым профессором Н. К. Куликовым предложена схема инерционного рекуператора с планетарным приводом. Английской фирмой «Кларк» разработаны различные варианты рекуперативных тормозов из маховиков и планетарных коробок передач (так называемый тормоз Гиректа). Установка рекуперативного тормоза такого типа на автобусе позволяет экономить до 50% топлива, особенно при малых расстояниях между остановками.

Фирмой «Кларк» разработано также гидромеханическое устройство с маховиком для рекуперативного торможения, названное «Гидректа». «Гидректа» представляет собой сочетание планетарного привода Гиректа с гидродинамическим трансформатором, повышающим плавность и легкость управления. Экономические показатели «Гидректа» несколько ниже, чем у Гиректа, что объясняется потерями энергии в гидроприводе (гидротрансформаторе).

Новейшая рекуперативная система с маховиком для автобусов фирмы «Бош» (ФРГ) имеет маховик диаметром 0,5 м, вращающийся в вакуумном корпусе с частотой 12 тыс. об/мин. Он соединен с двигателем автомобиля через дифференциал и двухскоростную планетарную коробку передач. Трансмиссия включает в себя также две обратимые гидромашины, обеспечивающие бесступенчатое изменение передаточного числа, что очень важно для привода с маховиком. Мощность от двигателя передается на ведущую ось механической трансмиссией, а от маховика — гидромашинам. При достаточном запасе энергии в маховике он движет автобус вместе с двигателем; если же доля мощности маховика падает ниже 25% по сравнению с мощностью двигателя, маховик отключается и движение продолжается только с помощью двигателя. Управляют этими процессами микрокомпьютером. Масса стального маховика 104 кг. Но разрабатывается и супермаховик массой всего 24 кг и частотой вращения 28 тыс. об/мин при том же запасе энергии (1,5 кВт • ч).

На таком же принципе основан автомобильный рекуператор фирмы «Мерседес-Бенц». Привод от маховика к колесам осуществляется через четыре обратимые статические гидромашины. При нажатии на педаль тормоза скорость автомобиля уменьшается, а его кинетическая энергия переходит в маховик; при разгоне происходит обратное явление. Частота вращения маховика — от 8,5 до 12 тыс. об/мин. Такие машины с маховичными рекуператорами стоят не намного дороже обычных, но экономят 30—40% горючего и имеют весьма малотоксичный выхлоп благодаря уменьшению «вредных» динамических режимов работы двигателя.

Фирма «Филипс» разработала конструкцию легкового автомобиля с рекуператором на основе небольшого маховика, позволяющего двигателю постоянно работать в оптимальном режиме. Автомобиль приводится в движение через бесступенчатую передачу от двигателя и маховика вместе иди порознь. Переключение на соответствующий вид привода осуществляется автоматически микрокомпьютером. Дополнительные затраты, связанные с установкой рекуператора, сейчас окупаются после пробега менее 65 тыс. км, но с ростом цен на бензин окупаемый пробег будет соответственно сокращаться.

В Висконсинском университете (США) разработан, изготовлен и испытан автомобиль (типичной схемы) массой 1350 кг с маховичным рекуператором энергии, продемонстрировавший отличные динамические качества и высокую экономичность. Силовой агрегат автомобиля включает стандартную четырехскоростную коробку передач и бесступенчатую трансмиссию на основе гидрообъемного привода. Маховик диаметром 0,58 м вращается в вакуумном корпусе с частотой 11 тыс. об/мин и потерями мощности не выше 1 л. с. Запас энергии в маховике 0,5 кВт • ч. Через муфты он соединен с двигателем и коробкой передач, которая, в свою очередь, передает вращение через карданный вал на дифференциал ведущего моста со встроенной гидрообъемной бесступенчатой передачей (статической гидротрансмиссией).

Рекуперация энергии торможения очень эффективна на электромобилях. Дело в том, что торможение обычно весьма кратковременно и электроаккумуляторы, установленные на электромобилях, не в состоянии воспринять и малой доли энергии торможения. Пуск в ход и разгон электромобиля при езде в городе примерно вдвое сокращают путь пробега. Наличие даже небольшого маховика в рекуператоре на электромобиле позволяет разгонять его практически той энергией, которая была накоплена в маховике при торможении. Аккумуляторы в этом случае будут работать в таком же режиме, как если бы электромобиль двигался без торможений и разгонов. Экономия энергии может достигать 30—50%.

