CC BY
39
УДК 629.113.001
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ КОЛЕСА АВТОМОБИЛЯ ПО РОЛИКАМ СТЕНДА
А.В.Бойко1, А.И.Федотов2, Д.Цогт3
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Приведены результаты экспериментальных исследований сил сопротивления качению колеса в ведомом режиме, а также коэффициента сопротивления качению колеса, измеренных как в дорожных, так и в стендовых условиях. Установлено, что величина коэффициента сопротивления качению колеса с эластичной шиной по одному беговому барабану существенно отличается от коэффициента сопротивления качению по двум беговым барабанам.
Ил. 8. Табл. 6. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: радиус качения в ведомом режиме; циркуляция мощности в замкнутом контуре; диагностика; сила сопротивления качению; коэффициент сопротивления качению; стенд с беговыми барабанами.
EXPERIMENTAL STUDY OF DRAG FORCES OF THE AUTOMOBILE WHEEL ROLLING ON TEST BED ROLLERS A.V. Boiko, A. I. Fedotov, D. Tsogt
National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article presents the results of experimental studies of drag forces of the wheel rolling in a driven mode, as well as the wheel rolling resistance coefficient, measured both in road and test bed conditions. It is determined that the value of the rolling resistance coefficient of a wheel with an elastic tire on one chassis dynamometer is significantly different from the rolling resistance coefficient on two chassis dynamometers. 8 figures. 6 tables. 4 sources.
Key words: rolling radius in a driven mode; power circulation in a closed circuit; diagnosis; rolling drag force; rolling resistance coefficient; chassis dynamometer test bed.
Контроль технического состояния тормозной системы автотранспортного средства (АТС) является одним из наиболее важных аспектов обеспечения его активной безопасности. Он выполняется на силовых тормозных стендах с беговыми барабанами. Как показывают исследования [1], силовые стенды не всегда достоверно и объективно оценивают техническое состояние тормозной системы АТС, поскольку механика взаимодействия шины с опорной поверхностью дороги значительно отличается от механики её взаимодействия с роликами диагностического стенда [2,4]. Процесс взаимодействия автомобильной эластичной шины с опорной поверхностью беговых барабанов диагностических стендов изучен слабо. В этом направлении необходимы дополнительные исследования. При качении колеса по роликам стенда образуется замкнутый контур, в котором может циркулировать поток мощности. Контур составляют: опорные ролики, связывающая их между собой цепная передача и, конечно, шина (рис. 1). Циркуляция мощности возникает от кинематического рассогласования [3], вызванного тем, что силовые радиусы качения колеса (радиусы каче-
ния колеса в ведомом режиме) по переднему и заднему роликам не равны, а опорные ролики стенда не могут вращаться с разными угловыми скоростями, поскольку связаны между собой цепной передачей.
Экспериментальные исследования радиусов качения колеса с эластичной шиной выполнялись на диагностическом стенде модели СТМ-3500. В ходе эксперимента определяли силу и величину коэффициента сопротивления качению колеса, катящегося по роликам стенда в ведомом режиме, и варьировали положение колеса относительно переднего и заднего роликов. Положение колеса относительно роликов стенда изменяли посредством взаимного смещения их осей на величину А (рис. 1).
Эксперименты проводились на автомобиле TOYOTA COROLLA с шинами марки Amtel T301 R14 175/70 86 H, допускающими максимальную нагрузку до 5199 Н. Давление в шинах устанавливали на уровне 0,19; 0,12 и 0,08 МПа. Пониженное давление устанавливали для получения наибольшего кинематического рассогласования [3].
