Наша вики определяет гировоз, как локомотив с механическим аккумулятором энергии (маховиком), предназначенный для транспортирования составов вагонеток по рельсовым путям горизонтальных выработок шахт, опасных по взрыву газа или пыли.
На локомотиве установлен массивный маховик, весом более 1,5 тонн, к которому присоединен с одной стороны вала пневматический двигатель.
При подаче на этот двигатель сжатого воздуха под высоким давлением он начинает раскручивать маховик до скорости порядка 3 тысяч оборотов в минуту.
Таким образом происходит запасание кинетической энергии, эдакий механический инерциальный аккумулятор.
В данном случае мы имеем своего рода гироскоп — быстровращающееся массивное тело, собственно этот факт и отражен в названии локомотива.
1. рама
2. маховик
3. песочная система
4. механизм переключения скоростей
5. двухступенчатый редуктор
6. тормозная система
7. ходовая часть
8. пневматический двигатель
На зарядной станции, расположенной либо на одном конце маршрута, либо же с двух сторон, с помощью подачи на пневмодвигатель сжатого воздуха, нагнетаемого мощным компрессором, происходит раскручивание маховика.
Поскольку используются подобные локомотивы в основном в шахтах горнодобывающих производств, локомотив следует с порожними вагонетками по тоннелю к месту добычи порядка километра, далее вагонетки нагружают и он возвращается назад.
Проделываемый путь, как правило, составляет около двух километров.
После машинист, выбрав соответствующую передачу, начинает движение.
Через фрикционную передачу маховик передает крутящий момент на колеса локомотива, отдавая запасенную энергию.
Недостатком является минимальный запас хода, ограниченное время стоянки, так как маховик все равно будет постепенно останавливаться из-за трения о воздух и в подшипниках, а также гироскопический момент от маховика.
Да и выход из под контроля полуторатонного тела, вращающего с огромной скоростью, не сулит ничего хорошего.
С шахтами и пороховыми складами всё понятно, а были ли попытки создания гировозов для обычной железной дороги?
Впервые гировозами заинтересовались в европейских странах в 1940-е годы.
Их производство было освоено фирмой «Эрликон».
В интернете немного сведений об этом.
Мощность 200 л.с. (150 кВт), оснащён двумя маховиками.
Пишут о 3-х тонном горизонтальном маховике, заключённом в сосуд, заполненный водородом низкого давления.
Вертикально установленный трехфазный электродвигатель был непосредственно соединен с каждым валом маховика.
Электродвигатель питался от бокового источника питания на статических стойках через четырёхконтактный качающийся рычаг, который пневматически выдвигается или убирается водителем, его хорошо видно на фото и на чертеже.
Электричество можно было взять только в то время, когда локомотив стоял рядом с одним из этих столбов.
Каждый маховик работал со скоростью 3000 об / мин при полной «зарядке».
Пишут, что зарядка занимала 2,5 минуты и локомотив мог работать в течение приблизительно 30 минут.
Он весил 34 тонн и имел максимальную скорость 24 км / ч.
Локомотив работал с 1958 года неплохо, но в 1965 году был переоборудован в дизельный вариант.
Также, большие электровозы, например British Rail Class 70 , иногда оснащались маховиками, чтобы перемещать их через промежутки в контактной сети.
Пишут, что их можно было отличить по своеобразному заметному гудящему шуму от тяжелых маховиков.
И перейдём к заглавному фото.
Parry People Movers Ltd. (PPM) - британская компания, производящая лёгкие трамваи и железнодорожные мотрисы, которые используют накопитель энергии маховика (FES) для хранения энергии для тяги.
В PPM вращающийся маховик используется в качестве накопителя кинетической энергии, которая затем используется для питания транспортного средства.
Типичный маховик PPM изготовлен из стали диаметром примерно 1 м и массой 500 кг, предназначенный для вращения с максимальной скоростью 2500 об / мин.
Маховик установлен горизонтально в центре агрегата под сиденьем.
Маховик приводится в движение двигателем внутреннего сгорания или электродвигателем.
Маховик позволяет напрямую улавливать энергию торможения (при замедлении или спуске с уклона) и повторно использовать ее для ускорения (так называемое рекуперативное торможение).
Когда мотриса тормозит, гидростатическая трансмиссия возвращает энергию в маховик.
Пишут о разных модификациях–с одним и с несколькими маховиками.
Вообще, использование маховиков на транспорте было достаточно обширно, например гиробус–троллейбус с автономным ходом.
Моторное отделение гиробуса.
Справа виден трёхфазный двигатель, ниже него — картер маховика.
Интересно, что управлять гиробусом сложно, так как его маховик обладает свойствами гироскопа (стремится сохранять неизменное положение в пространстве).
Недостатки, большой вес — гиробус, предназначенный для перевозки 20 человек на 20 километров, должен иметь маховик массой в 3 тонны.
Вращающийся со скоростью в 3000 оборотов в минуту маховик требует особых мер безопасности (линейная скорость обода маховика достигает 900 километров в час).
И напоследок, есть космические программы, связанные с накоплением энергии в маховике.
Но это уже, скорей всего, не просто маховик, а супермаховик–тема отдельного разговора:).
Автор: Андрей Савченко