Схема рекуперативной системы с маховиком для электромобиля представлена на рис. 7.2. Это маховик, дифференциальная передача, тяговый электродвигатель, генератор, контроллер, управляемый педалью акселератора и тормозной педалью, а также блок тяговых аккумуляторных батарей. Валы маховика, генератора и тягового электродвигателя механически связаны планетарной передачей и действуют совместно как бесступенчатая электромеханическая трансмиссия. Вал маховика соединен с солнечной шестерней дифференциальной планетарной передачи, шестерня же генератора — с коронной шестерней, а водило с сателлитами — с шестерней дифференциальной трансмиссии, с этой же шестерней зацеплена шестерня электродвигателя.

по.

Рис. 7.2. Инерционная рекуперативная система к электромобилю:

/ — маховик; 2 — передача; 3 — двигатель; 4 — акселератор; 5 — тормозная педаль; 6 — контроллер; 7 — батарея аккумуляторов; 8 — генератор Поток энергии в направлении к маховику и от него организуется генератором. Скорость вращения маховика зависит от крутящего момента, приложенного генератором, работающим в режиме двигателя, к коронной шестерне планетарной передачи. Момент от генератора, как и механическая энергия, передается через планетарную передачу на выходной вал трансмиссии, а электрическая энергия протекает по якорной цепи генератора и двигателя. Величина и направление потока мощности определяются контроллером в соответствии с требованиями водителя. Регулирование реализуется воздействием на обмотки возбуждения двигателя и генератора.

Изменение тока в цепях обеих обмоток определяет величину и направление якорного тока.

Чтобы обеспечить дополнительную мощность для ускорения электромобиля и преодоления подъемов, с помощью генератора замедляют коронную шестерню планетарной передачи, для чего ток в обмотке возбуждения увеличивается. Соответственно реактивный момент солнечной шестерни и планетарной передачи тормозит маховик для получения необходимой энергии. Кинетическая энергия экипажа используется во время рекуперативного торможения благодаря обратному потоку мощности в трансмиссии. Тяговый электродвигатель работает как генератор, вырабатывая электроэнергию. Генератор, уже работающий как электродвигатель, использует эту энергию для ускорения вращения коронной шестерни планетарной передачи,.

in накапливая механическую энергию в маховике для последующего использования. Маховик расходует энергию, когда необходимо превысить среднюю мощность, что способствует работе батареи в постоянном режиме. На умеренных скоростях и на холостом ходу энергия батареи используется для подзарядки маховика.

При установленной скорости 88 км/ч запас хода электромобиля 110 км, но при городском цикле эксплуатации, когда средняя скорость не выше 30—40 км/ч, а кинетическая энергия при торможениях рекуперируется маховиком, дальность поездки увеличивается до 150 км. Максимальная скорость электромобиля —109 км/ч.

По данным Д. Рабенхорста (США), для легкового электромобиля массой 1814 кг средняя мощность должна быть около 47 л. с., а при разгонах — до 94 л. с. Для разгона с места до скорости 96 км/ч за 15 с достаточно «взять» 110 л. с. от маховика и 50 л. с. от электроаккумуляторов. Необходимый для такого автомобиля маховик удельной энергоемкостью 66 Вт • ч/кг будет иметь массу всего 10 кг. Для более легкого варианта электромобиля, чтобы получить мощность 24 л. с., масса батарей должна составлять 136 кг. Для развития этой мощности в течение 30 с — времени, достаточного для разгона электромобиля, потребуется маховик массой всего 1,5 кг, а масса батарей составит 43 кг.

На международной автомобильной выставке в Дюссельдорфе экспонировался 40-местный электробус фирмы «Мерседес» с рекуператором на основе маховика. Электробус имеет два ременных вариатора с общим диапазоном варьирования 16:1. Мощность 80 л. с., необходимую для разгона машины до 80 км/ч, электробус получает от маховика.

Компания «Дженерал электрик» (США) разработала электромобиль с достаточно большим маховиком — массой 75 кг при массе аккумуляторных батарей 60 кг. Масса четырехместного электромобиля — 1500 кг. При типичном городском цикле движения — разгон до 64 км/ч за 28 с, пробег с постоянной скоростью 80 км/ч в течение 50 с и торможение за 9 с — затрачивается 0,25 кВт-ч энергии, причем для разгона требуется 0,105 кВт-ч. Эту энергию обеспечивает маховик. Использование рекуперативного торможения с применением маховика позволяет увеличить пробег электромобиля почти вдвое — с 63 до 112 км.