Экспериментальные исследования силы сопро-
1 Бойко Александр Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильного транспорта, тел.: 89149293650, e-mail: [email protected]
Boiko Alexander, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile Transport, tel.: 89149293650, e-mail: [email protected]
2Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры автомобильного транспорта, тел.: (3952) 405853, e-mail: [email protected]
Fedotov Alexander, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Automobile Transport, tel.: (3952) 405853, e-mail: [email protected]
3Цогт Доржсурэн, магистрант, тел.: 89025762175, e-mail: [email protected] Tsogt Dorzhsuren, Undergraduate, tel.: 89025762175, e-mail: [email protected]
I ami
Транспорт
Рис.1. Замкнутый контур в тормозном стенде с беговыми барабанами
тивления качению колеса в ведомом режиме проводили, как показано на рис. 2. К блоку усилителя стенда СТМ-3500 подсоединяли провод для получения сигнала от датчика тормозного момента, расположенного под рычагом балансирного мотор-редуктора. Этот сигнал поступал через АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) в компьютер. После программной обработки сигнал выводился на экран монитора.
Полученные результаты экспериментальных исследований зависимости силы сопротивления качению колеса от нагрузки представлены на рис. 3. Установлены их функциональные зависимости от величины нагрузки на колесо и места расположения колеса по отношению к опорным роликам стенда.
FK = A ■ GK
+ В ■ О/ + С ■ Ок + Б, (1) где А, В,0,0 - коэффициенты.
Для аппроксимации экспериментальных зависимостей, изображенных на рис. 3, при помощи полинома (1) были установлены коэффициенты А, В, С и О, позволяющие выполнять расчеты силы сопротивления качению колеса в ведомом режиме в зависимости от величины нагрузки Gk, приходящейся на колесо. Численные значения коэффициентов полинома приведены в табл. 1.
400
350
300
250
« щ
а
я a
g Ь 200
я я
а и
- a-
Э I 110
100
50
3 *
И" t, ^^^ * 1
4
Г
2400 2SOO 3200 3600 4000 Нагрузка на правом колес? Се, II
4400
Рис. 3. График изменения силы сопротивления качению колеса от величины нормальной нагрузки (давление в шине 0,19 МПа): 1 - расположение колеса на одном ролике; 2 - расположение колеса в центре между роликами; 3 - расположение колеса с наездом на передний ролик; 4 - качение колеса по дороге (ровный асфальтобетон)
Таблица 1
Коэффициенты полинома (1) для расчета силы сопротивления качению колеса
(давление в шине 0,19 МПа)
Рис.2. Общий вид установки автомобильного колеса на опорные ролики стенда СТМ-3500
Полученные зависимости (рис. 3) были аппроксимированы полиномом вида
Расположение автомобильного колеса Коэффициенты полинома Достоверность аппроксимации
А В С D R2
На одном ролике стенда -1,58-10"6 1,51-10-4 -0,413 509,41 0,971
По центру между роликами стенда -4,28-10"10 -2,4210-5 -0,282 -371,4 0,982
С наездом на ролик стенда -1,11-10-8 1,1210-4 -0,295 436,78 0,994
На дороге (ровный асфальтобетон) -1,44-10-8 1,4910-4 -0,482 532,6 0,988
Из рис. 3 видно, что сила сопротивления качению колеса по одному ролику (график 1) в 4,4 раза больше по сравнению с силой сопротивления качению колеса по дороге. Сила сопротивления качению колеса, расположенного в центре между роликами (график 2), больше в 4,2 раза. Сила сопротивления качению колеса, расположенного на одном из роликов (график 3), в 5,7 раза больше силы сопротивления качению колеса по дороге. Необходимо отметить, что сила сопротивления качению колеса по одному ролику в 1,4 раза меньше, чем по двум кинематически связанным между собой роликам стенда.
Результаты экспериментальных исследований силы сопротивления качению колеса в зависимости от нагрузки представлены на рис. 4 (давление в шине 0,12 МПа).
Полученные зависимости (рис. 4) были аппроксимированы полиномом вида
^ = А ■ Ок3 + В ■ Ок2 + С ■ Ок + Б, (2) где А, В,C,D - коэффициенты полинома.
