Корзина
60 отзывов
+380
50
423-75-65
+380
67
543-75-65
RS Group company
Наличие документов
Знак Наличие документов означает, что компания загрузила свидетельство о государственной регистрации для подтверждения своего юридического статуса компании или физического лица-предпринимателя.
ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ ЭЛЕКТРОКОМПРЕССОРОВ НА ТРОЛЛЕЙБУСАХ

ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ ЭЛЕКТРОКОМПРЕССОРОВ НА ТРОЛЛЕЙБУСАХ

ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ  ЭЛЕКТРОКОМПРЕССОРОВ НА ТРОЛЛЕЙБУСАХ

Анализируется применение поршневых электрокомпрессоров в пневмосистемах троллейбусов и показана целесообразность внедрения роторно-поршневых компрессо- ров с приводом от маховичного асинхронного электродвигателя, подключенного к контактной сети чер

ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ РОТОРНО-ПОРШНЕВЫХ 
ЭЛЕКТРОКОМПРЕССОРОВ НА ТРОЛЛЕЙБУСАХ

Анализируется применение поршневых электрокомпрессоров в пневмо

системах
троллейбусов и показана целесообразность внедрения роторно-поршневых

компрессоров с приводом от маховичного асинхронного электродвигателя,

подключенного к контактной сети через инвертор. 
Для привода возвратно-поступательных механизмов на транс- 
портных средствах, в том числе на городском электротранспорте, в
частности, на троллейбусах применяются пневматические системы. 
Они конструктивно достаточно просты, надежны, экологически чисты
и экономичны, обладают достаточным быстродействием при прием-
лемых габаритах; их тяговые характеристики хорошо согласуются с
характеристиками исполнительных механизмов. Рабочим телом явля-
ется сжатый до 0,6 МПа (6 кГс/см2) атмосферный воздух. 
Область применения механизмов с пневматическим приводом на
троллейбусах все время расширяется: 
• на троллейбусах типа ЗиУ-682Б [1] в пневмосистему входят под-
системы торможения и пневмоподвески; 
• на троллейбусах типа ЗиУ-682В и ЗиУ-682В1 [2] появляются еще
дополнительно механизмы открытия и закрытия дверей; 
• на перспективных троллейбусах типа ЮМЗ Т3-к [3] предусматри-
ваются системы очистки стекол, опускания пола на остановках для
увеличения коммерческой скорости троллейбуса и автоматическо-
го регулирования сил торможения; 
• на румынских троллейбусах типа DAC 217Е [4] сжатый воздух
используется для привода силовых контакторов (пример примене-
ния энергосберегающих технологий);

• на французских троллейбусах фирмы “Raitech” [5] внедрена пневма

тическая система аварийной уборки штанговых токоприемников. 

Так как сжатый воздух получается компремированием атмосфер-
ного воздуха, то он содержит влагу, которая конденсируется в балло-
нах и трубопроводах и в холодное время года приводит к их замора-
живанию. Для исключения замораживания элементов пневмосистемы
применяется осушение сжатого воздуха путем понижения его темпе-
ратуры до температуры окружающего воздуха в теплообменниках – 
радиаторах. Дальнейшее понижение влагосодержания ниже точки ро-
сы достигается впрыскиванием в сжатый воздух спиртоглицериновой
смеси или применения поглотителей влаги: силикагеля или циолитов
[6]. Для удаления влаги из влагопоглотителей дополнительно расходу-
ется сжатый воздух. 
Источником рабочего тела – сжатого воздуха являются односту-
пенчатые поршневые компрессоры с приводом от электродвигателей
постоянного тока, подключенных к контактной сети. К электроком-
прессорам троллейбусов предъявляются требования: повышение про-
изводительности, снижение массогабаритных параметров, упрощение
конструкции, повышение ресурса и надежности. 
Это может достигаться путем модернизации применяемых в на-
тоящее время на транспорте электрокомпрессоров или внедрения ос-
военных промышленностью или разработанных принципиально новых
типов электрокомпрессоров. Для этого рассмотрим ряд известных
компрессоров, параметры которых приведены в таблице. 