Более совершенный электромобиль с маховиком — два двигателя-генератора, система регулирования частоты вращения и механическая трансмиссия. Маховик, вернее супермаховик (о том, что такое супермаховик, подробно рассказано в следующем разделе) —диаметр 0,58 м, ширина 0,1 м, момент инерции 1 кг • м², — имеет максимальную частоту вращения 25 тыс. об/мин, запасая при этом 1 кВт • ч энергии. Электропривод обеспечивает отдачу 75% энергии до того момента, пока частота вращения маховика не достигает 12,5 тыс. об/мин.

Проводились сравнительные испытания стального маховика и перспективного супермаховика. Испытания показали, что удельная энергия цилиндрического стального маховика — 12,5 Вт • ч/кг, или примерно в 1,5 раза меньше, чем у свинцовокислотных аккумуляторов, перспективный же супермаховик показал феноменальную удельную энергию — 187 Втч/кг. Значит, чтобы разогнать электромобиль массой 1500 кг до 80 км/ч, для чего затрачивается 0,105 кВт-ч энергии, потребовался бы супермаховик массой менее 1 кг.

Особенно высоки показатели супермаховиков, предназначенных для автомобилей, где очень важны габариты и масса силового агрегата. Так, маховик из высокопрочной стали в виде диска равной прочности имеет максимальную окружную скорость 690 м/с и плотность энергии 29 Вт • ч/кг. Супермаховик, навитый из стеклонити на алюминиевую ступицу, имеет окружную скорость 680 м/с, но плотность энергии уже 40 Вт-ч/кг, что объясняется высокими напряжениями в его ободе. Супермаховик, намотанный из кевлара-49, имеет окружную скорость 750 м/с и плотность энергии 50 Вт • ч/кг. Но абсолютным чемпионом среди испытанных супермаховиков является пока конструкция диаметром 0,4 м, развившая при 54 800 об/мин окружную скорость 1150 м/с при плотности энергии 187 Вт • ч/кг.

Для пробега 320 км легковому автомобилю, движущемуся со скоростью 96 км/ч, достаточен кевларовый супермаховик массой 127 кг и энергоемкостью 30 кВт-ч, масса всего силового агрегата с приводом на колеса составит 227 кг. Электромобиль с аналогичными ходовыми показателями должен быть оснащен аккумуляторной батареей массой около 1 т. Раскрутка супермаховика мощным внешним двигателем осуществляется за 5 мин. В вакуумной камере и магнитном подвесе выбег такого маховика должен быть от 6 до 12 месяцев.

Для привода автобуса, имеющего конкретный путь следования и обязательные периодические остановки, вовсе не обязателен сложный инерционный аккумулятор с супермаховиком. Здесь иногда вполне достаточен и монолитный маховик современной конструкции. Существует маховичный автобус (махобус), у которого маховик выполнен из пакетов высокопрочных дисков (как у рекуператора для поездов метро). Масса маховика 1400 кг, рабочая частота вращения — от 5 до 10 тыс. об/мин. Маховик выполнен заодно с мотор-генератором постоянного тока с вертикальным валом. Корпус маховика и мотор-генератор заполнен разреженным гелием. Раскрутка маховика осуществляется при подключении к сети. Тяговый двигатель махобуса имеет мощность 115 кВт и позволяет пройти машине с полной нагрузкой 5—6 км до следующей подзарядки. При торможениях предусмотрена рекуперация энергии.

Такой же маховик в виде пакета скрепленных между собой дисков предусмотрен в конструкции отечественного маховичного погрузчика. Он снабжен гидрообъемным приводом от маховика на исполнительные органы, камера вращения маховика вакуумная, с периодической откачкой воздуха при его раскрутке. Раскрутка производится мощным внешним электродвигателем в течение 5—7 мин. Запас энергии в маховике — 3—4 кВт • ч — достаточен для работы погрузчика в течение 1 ч между подзарядками. При опускании грузов и движении погрузчика на спусках предусмотрена рекуперация энергии. При работах, связанных только с разгрузкой высоко расположенных грузов, подзарядка делается ненужной — погрузчик работает на потенциальной энергии спускаемых грузов. Диаметр маховика — 0,95 м, максимальная частота вращения — 4,8 тыс. об/мин. Для этих же целей разрабатывается проволочный супермаховик с тем же диаметром, но при частоте вращения 7,5 тыс. об/мин. Запас энергии при этом свыше 10 кВт • ч.