Для аппроксимации экспериментальных зависимостей, изображенных на рис. 4, при помощи полинома (2) были установлены коэффициенты А, В, С и D, позволяющие выполнять расчеты силы сопротивления качению колеса в ведомом режиме в зависимости от величины нагрузки Gk, приходящейся на колесо. Численные значения коэффициентов полинома приведены в табл. 2.
Из рис. 4 видно (график 1), что сила сопротивления качению колеса по одному ролику в 3,6 раза больше силы сопротивления качению колеса по дороге. Сила сопротивления качению колеса, расположенного в центре между роликами (график 2), больше в 3,3 раза. Сила сопротивления качению колеса, расположенного с наездом на один из роликов (график 3), в 4,5 раз больше силы сопротивления качению колеса по дороге. Сила сопротивления качению колеса на одном ролике в 1,1 раза меньше силы сопротивления качению колеса на двух роликах стенда.
Результаты экспериментальных исследований зависимостей силы сопротивления качению от нагрузки на колесо представлены на рис. 5 (давление в шине 0,08 МПа).
Полученные зависимости (рис. 5) были аппроксимированы полиномом вида
ЕК = А ■ Ок3 + В ■ ОК' + С ■ ОК + Б, (3) где А, В^^ - коэффициенты полинома.
430
_ зге
3
х
н
£ 330 ъ
м
4 я 280
230
130 80
30 2400
3
\1
1
2800 3200 3600 4000 Нагружи на правом колесе Се, Н
4400
Рис. 4. График изменения силы сопротивления качению колеса от величины нормальной нагрузки (давление в шине 0,12 МПа): 1 - расположение колеса на одном ролике; 2 - расположение колеса в центре между роликами; 3- расположение колеса с наездом на передний ролик; 4 - качение колеса по дороге (ровный асфальтобетон)
г ®
в
К И
§ я ? %
§
V1
6 00
* ^
3
1
200
100 .10
гт ¡т зт гт 4<т ит Нагрузка на правом колесе Се, Н
Рис. 5. График изменения силы сопротивления качению колеса от величины нормальной нагрузки (давление в шине 0,08 МПа): 1 - расположение колеса на одном ролике; 2 - расположение колеса в центре между роликами; 3- расположение колеса с наездом на передний ролик; 4 - качение колеса по дороге (ровный асфальтобетон)
Коэффициенты полинома (2) для расчета силы сопротивления качению колеса
(давление в шине 0,12 МПа)
Таблица 2
Расположение автомобильного колеса Коэффициенты полинома Достоверность аппроксимации
А В С D Р2
На одном ролике стенда -3,25-10-8 3,6510-4 -1,242 1543 0,957
По центру между роликами стенда 3,9410-8 -4,46 10-4 1,748 -1979 0,977
С наездом на ролик стенда -1,1610-8 1,0510-4 -0,224 335,1 0,989
На дороге (ровный асфальтобетон) 3,5010-10 3,6310-6 0,036 -14,29 0,998
Для аппроксимации экспериментальных зависимостей, изображенных на рис. 5, при помощи полинома (2) были установлены коэффициенты А, В, С и О, позволяющие выполнять расчеты силы сопротивления качению колеса в ведомом режиме в зависимости от величины нагрузки Gk, приходящейся на колесо. Численные значения коэффициентов полинома приведены в табл. 3.
Из рис. 5 (график 1) видно, что сила сопротивления качению колеса по одному ролику в 2,2 раза больше силы сопротивления качению колеса по дороге (график 4). Сила сопротивления качению колеса с расположением колеса по центру между роликами (график 2) в 2,4 раза больше (график 4). Сила сопротивления качению колеса, расположенного с наездом на один из роликов (график 3), в 3,1 раза больше силы сопротивления качению колеса по дороге. Сила сопротивления качению колеса по одному ролику в 1,2 раза меньше силы сопротивления качению колеса по двум роликам стенда.