Основные характеристики компрессоров 


Электрокомпрессор ЭКВ-4М послевоенной разработки применя-
ется на всех отечественных троллейбусах. Он представляет собой од-
ноступенчатый, двухцилиндровый с рядным горизонтальным распо-
ложением цилиндров, с четырехклапанным газораспределительным
механизмом и с приводом через двухступенчатый редуктор от коллек-

торного двигателя постоянного тока типа ДК-408 [8]. Оригинальность
конструкции электрокомпрессора заключается в его компоновке – как
единого агрегата компрессор-редуктор-двигатель, причем корпус дви-
гателя является несущим элементом всего агрегата. 
Компрессор ЭКВО-0,3 одноступенчатый, оппозитный с гори-
зонтально расположенными цилиндрами, с пластинчатым газо-
распределительным механизмом, причем каждый из двух цилиндров
имеет свой газораспределительный механизм. Привод осуществляется
от того же двигателя ДК-408 напрямую без редуктора. Модификации
электрокомпрессора зависят от вида его соединения с двигателем и от
типа маховика. 
Роторно-поршневой компрессор типа РПК [9] имеет статор, рабо-
чая поверхность которого выполнена по однодуговой эпитрохоиде, и
двухвершинный внутренний огибающий ротор-поршень. Ротор со-
вершает планетарное движение: вращается вокруг собственной оси, 
совпадающей с осью эксцентрикового вала, который в свою очередь
вращается вокруг оси приводного вала. Корпус с эпитрохоидной рас-
точкой вместе с боковыми крышками и вращающимся ротором обра-
зует две камеры переменного объема. Поступающий через впускное
окно воздух сжимается в камерах и нагнетается через нагнетательный
клапан в магистраль. Синхронизация вращения ротора и эксцентрико-
вого вала осуществляется зубчатой передачей внутреннего зацепления
с передаточным числом 1:2. Большая шестерня является деталью ро-
тора, а малая жестко связана с неподвижной крышкой. Ротор вращает-
ся в два раза медленнее эксцентрикового вала и в том же направлении. 
Наличие одного нагнетательного клапана язычкового типа позволяет
сделать компрессор быстроходным, так как быстроходность компрес-
соров определяется газораспределительным механизмом [10]. 
Одним из важных показателей любого механизма является его
уравновешенность, т.е. неизменность положения центра масс. Перио-
дическое его изменение вызывает колебание (вибрацию) механизма. 
Уравновешенность компрессоров зависит от величины возвратно-
поступательных двигающихся масс, расположения цилиндров и фор-
мы коленчатого вала [11]. Из анализа кинематических схем компрес-
соров (рис.1) видно, что у двухцилиндровых рядных компрессоров
типа ЭКВ силы инерции первого порядка уравновешены, так как они
равны и направлены в противоположные стороны, но они создают
вращающий момент переменной величины в плоскости цилиндров, а
силы инерции второго порядка не уравновешены, хотя и равны между
собой, но направлены в противоположные стороны, а суммарный мо-

мент, создаваемый ими, равен нулю; у оппозитных компрессоров силы
инерции первого и второго порядка всегда уравновешены, но моменты
этих сил неуравновешены. Из-за относительно малого смещения осей
цилиндров моменты сил инерции в оппозитном компрессоре меньше
моментов рядного компрессора, поэтому и уровень вибрации оппозит-
ных компрессоров меньше. В роторно-поршневых компрессорах необ-
ходимо уравновешивать только силы инерции вращающихся масс, что
достигается применением противовесов. 

Рис.1 – Кинематические схемы электрокомпрессоров: 
а – ЭКВ-4М: 1 – корпус; 2,4 – шпильки; 3 – блок цилиндров; 5 – головка цилиндра с
клапанным механизмом; 6 – поршень; 7 – палец поршневой; 8 – коленчатый вал; 
9 – шатун; 10 – упор; 11 – подшипник шатунный; 12 – подшипник коленчатого вала; 13 – 
шестерня; 14 – блок шестерни; 15 – электромотор; б – ЭКВО-0,3/8: 1 – маховик; 
2 – подшипник коренной; 3 – шпилька анкерная; 4 – цилиндр; 5 – патрубок; 6 – коробка
пластинчатых клапанов; 7 – шатун; 8 – ребра охлаждения; 9 – подшипник шатунный; 
10 – корпус; 11 – вал коленчатый; 12 – поршневая группа; 13 – картер маховика; 
14 – электромотор; в – РПК: 1 – электродвигатель маховичный, обращенный асинхрон-
ный трехфазный; 2 – шестерня неподвижная; 3 – колесо; 4 – патрубок всасывающий; 5 – 
ротор; 6 – подшипник ротора; 7 – вал эксцентриковый; 8 – подшипник ротора, 9 – щит
компрессора; 10 – клапан нагнетательный язычкового типа; 11 – магистраль нагнетания; 
12 – противовес; 13 – подшипник двигателя. 