В принципе рекуператоры могут быть и без маховиков. Это уже, естественно, не инерционные рекуператоры, но для их работы тоже необходима инерция машины — именно она «загоняет» энергию в рекуператор. Аккумуляторы таких «неинерционных» рекуператоров выполняются в виде упругого звена (но уже без маховиков), либо (еще лучше) в виде баллона с сжатым газом. Надо сказать, что сжатый газ — прекрасный аккумулятор энергии. Газ в баллонах-аккумуляторах обычно сжимают, подкачивая туда масло. Затем это масло, гонимое под большим давлением сжатым газом, крутит гидромашину, приводящую в движение транспортное средство.

Рекуперация энергии при использовании такого гидрогазового аккумулятора происходит следующим образом. Машина под действием инерции движения начинает прокручивать вал обратимой гидромашины, связанной с колесами экипажа. Гидромашина перекачивает масло из бака в нижнюю полость баллона-аккумулятора, сжимая газ в верхней полости. Кинетическая энергия движущейся машины переходит в потенциальную энергию сжимаемого газа, машина останавливается. Для преодоления инерции покоя машины, т. е. ее разгона, масло из баллона под давлением пускается в гидромашину, где приводит вал ее, а следовательно, и колеса машины во вращение. Машина вновь обретает скорость. Такая система использования инерции движения испытывалась на автобусе ЛАЗ. Было сэкономлено около 30% горючего на цикле движения городского автобуса, снижена токсичность выхлопных газов.

Аналогичные системы разрабатываются и за рубежом. Фирма МАН (ФРГ) наметила выпустить 80 двухэтажных автобусов, которые вместо обычных двигателей мощностью 200 л. с. будут снабжены двигателями в 132 л. с., но с гидрогазовым рекуператором. Запас энергии в рекуператоре после торможения — 0,33 кВт • ч. Этой энергии достаточно, чтобы добавить к мощности двигателя еще 100 л. с. в течение 15 с — времени, необходимого для разгона. Только энергией, заключенной в рекуператоре, можно разогнать автобус до 48 км/ч. Работой трансмиссии при торможении, разгоне и в режиме крейсерского движения управляет микро-ЭВМ.

Весьма перспективен заводской и цеховой транспорт, питаемый от маховиков. Особенно эффективно использовать маховичные накопители на робототележках, имеющих, как известно, замкнутый цикл движения с небольшим цикловым пробегом. В настоящее время для автозавода им. Лихачева разрабатываются грузовые маховичные рельсовые тележки грузоподъемностью 25 и 50 тс, а также робототележки для цехов-автоматов, питаемые от маховика.

Надо сказать, что системы использования инерции движения автомобилей весьма перспективны. По прогнозам американских специалистов, к 2000 г. не менее 15% всего автомобильного парка США будет оснащено рекуператорами, несмотря на их сравнительную сложность. (Оснащать ими предполагается не только автомобили, но и электромобили в помощь основному электрическому силовому агрегату.) Это позволит экономить до 80 млн т нефти в год, не говоря уже о сохранении чистоты атмосферы.

И наконец, еще один интересный механизм, который позволяет использовать инерцию вращения сравнительно небольших маховых масс, разработан у нас в стране. Его можно устанавливать, например, на машинах с поворотной платформой (экскаваторы, краны и т. п.), торможение и разгон которых происходит при малых углах поворота.

Если представить себе два маховика, один из которых играет роль инертной маховой массы машины, а другой — маховикаккумулятор, то достаточно эти маховики связать друг с другом шатуном, чтобы получить рекуператор энергии. Шатун укрепляется в подшипниках на кривошипных пальцах при одинаковом радиусе их на обоих маховиках или на других одинаковых кривошипах, связанных с маховиками через привод. Привод целесообразнее всего выполнять с муфтами включения, чтобы иметь возможность по желанию запускать и останавливать рекуператор. Длина шатуна такова, что в положении, когда один кривошип параллелен шатуну, другой образовывает с ним прямой угол.