Следующим этапом исследования было определение зависимости коэффициента сопротивления качению колеса (в ведомом режиме) по опорным ро-
Таблица3
Коэффициенты полинома (3) для расчета силы сопротивления качению колеса _(давление в шине 0,08 МПа)_
Расположение автомобильного колеса Коэффициенты полинома Достоверность аппроксимации
А В С О
На одном ролике стенда 3,6610-9 -3,7210-5 0,244 -221,6 0,994
По центру между роликами стенда -7,38-10-8 7,4810-4 -2,319 2515,7 0,987
С наездом на ролик стенда -1,0210-7 1,02-10-3 -3,214 3505 0,985
На дороге (ровный асфальтобетон) 5,1010-11 -9,4210-6 0,099 -94,24 0,976
0,11
£ и
и л Ё -
| 2
А и А 11
П §
С &
а
3*
66
04
62
3 2 1 ^ ■
+ •
-»—ч
\1
4 ■
4«- --Т~ 1
2460
4406
2Ш 12&0 3 600 4600 Шгружа на колесо С^, Н Рис. 6. График зависимости изменения коэффициента сопротивления качению от нагрузки на колесо (давление в шине 0,19 МПа): 1 - расположение колеса на одном ролике; 2 - расположение колеса в центре между роликами; 3 - расположение колеса с наездом на передний ролик; 4 - качение колеса по дороге (ровный асфальтобетон)
ликам стенда от величины нагрузки Gk, приходящейся на колесо. Результаты экспериментальных исследований подставляли в формулу (4) для нахождения коэффициента сопротивления качению колеса:
/
К
к
к
О
(4)
к
Установленные функциональные представлены на рис. 6.
зависимости
Полученные зависимости (рис. 6) были аппроксимированы полиномом вида
/к = А ■ О* + В ■ Ок2 + С ■ Ок + Б (5)
где А, В,0,0 - коэффициенты.
Для аппроксимации экспериментальных зависимостей, изображенных на рис. 6, при помощи полинома (5) были установлены коэффициенты А, В, С и О, позволяющие выполнить расчеты коэффициента сопротивления качению колеса в зависимости от величины нагрузки Gk. Численные значения коэффициентов полинома приведены в табл. 4.
Таблица4
Коэффициенты полинома (5) для расчета коэффициента сопротивления качению колеса
Расположение автомобильного колеса Коэффициенты полинома Достоверность аппроксимации
А В С О Р?
На одном ролике стенда -4,410-12 4,3-10-8 -0,0001 0,221 0,621
По центру между роликами стенда 44-10"12 -5,610-8 0,0002 -0,226 0,773
С наездом на ролик стенда -5-10"12 5,2-10"8 -0,0001 0,311 0,948
На дороге (ровный асфальтобетон) 0 0 3,110-6 0,007 0,763
I ami
Транспорт
На рис. 6 видно (график 4), что величина коэффициента сопротивления качению на ровной поверхности дороги при увеличении нагрузки на колесо в диапазоне от 2400 до 4400 Н плавно увеличивается от 0,016 до 0,021.
Величина коэффициента сопротивления качению колеса, расположенного на одном ролике стенда (график 1), в начале графика в 4,4 раза больше величин коэффициента при качении колеса по дороге. Величина коэффициента сопротивления качению колеса (график 2), расположенного по центру между роликами стенда, в 3,2 раза больше по сравнению с графиком 4. При нагружении колеса коэффициент сопротивления качению увеличивается. При расположении колеса с наездом на один из роликов стенда (график 3) величина коэффициента сопротивления качению в 5,1 раза больше при нагрузке на колесо 2400 Н.
При нагрузке на колесо 4400 Н значения коэффициента сопротивления качению (график 1) в 3 раза больше по сравнению со значениями на графике 4. Величина коэффициента сопротивления качению (график 2) в 3,4 раза больше по сравнению с графиком 4. Величина коэффициента сопротивления качению (график 3) в 2,9 раза больше по сравнению со значениями (график 4) коэффициента сопротивления качению колеса, полученными в дорожных условиях. Необходимо отметить, что коэффициент сопротивления качению колеса на одном ролике в 1,3 меньше, чем на двух роликах стенда.
