Малотонажный тягач

 

Электрические погрузчики

Излишне говорить о важном значении автопогрузчиков в современной  транспортировке грузов. По мере развития промышленности их диапазон применения расширяется, например, в областях изготовления, транспорта, складов, а также пищевых  продуктов, замораживания, холодильных  складов, электроснабжения, атомной  энергии и в других областях.

По мере расширения рабочего диапазона, постепенно усиливаются требования к улучшению рабочих условий, например по отношению, к шумам, вибрациям, выхлопным газам, запаху, взрывчатым газовым парам, применению сверхнизкой температуры и другим, не только с точки зрения безопасности и гигиены труда, но и с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. Однако все больше и больше увеличиваются требования к экономии энергии и природных ресурсов. В связи с этим важной задачей стало решение проблемы "Как сократить расходы и издержки транспортировки".

В ответ на это, в последнее время  увеличивается интерес к автопогрузчикам  аккумуляторного типа (далее их называют аккумуляторными автопогрузчиками), а количество их применения имеет  тенденцию к увеличению по сравнению  с бензиновыми и дизельными автопогрузчиками. Аккумуляторные автопогрузчики особенно обладают преимуществами с точки  зрения экономичности, рабочих условий, безопасности и гигиены труда, а  также и с других точек зрения.

Объекты данной группы отвечают всем поставленным задачам и целям проекта, но при анализе формообразования была выявлена проблема, заключающаяся в однообразности формы. Это говорит о том, что при проектировании данного рода техники автопризводители делают упор не на эстетические качества объекта, а на его эксплуатационные характеристики. Отсюда следует вывод, что при проектировании необходимо ставить этот фактор на первое место. Но так как данный объект разрабатывается в целях поддержки отечественного производителя, необходимо наделить его отличительной чертой посредством оригинального формообразования (Дополнение1).

 

Дизельные тягачи

Выхлопные газы бензинового автопогрузчика включают в себя углекислый газ СО2, угарный газ СО, углеводород НС, оксид азота -NO2, оксид-серы SO4 и другие вредные газы. В особенности вреден угарный газ и может оказать  неблагоприятное влияние на человека, а в зависимости от концентрации он может привести к смерти.

В случае, когда бензиновый автопогрузчик  используется в помещении, например, на складе, выхлопные газы и запах  накапливаются в помещении и  воздух загрязняется. Поэтому в случае, когда автопогрузчик данного  типа используется внутри помещения, по Правилам безопасности и гигиены. Часть 3 Правила гигиены требуют производить  периодическую вентиляцию. Кроме  того, выпуском газа поднимается пыль, что может привести к загрязнению  окружающей среды.

По анализу выхлопных газов  дизельного двигателя, известен тот  факт, что среди 1000 л газа содержится, как правило, 0,2-0,3 л угарного газа (анализ, проведенный в научно-исследовательском  институте по труду). Следовательно, если четырехтактный дизельный двигатель  с рабочим объемом 3000 см³ работает со скоростью 1500 об/мин, объем выхлопных газов, 4500 л, и в нем 0,9-1,35 л угарного газа. В течение одного часа он выпускается в объеме 54 - 81 л, и в течение 8ч, - 430 - 650 л. Если это происходит в помещении, то предполагается, что концентрация достигает довольно высокой степени.

В формообразовании данной группы также как и в  первом случае прослеживается однообразность формы у разных производителей.

 

Мопед Vespa

Vespa — культовый итальянский мотороллер. Первая Vespa появилась в 1946 году. Была спроектирована авиационным инженером Коррадино Де Асканио по заказу Энрике Пьяджио (Piaggio). Машина была спроектирована с чистого листа без оглядки на традиционные мотоциклы. В основе стояли иные, авиационные, принципы. А именно: совмещение функций и отказ от всего лишнего. Характерная особенность этой модели — безрамная конструкция.

"Веспа" - простое по строению транспортное  средство. Корпус скутера является рамой, изготовленный из спрессованного металла. Скутер включает в себя хорошо сбалансированную конструкцию при определенном весе. В этом заключается одно из отличий от мотоциклов, которые изготовлены из спаянных между собой рам, сваренных из металла в виде труб. Двигатель по стандарту устанавливается в задней части скутера (за исключением некоторых новых моделей, где двигатель находится спереди) под или за водительским сидением. Он скрыт в внутри корпуса скутера. У большинства скутеров двигатели сосредоточены в задней части для более простой связи с задней осью, т.к. на большинстве скутерах задний привод. Это освобождает от лишних ремней, цепей т.д., что делает скутер в целом намного проще. На первых "Веспах" использовались двухтактные двигатели, но на сегодняшний день почти все скутеры оснащены четырехтактными двигателями, что делает их менее требовательными к топливу.

