Так назвали появившийся в 50-х годах в Швейцарии маховичный автобус.

Эпоха современных инерционных двигателей для автомобилей начинается с работ швейцарской фирмы «Эрликон» над созданием маховичного автобуса — гиробуса, начало которых относится к 1945 г. В 1953 г. фирмой была выпущена серия в количестве 17 таких гиробусов, которые курсировали в Швейцарии, а также в Африке на трассах протяженностью от 4,5 до 7,7 км (рис. 62).

Рис. 62. Гиробус швейцарской машиностроительной фирмы «Эрликон» в процессе зарядки — раскрутки маховика

При изготовлении образцов этого вида транспорта фирме пришлось решать многие проблемы; основные из них — максимальное уменьшение потерь на трение при вращении маховика, обеспечение высоких динамических показателей гиробуса, а также создание простой и надежной электромеханической передачи между маховиком и ведущими колесами гиробуса.

Эффективным средством уменьшения потерь на трение является помещение маховика в корпус, заполненный водородом, который в 14,4 раза легче воздуха, а коэффициент теплопередачи которого в 1,7 раза больше, чем у воздуха. Уменьшение потерь становится еще более ощутимым, если в корпусе маховика, заполненном водородом, создать предварительный вакуум. Применение водорода не только значительно снижает вентиляционные потери, но также способствует охлаждению отдельных частей электромаховичного агрегата. Расчетная мощность потерь на вращение маховика в такой среде около 1,5 кВт.

Расчеты, а также экспериментальная проверка показали, что устойчивость движения гиробуса будет достаточно высокой, если выдержаны следующие соотношения:

a=8b ; a+b=0.6l ; ab=1.1 j/M

где а и b соответственно расстояния от центра тяжести гиробуса до передней и задней оси; l — длина гиробуса; j — момент инерции подрессорных масс; М — масса подрессорных частей гиробуса.

Такие условия центровки вызваны наличием в конструкции гиробуса массивного электромаховичного агрегата, вызывающего дополнительные нагрузки на подвеску и колеса при колебаниях шасси.

При угловых перемещениях гиробуса и связанного с ним электромаховичного агрегата возникает прецессия — вынужденное движение маховика. В результате появляется дополнительный, так называемый гироскопический момент (см. гл. IV), который, как показали расчеты, может достигнуть 800—900 Нм. Этот момент, а также свободные колебания гиробуса относительно горизонтальной оси могут вызвать значительную нагруженность пружин подвески и подшипников трансмиссии. В связи с этим было установлено, что электромаховичный агрегат необходимо устанавливать на шасси на упругом основании. Такое устройство должно предохранять трансмиссию гиробуса от высоких ударных нагрузок при езде по неровной дороге, а также ограничивать вынужденную прецессию электромаховичного агрегата.

 

Масса гиробуса образца 1953 г. составляла 11 т без нагрузки и 16 т с полной нагрузкой. Он был рассчитан на перевозку

70 пассажиров.

Электромаховичный агрегат (рис. 63) устанавливался в центральной части гиробуса под одним из спаренных сидений.

Рис. 63. Электромаховичный силовой агрегат гиробуса (разрез)

Маховик, установленный на этом гиробусе, имел диаметр 1626 мм и массу 1,5 т. Он был отлит из хромоникельмолибденового сплава и непосредственно соединялся с валом короткозамкнутого электродвигателя. Электромаховичный агрегат был заключен в герметический корпус, заполненный водородом. Давление в корпусе равнялось 7 Н/см2. Конфигурация маховика при минимальной массе и максимально допустимой частоте вращения обеспечила накопление необходимой энергии. В то же время при максимальной частоте вращения (3000 об/мин) напряжения в маховике не превышали 30% предела прочности материала на растяжение. Отношение массы полностью нагруженного гиробуса к массе маховика составляло 10: 1, что, по мнению фирмы, является оптимальным.

Вал собранного электромаховичного агрегата устанавливался в трех подшипниках, один из которых — радиально-упорный служил для восприятия осевых нагрузок. Интенсивная циркуляция водорода в корпусе обеспечивалась вентиляционным напором, создаваемым вращающимся маховиком, а также центробежной крыльчаткой, укрепленной на валу агрегата. Для улучшения охлаждения ротора электродвигателя-генератора, а также облегчения циркуляции водорода через агрегат стержни короткозамкнутого ротора были выполнены полыми. Для уменьшения вентиляционных потерь корпус маховика имел обтекаемую форму, а отношение ширины к диаметру составляло всего 0,0175.

При разгоне маховика до 3000 об/мин накапливаемая им энергия составляла 3,3-107 Дж или 9 кВт-ч. Полное время вращения маховика с 3000 об/мин до остановки (выбег) составляло 12 ч.

Действительные потери в электромаховичном агрегате с учетом потерь на трение в подшипниках были примерно в 3 раза больше потерь, полученных расчетным путем, и составляли 4,5 кВт при 3000 об/мин. Последнее обстоятельство обусловлено тем, что в расчетах рассматривались только потери при вращении маховика — диска. При этом не были учтены потери, вызванные вращением ротора генератора и сложной конфигурацией маховика.

Электроагрегаты гиробуса питались от городской сети трех-фазного тока напряжением 500 В с частотой 50 Гц. Ночью на стоянке установка заряжалась от трехфазного тока напряжением 220 В, причем частоту вращения маховика можно было доводить от 0 до 2500 об/мин за 25 мин. Окончательная зарядка и доведение частоты вращения маховика до 2900—2950 об/мин, производились у первого пункта питания на маршрутной линии.

При подаче тока от электродвигателя-генератора на тяговые двигатели гиробуса его обмотка возбуждения питалась от конденсаторов.

Для уменьшения скорости и остановки гиробуса использовалось рекуперативное торможение, позволяющее увеличивать интервал между зарядками, а также значительно уменьшать износ тормозов.

Когда гиробус подходил к пункту питания для зарядки, его подвижные токоприемники при помощи пневматического устройства поднимались для соприкосновения с питающими контактами мачты. Одновременно выдвигались два вспомогательных контакта, которые заземляли электрооборудование гиробуса и включали основной электромагнитный выключатель питания (рис. 62).

Стоимость каждого пункта зарядки даже при наличии понижающего трансформатора составляла всего 20% стоимости 1 км воздушной контактной сети троллейбуса. Указанное обстоятельство, а также небольшие затраты при эксплуатации и ремонте гиробуса являются основными преимуществами этого вида транспорта, несмотря на то, что первоначальные затраты на производство гиробуса больше, чем на производство троллейбуса таких же размеров. Суммарный к. п. д. гиробуса составлял 50%.

Электромаховичный агрегат «Электрогиро» был применен также на маневровом гиролокомотиве, построенном фирмой «Зрликон» (Швейцария) совместно с английской фирмой «Сентинель». В этом гиролокомотиве массой 34 т были применены два агрегата «Электрогиро», обеспечивающие пробег до 40 км.. Управление и принцип работы гиролокомотива близки к таковым на гиробусе. Этот гиролокомотив, конечно, не является взрыво-безопасным из-за наличия электропривода.

В самое последнее время ряд стран (США, ФРГ, Австрия) приступили к проектированию и постройке новых гиробусов, гораздо более перспективных, чем швейцарский.

Оказывается, маховичный автобус отлично проявляет себя в союзе с троллейбусом.