На следующем этапе были получены результаты исследования коэффициента сопротивления качению колеса на стенде при давлении в шине Р=0,12 МПа, которые представлены на рис. 7.
Из рис. 7 видно, что с уменьшением давления в шине коэффициент сопротивления качению колеса увеличивается (график 4). Коэффициент сопротивления качению колеса по дороге при увеличении нагрузки на колесо в диапазоне от 2400 до 4400 Н фактически не меняется и составляет 0,025.
Коэффициент сопротивления качению колеса (график 1), расположенного на одном ролике, в 3,3 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4. Коэффициент сопротивления качению колеса, расположенного в центре между роликами (график 2), в 2,4 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4. Коэффициент сопротивления качению колеса, располо-
женного с наездом на один из роликов (график 3), в 4,3 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4 при нагрузке 2400 Н (рис.7).
0,12
s
ъ
К И
м
ег и а в
■ts
Г» л£
я н
0,1
0,96
£ 0,02
! 1' I 3 —i_
'\2 I i
4 1 \ь
4
*-Г
2400
4400
2S06 3200 3600 4000
Нагрузка на колесо Gk, Н Рис. 7. График зависимости изменения коэффициента сопротивления качению колеса от нагрузки (давление
в шине 0,12 МПа): 1- расположение колеса на одном ролике; 2 - расположение колеса в центре между роликами; 3 - расположение колеса с наездом на передний ролик; 4 - качение колеса по дороге (ровный асфальтобетон)
При нагрузке 4400 Н (график 1) коэффициент сопротивления качению колеса, расположенного на одном ролике, в 3,5 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4. Коэффициент сопротивления качению колеса (график 2), расположенного в центре между роликами, в 3,9 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4. Коэффициент сопротивления качению колеса с наездом на один из роликов (график 3) в 4,1 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4 (рис.7).
Коэффициент сопротивления качению колеса при давлении в шине Р=0,12 МПа на 17% больше по сравнению с коэффициентом сопротивления качению колеса при давлении в шине Р=0,19 МПа.
Значение коэффициента сопротивления качению колеса по одному ролику в 1,38 раз меньше, чем по двум роликам стенда (рис.7).
Таблица 5
Коэффициенты полинома (6) для расчета величины коэффициента сопротивления качению колеса
(давление в шине 0,12 МПа)
Расположение автомобильного колеса Коэффициенты полинома Достоверность аппроксимации
А В С D R2
На одном ролике стенда 1,2-10-11 1,310-7 -0,0004 0,628 0,590
По центру между роликами стенда 1,9-10-11 -2,110-7 0,0007 0,795 0,785
С наездом на ролик стенда -3,710-12 3,6-10"8 -0,0001 0,243 0,863
На дороге (ровный асфальтобетон) 0 0 5,2-10-7 0,023 0,870
На следующем этапе были проведены исследования коэффициента сопротивления качению колеса на стенде при давлении в шине Р=0,08 МПа (рис. 8). Полученные зависимости были аппроксимированы полиномом вида
/к = А • Ок3 + В • Ок2 + С • Ок + Б, (7) где А, В,0,0 - коэффициенты полинома.
Для аппроксимации экспериментальных зависимостей, изображенных на рис. 8, при помощи полинома (7) были установлены коэффициенты А, В, С и О, которые позволяют выполнять расчеты коэффициента сопротивления качению колеса в зависимости от величины нагрузки Gk, приходящейся на колесо. Численные значения коэффициентов полинома приведены в табл. 6.
Из рис. 8 видно, что с уменьшением давления в шине коэффициент сопротивления качению колеса увеличивается. Коэффициент сопротивления качению колеса на дороге (график 4) при увеличении нагрузки на колесо в диапазоне от 2400 до 4400 Н увеличивается от 0,036 до 0,044.