В отличии  от других двухколесных транспортных средств, водитель скутера сидит  как бы на уютной табуретке, ноги которого непосредственно перед водителем, защищенные передней панелью от дорожной грязи. Это дает возможность управлению скутером женщинам, носящих платья или юбки (на момент проектирования "Веспы" - это был одним из важных моментов). Свободное место  спереди также используется для  перевозки грузов (Дополнение 3).

Частью  дизайна оригинальной "Веспы" была цель создать скутер удобный  в использовании - сзади крепилось  запасное колесо. Но на большинстве  современных скутерах нет запасного  колеса. Большинство из них проектируются  таким образом, что колесо крепится к раме только с одной стороны  как у автомобиля, в отличии  от мотоциклов, где колесо находится между двумя держателями вилки, что усложняет замену колеса. По стандарту на скутерах установлены 8-12 дюймовые колеса (Дополнение 3).

Vespa - это  не просто скутер. Это одна  из величайших икон итальянского  стиля и элегантности. И 17 миллионов  выпущенных скутеров сделали  эту марку всемирно известной.  К тому же, Vespa - не просто феномен  коммерческого успеха, этот скутер  сыграл значительную социальную роль. В годы "Dolce Vita" слово "Vespa" стало синонимом слова "скутер", журналисты иностранных изданий описывали Италию как "страну Vespa", к тому же, значительную роль, которую играла Vespa в итальянском обществе, отражают десятки фильмов, в которых появляется этот знаменитый скутер. Особенно поражает способность Vespa продолжать существовать от поколения к поколению, едва меняя свой внешний облик. Первый скутер Vespa пропагандировал мобильность для каждого. Затем он стал двухколесником периода экономического бума. Во времена 60-х и 70-х годов он стал символом революционных идей того времени. Рекламные кампании, такие, как "He Who Vespas, eats the apple", а также фильмы, например, Quadrophenia, символизируют целые эпохи нашей истории. За более, чем пятьдесят лет Vespa очаровала миллионы людей и дала миру незаменимый символ итальянского стиля и средство личного транспорта, которое стало синонимом свободы [21].

Выводом к данному разделу может служить  решение кардинальной смены образа тягача с использованием формообразования другого вида транспорта. Таким прототипом формы стал мопед ВЕСПА.

1. 3 Питание транспорта

 

 

Никель-железные аккумуляторы (ТНЖ) и аккумуляторные батареи выпускются в виде призматической формы. Конструктивно аккумулятор состоит из блока разноименных электродов (оксидно-никелевого и железного), разделенных сепараторами. Одноименные электроды прочно связаны между собой механическим соединением токоведущих ушек срез болтовое соединение или приваркой загнутых ушек электродов к токоведущему мосту. Каждый мост снабжен общим борном, который через крышку аккумулятора выводится наружу и служит для соединения аккумуляторов в последовательную или параллельную цепь при помощи металлических токоведущих планок (перемычке). Блок электродов помещен в бак с крышкой и перед проверкой или эксплуатацией заливается натриевой или калиевой щелочью. В крышке аккумулятора имеется вентиляционная клапанная пробка, которая служит для заливки электролита, доливки воды и выпуска газов, образующихся в процессе электрохимических реакций в аккумуляторе. В связи с тем, что на заряженном железном электроде постоянно идет процесс саморазряда с выделением водорода, а в процессе заряда практически с самого начала выделяется водород, герметизация никель-железного аккумулятора невозможна. Поэтому никель-железный аккумулятор может эксплуатироваться только с клапанной пробкой, особенно в режиме с глубиной разряда 100% при циклировании заряд-разряд [14].

Номинальное напряжение никель-железного  аккумулятора независимо от назначения равно 1.2В. Номинальная емкость в  ампер-часах - это емкость аккумулятора (батареи), полученная при его разряде  током, составлящими 0.2 от номинальной  емкости до напряжения не ниже 1.0В.

Общие технические условия для  никель-железных аккумуляторов отражены в ГОСТ 26500-85 "Аккумуляторы щелочные никель-железные тяговые. Общие технические  условия", который распространяется на аккумуляторы емкостью свыше 150 А*ч, предназначенные для питания электродвигателей рудничных электровозов и машин напольного безрельсового электрифицированного транспорта в условиях эксплуатации групп М26 и М28 по ГОСТ 17516-72 на высоте над уровнем моря до 2000м. Обозначения и габариты даны в ГОСТ 26992-86.

 

Свинцовые панцирные тяговые аккумуляторные батареи предназначены для комплектации электропогрузчиков и машин напольного транспорта болгарского и отечественного производства.

Свинцовые панцирные тяговые аккумуляторные батареи марки "А" изготовлены по стандарту DIN из комплектующих ведущих европейских производителей и являются аналогом аккумуляторных батарей "ENERGIA", "ISKRA", "ELECTROHIT", "UNION", TAB. Аккумуляторные батареи марки "А" выпускаются с 1996 г (Дополнение 4).