Из приведенной выше таблицы видно, что роторно-поршневые
компрессоры имеют значительно лучшие массогабаритные показатели. 
Кроме того, у них количество оригинальных деталей примерно в 2 
раза, а общее число деталей в 1,5 раза меньше, чем у обычных порш-
невых компрессоров [12]. 
Производительность роторно-поршневого компрессора можно
увеличивать изменением только его толщины при неизменных осталь-
ных габаритных размерах [13]. При увеличении производительности
соответственно изменяются проходные сечения газового тракта, масса
и мощность приводного электродвигателя. Поэтому при серийном
производстве роторно-поршневых компрессоров не требуется сложная
переналадка оборудования завода-изготовителя. 
Основной недостаток роторно-поршневых компрессоров – уплот-
нение ротора, но благодаря работам немецкого инженера Феликса
Ванкеля этот вопрос успешно решен [14]. 
Из изложенного выше следует, что применение роторно-порш-
невых компрессоров на подвижном составе городского электрического
транспорта целесообразно. 
Теперь необходимо выяснить вопрос о рациональной конструк- 
ции всего агрегата, в том числе и электродвигателя. 
Электродвигатель ДК-408 [15] – двухщеточная четырехполюсная
машина постоянного тока последовательного возбуждения специаль-
ного назначения. Ее отличительная особенность – литой корпус стака-
нообразной формы, что обеспечивает повышенную жесткость всей
конструкции агрегата. Подшипниковый щит со стороны отбора мощ-
ности является не только составной частью корпуса двигателя, но и
частью корпуса редуктора. Щеточный узел расположен на поворотной
траверсе, что позволяет улучшить коммутацию, путем установки ще-
ток на физическую нейтраль и исключить добавочные полюса. Основ-
ной недостаток – значительная масса 157 кг при мощности 2,7 кВт. 
Кроме того, ему присущи все недостатки коллекторных машин. 
Используя положительные инженерные решения двигателя 
ДК-408 и идею синхронного маховичного генератора [16] можно соз-
дать специализированный асинхронный двигатель с инвертором [17]
для включения в контактную сеть постоянного тока городского элек-
тротранспорта. Двигатель должен быть общепромышленного назначе-
ния, т.е. с трехфазным напряжением 220 В промышленной частоты 
50 Гц. Такое решение позволит запустить двигатель в серийное произ-
водство. Конструкция статора выполнена с наружными пазами, что
упрощает вставку фазных обмоток в пазы. Для работы на постоянном

Из приведенной выше таблицы видно, что роторно-поршневые
компрессоры имеют значительно лучшие массогабаритные показатели. 
Кроме того, у них количество оригинальных деталей примерно в 2 
раза, а общее число деталей в 1,5 раза меньше, чем у обычных порш-
невых компрессоров [12]. 
Производительность роторно-поршневого компрессора можно
увеличивать изменением только его толщины при неизменных осталь-
ных габаритных размерах [13]. При увеличении производительности
соответственно изменяются проходные сечения газового тракта, масса
и мощность приводного электродвигателя. Поэтому при серийном
производстве роторно-поршневых компрессоров не требуется сложная
переналадка оборудования завода-изготовителя. 
Основной недостаток роторно-поршневых компрессоров – уплот-
нение ротора, но благодаря работам немецкого инженера Феликса
Ванкеля этот вопрос успешно решен [14]. 
Из изложенного выше следует, что применение роторно-порш-
невых компрессоров на подвижном составе городского электрического
транспорта целесообразно. 
Теперь необходимо выяснить вопрос о рациональной конструк- 
ции всего агрегата, в том числе и электродвигателя. 
Электродвигатель ДК-408 [15] – двухщеточная четырехполюсная
машина постоянного тока последовательного возбуждения специаль-
ного назначения. Ее отличительная особенность – литой корпус стака-
нообразной формы, что обеспечивает повышенную жесткость всей
конструкции агрегата. Подшипниковый щит со стороны отбора мощ-
ности является не только составной частью корпуса двигателя, но и
частью корпуса редуктора. Щеточный узел расположен на поворотной
траверсе, что позволяет улучшить коммутацию, путем установки ще-
ток на физическую нейтраль и исключить добавочные полюса. Основ-
ной недостаток – значительная масса 157 кг при мощности 2,7 кВт. 
Кроме того, ему присущи все недостатки коллекторных машин. 
Используя положительные инженерные решения двигателя 
ДК-408 и идею синхронного маховичного генератора [16] можно соз-
дать специализированный асинхронный двигатель с инвертором [17]
для включения в контактную сеть постоянного тока городского элек-
тротранспорта. Двигатель должен быть общепромышленного назначе-
ния, т.е. с трехфазным напряжением 220 В промышленной частоты 
50 Гц. Такое решение позволит запустить двигатель в серийное произ-
водство. Конструкция статора выполнена с наружными пазами, что
упрощает вставку фазных обмоток в пазы. Для работы на постоянном

токе двигатель к сети постоянного тока включается через инвертор. 
Тиристоры располагаются на траверсе заднего подшипникового щупа, 
что обеспечивает их хорошее охлаждение. 
На кафедре «Городской электрический транспорт» Харьковской
национальной академии городского хозяйства для троллейбусов был
разработан (рис.2) и запатентован [18] электрокомпрессор, обладаю-
щий рядом оригинальных инженерных решений: компрессор роторно-
поршневой, асинхронный двигатель маховичного типа с повышенной
механической жесткостью корпуса и инвентор. 