ложенного на одном ролике, по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4 в 2,3 раза больше. Коэффициент сопротивления качению колеса, расположенного в центре между роликами (график 2), в 2 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4. Коэффициент сопротивления качению колеса с наездом на один из роликов стенда (график 3) в 2,7 больше раза по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4.
При нагрузке 4400 Н (рис.8, график 1) значения коэффициента сопротивления качению колеса, расположенного на одном ролике, по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4 больше в 2,5 раза. Значения коэффициента сопротивления качению колеса, расположенного в центре между роликами (график 2), в 2,5 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4. Значения коэффициента сопротивления качению колеса с наездом на один из двух роликов (график 3) в 2,4 раза больше по сравнению со значениями этого коэффициента на графике 4.
Коэффициент сопротивления качению колеса при давлении в шине Р=0,08 МПа на 22% больше по сравнению с коэффициентом сопротивления качению колеса при давлении в шине Р=0,19 МПа.
Не менее интересно и то, что коэффициент сопротивления качению колеса на одном ролике в 1,42 меньше, чем на двух кинематически связанных между собой роликах стенда (рис.8).
Результаты выполненного экспериментального исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. При нагрузке на колесо 2400 Н сила сопротивления его качению по роликам стенда в 4-5 раз больше по сравнению с силой сопротивления качению по ровной асфальтобетонной дороге. При нагрузке 4400 Н она больше в 3-4 раза.
2. Сила сопротивления качению колеса по одному ролику может быть в 1,4 раза меньше, чем на двух кинематически связанных между собой роликах стенда, т.е. циркуляция мощности приводит к значительному увеличению силы сопротивления качению.
3. При нагрузке 2450 Н коэффициент сопротивления качению колеса по роликам стенда в 3-5 раз больше коэффициента сопротивления качению колеса по ровной асфальтобетонной дороге. При нагрузке на колесо 4400 Н он больше в 2-3 раза.
4. Коэффициент сопротивления качению колеса на одном ролике в 1,4 раза меньше, чем на двух кинематически связанных между собой роликах стенда.
Таблица 6
Коэффициенты полинома (7) для расчета величины коэффициента сопротивления качению колеса
0,14
^ 0,12
В - 0,08
И н
0,04
3 1 • 1
1 2 ! I—
"ХТ
4 i
*-г ——X
Нагручка на колесо Ск, Н
Рис. 8. График зависимости изменения коэффициента сопротивления качению колеса от нагрузки при давлении в шине 0,08 МПа: 1 - расположение колеса на одном ролике; 2 - расположение колеса в центре между роликами; 3 - расположение колеса с наездом на передний ролик; 4 - качение колеса по дороге (ровный асфальтобетон)
При нагрузке 2400 Н (рис.8, график 1) значения коэффициента сопротивления качению колеса, распо-
Расположение автомобильного колеса Коэффициенты полинома Достоверность аппроксимации
А В С О #
На одном ролике стенда -2,410-12 -2,710-8 0,0001 0,051 0,907
По центру между роликами стенда -2,0-10"11 2,0-10-/ -0,0006 0,759 0,910
С наездом на ролик стенда -3,010-11 3,0-10"' -0,001 1,146 0,800
На дороге (ровный асфальтобетон) 0 0 4,41 • 10-6 0,024 0,833
lui
Транспорт
Библиографический список
1. Кулько П.А., Ушаков К.В. Государственный технический осмотр. Проблемы и решения // Автотранспортное предприятие №9. Сентябрь 2005. С.15-19.
2. Серов А.В. Стенды для контроля технического состояния и обкатки лесотранспортных машин. М.: Лесная промышленность, 1969. 168 с.
3. Федотов А.И., Бойко А.В. и др. Экспериментальное исследование радиуса качения колеса в ведомом режиме на
опорных роликах диагностических стендов // Материалы II Международной научно-практической конференции. Иркутск, 2009. С. 217-225.