Конструкция: Аккумуляторы соединяются  гибкими медными обрезиненными  перемычками с использованием болтов из нержавеющей стали, вкручивающимися  внутрь борна. Сверху узел закрывается  пластмассовой крышкой. Аккумуляторная батарея поставляется в металлическом  коробе с кислотостойким покрытием [14].

 

Технические и эксплуатационные характеристики.

• Ресурс работы аккумуляторов составляет не менее 1500 циклов заряд-разряд.
• Использование гибких обрезиненных перемычек упрощает замену аккумуляторов в случае необходимости и исключает возможность поломки жестких перемычек от вибрации при эксплуатации электропогрузочной техники на неровных покрытиях.
• Конструкция борна аккумулятора и перемычек исключает контакт места соединения "перемычка - борн" с электролитом.
• Покрытие короба обладает высокой стойкостью к воздействию агрессивной окружающей среды.
• Контроль каждого этапа изготовления аккумуляторов сводит процент отказов аккумуляторов к минимуму.

 

При использовании импульсного регулятора напряжения постоянного тока (ирн) радикально улучшаются условия работы механических узлов ходовой части, поскольку ИРН всегда обеспечивает плавный бесступенчатый набор скорости ходового двигателя, что полностью исключает ударные нагрузки на механические узлы. Кроме того, ИРН обеспечивает возможность реверсирования направления движения «на ходу», то есть когда, например, при движении вперед водитель включает задний ход, предварительно не затормозив электропогрузчик. Необходимо отметить, что такое реверсирование движения на электропогрузчиках со штатным реостатно-контактным оборудованием приводит к аварийному повреждению ходового механизма и поэтому запрещено. На электротранспорте с ИРН при включении реверса он принудительно останавливается и только после остановки начинает движение в противоположном направлении. При переоборудовании погрузчика остается единственный штатный электромеханический контактор - контактор силового двигателя, что необходимо по требованиям безопасной эксплуатации электротранспорта. Но в электротранспорте, оборудованном ИРН, замыкание-размыкание этого контактора происходит при отсутствии тока в цепи. Это увеличивает ресурс работы контактора более чем в 10 раз, так как исключено появление в нем электрической дуги. По этой же причине увеличивается более чем в два раза ресурс коллекторно-щеточного узла ходового двигателя.

Литий-ионный аккумулятор (Li-ion) - тип электрического аккумулятора, широко распространённый в современной бытовой электронной технике. В настоящее время это самый популярный тип аккумуляторов в таких устройствах как сотовые телефоны, ноутбуки, цифровые фотоаппараты. Более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора называется литий-полимерным аккумулятором. Первый литий-ионный аккумулятор разработала корпорация Sony в 1991 году(Дополнение 4).

Характеристики

• Энергетическая плотность: 110 … 160 Вт*ч/кг
• Внутреннее сопротивление: 150 … 250 мОм (для батареи 7,2 В)
• Число циклов заряд/разряд до потери 20% ёмкости: 500—1000
• Время быстрого заряда: 2-4 часа
• Допустимый перезаряд: очень низкий
• Саморазряд при комнатной температуре: 10% в месяц
• Напряжение в элементе: 4,0 В
• Ток нагрузки относительно ёмкости (С):

— пиковый: больше 2С

— наиболее приемлемый: до 1С

• Диапазон рабочих температур: −20— +60C
• обслуживание: не регламентируется [14]

Устройство

В начале в качестве отрицательных  пластин применялся кокс (продукт  переработки угля), в дальнейшем применяется графит. В качестве положительных  пластин применяют оксиды лития  с кобальтом или марганцем. Литий-кобальтовые  пластины служат дольше, а литий-марганцевые  значительно дешевле.

При заряде литий-ионных аккумуляторов  протекают следующие реакции:

на положительных пластинах: LiCoO₂ → Li_1-xCoO₂ + xLi⁺ + xe^-

на отрицательных пластинах: С + xLi⁺ + xe^- → CLi_x

При разряде протекают обратные реакции.

Преимущество

• Высокая энергетическая плотность.
• Низкий саморазряд.
• Отсутствует эффект памяти.
• Простота обслуживания.

Недостатки

Li-ion аккумуляторы могут быть  опасны при разрушении корпуса  аккумулятора, и при неаккуратном  обращении могут иметь более  короткий жизненный цикл в  сравнении с другими типами  аккумуляторов. Глубокий разряд полностью выводит из строя литий-ионный аккумулятор. Попытки заряда таких аккумуляторов могут повлечь за собой взрыв. Оптимальные условия хранения Li-ion-аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора. Кроме того, Li-ion аккумулятор подвержен старению, даже если он не используется: уже через два года аккумулятор теряет большую часть своей ёмкости (Дополнение 4).