Рис. 2 – Роторно-поршневой электрокомпрессор [18]: 
1 - клапан нагнетательный; 2 - уплотнения газовые; 3 - канал впускной; 4 - ванна с мас-
лом; 5 - вал эксцентриковый; 6 - шестерня неподвижная: 7 - колесо; 8 - щит передний; 9 - 
ротор компрессора; 10 - корпус компрессора; 11 - корпус электродвигателя; 12 - махо-
вик; 13 - ротор асинхронного электродвигателя; 14 - якорь асинхронного электродвига-
теля; 15 - тиристор; 16 - щит электродвигателя; 17 - сетка защитная; 18 - подшипник
электродвигателя; 19 - подшипник ротора компрессора; 20 - подшипник эксцентриково-
го вала компрессора. 
Таким образом, предлагаемый электрокомпрессорный агрегат на
базе роторно-поршневого компрессора с асинхронным маховичным
двигателем в сочетании с инвертором может найти применение на
подвижном составе электрического транспорта (троллейбусах, вагонах
метрополитена, железнодорожных электропоездах). 
1.Троллейбус пассажирский ЗиУ-682Б. – М.: Транспорт, 1977. – 208 с. 
2.Троллейбусы пассажирские ЗиУ-682В и ЗиУ-682В1. Руководство по эксплуата-
ции 6828-390 2005РЭ. – Саратов: Саратовоблмашинформ, 1985. – 299 с. 

3.Эскизный проект “Троллейбус гражданский большой вместимости двухсекци-

онный с пониженным уровнем пола ЮМЗ Т3-к”. – Днепропетровск, 1992. – 322 c. 
4.Инструкция по эксплуатации и обслуживанию троллейбуса DAC-217Е. – Буха-
рест: Аутобузил, 1989. – 273 с. 
5.Патент FR 5/25 №2.664.214. Токоприемник для железнодорожного транспорта. 
Публикация 91.01.10 №2. 
6.БСЭ. Т.28. – М.: Советская энциклопедия, 1978. – 616 с. 
7.Перспективы применения роторно-поршневых компрессоров на троллейбусах: 
Отчет по госбюджетной научной работе кафедры ГЭТ / Л.М. Крутий, Н.А.Голтвянский, 
П.М.Пушков, В.Г.Безуглый. – Харьков: ХГАГХ, 2000. – 20 с. 
8.Крутий Л.М., Голтвянский Н.А., Безуглый В.Г. Повышение надежности работы
двигателя ДК-408 // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып.18. – К.: 
Техніка, 1999. – С.193-195. 
9.Сухомлинов В.М. Трохоидные роторные компрессоры. – Харьков: Высш. шк., 
1975. – 152с. 
10.Френкель М.И. Поршневые компрессоры. Теория, конструкция, основы проек-
тирования. – М. - Л.: Машгиз, 1960. – 655 с. 
11.Источники и первичные преобразователи энергии / В.К.Терещенков, 
Б.Т.Кононов, Л.М.Крутий и др. – М.: МО СССР, 1979. – 554 с. 
12.Долгалев В.А., Солюк А.А., Крутий Л.М., Голтвянский Н.А., Безуглый В.Г. Об
установке на троллейбусах отечественного производства двухуглового роторно-порш-
невого компрессора // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып.18. – К.: 
Техніка, 1999. – С.178-181. 
13.Яминский В.В. Роторные компрессоры. – М.: Машиностроение, 1960. – 222 с. 
14.Хамин Н.С., Чистозвонов С.Б. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. 
– М.: Машгиз, 1964. – 184 с. 
15.Дорогуш Г.И. Электродвигатели трамвая и троллейбуса. – М.-Л.: Энергия, 
1964. – 64 с. 
16.Дизельные и карбюраторные электроагрегаты и станции: Справочник / Под
ред. В.А.Андрейкова. – М.: Машиностроение, 1973. – 544 с. 
17.Справочник по преобразовательной технике / Под ред. И.М.Чиженко. – К.: 
Техніка, 1978. – 447 с. 
18.Патент UA №33822А «Электрокомпрессор» Бюл. №1, 2001 г. 
Получено 19.03.2007 
УДК 530.19 
С.Є.СЕЛІВАНОВ, д-р техн. наук
Харківський національний автомобільно-дорожній університет
В.Е.АБРАКІТОВ, канд. техн. наук 
Харківська національна академія міського господарства

 

 

Предыдущие статьи