4. Федотов А.И., Бойко А.В. и др. Экспериментальное исследование параметров, характеризующих взаимодействие автомобильного колеса с опорными роликами диагностических // Вестник ИрГТУ. 2009. Вып.4. С. 72-77.
УДК 629.423.1
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
1 9
Д.В.Коноваленко1, А.В.Кочетков2
Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15.
Обоснована необходимость внедрения в технологические процессы ремонта новых принципов, методов и средств сушки увлажненной изоляции обмоток тяговых электрических машин (ТЭМ) с целью повышения их эксплуатационной надежности и поддержания сопротивления изоляции в допустимых для эксплуатации пределах. Проведен сравнительный анализ применения трубчатых электронагревателей (ТЭНов) и композиционных материалов при организации и проведении процесса сушки увлажненной изоляции обмоток электрических машин. Ил. 4. Табл. 1. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: увлажненная изоляция; тяговые электрические машины; трубчатый электронагреватель; многоэлектродный композиционный электрообогреватель; сушка увлажненной изоляции ТЭМ.
APPLICATION OF COMPOSITE MATERIALS FOR ELECTRIC MOTOR INSULATION DRYING D.V. Konovalenko, A.V. Kochetkov
Irkutsk State University of Railway Engineering, 15, Chernyshevsky St., Irkutsk, 664074.
The authors prove the necessity to introduce new principles, methods and facilities of drying the wet insulation of traction electrical machine windings into technological processes of repair in order to improve their operational reliability and maintain insulation resistance within limits acceptable for operation. A comparative analysis of the use of tubular electrical heaters and composite materials for the organization and carrying out of drying of wet insulation of electrical machine windings is performed. 4 figures. 1 table. 4 sources.
Key words: wet insulation; traction electrical machines; tubular electrical heater; multielectrode composite electrical heater; traction electrical machine wet insulation drying.
Изоляция является наиболее уязвимым элементом тяговой электрической машины (ТЭМ). Статистические данные по надежности узлов и деталей оборудования электровозов в условиях эксплуатации их за последние пять лет на ВСЖД показывают, что большая доля отказов приходится на тяговые электрические машины. На основании исследований надежности ТЭМ [1,2] было установлено, что 75-85% двигателей выходит из строя по причине пробоя изоляции в осенне-зимне-весенний период, т.е. когда происходит интенсивное увлажнение изоляции обмоток ТЭМ и снижение ее диэлектрической прочности. В связи с этим возникает потребность внедрения в технологические процессы ремонта новых принципов, методов и средств сушки увлажненной изоляции обмоток тяго-
вых электрических машин с целью повышения качества ремонта ТЭМ [3].
Изоляция ТЭМ имеет сравнительно небольшую механическую прочность [4] в процессе работы под воздействием воздуха, влаги, колебаний температуры и электромагнитных сил. При работе изоляция ТЭМ подвергается механическому, химическому и тепловому износу, расслаивается, теряет эластичность и электрическую прочность. Наибольшую опасность для изоляции представляет увлажнение, т.к. оно приводит к снижению омического сопротивления и соответственно к невозможности дальнейшей эксплуатации тяговых двигателей. Увлажнение происходит при конденсации влаги на холодных обмотках двигателей при соприкосновении с ними теплого окружающего воздуха.
1Коноваленко Даниил Викторович, кандидат технических наук, доцент, заместитель заведующего кафедрой электроподвижного состава, тел.: 89025686635,e-mail: [email protected]
Konovalenko Daniil, Candidate of technical sciences, Associate Professor, Deputy Head of the Department of Electric Rolling Stock, tel.: 89025686635, e-mail: [email protected]
2Кочетков Алексей Валерьевич, аспирант, старший лаборант, тел.: 89501285798, e-mail: [email protected] Kochetkov Aleksei, Postgraduate, Senior Laboratory Assistant, tel.: 89501285798, e-mail: [email protected]
