Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 48
Текст из файла (страница 48)
(Ч.2) Его внешняя характеристика представлена на рис. Ч.З, б. Эта характеристика соответствует гидротрансформатору с определенной величиной активного диаметра ау, и заданной частотой вращения насоса п„= сопи(. Она может быть получена расчетным или экспериментальным путем. Величины моментов определяются по формулам (нз теории гидромашин): М„= уЛгпа ага, М,„= уЛтп„')За; М = — (М,„+ М„), (Ч.З) где Л, и Л, — коэффициенты момента насоса и турбины. 236 В гидротрансформаторах прямого хода, сохраняющих одинаковое направление вращения валов турбины и насоса, направления моментов Мн и М противоположны (на рис. Ч.З, б отложены их абсолютные значения).
Если принять за положительное направление момента насоса, то тогда Мр — — ̄— М,. Отношение абсолютных значений моментов ~ ~ = к называется Мн коэффициентом трансформации. Величина к, изменяется от мака) симального значения к„ при п = 0 (при «стопе») до кг = 0 при снятии нагрузки (М =0). В точке А характеристики: ! М,„! = ) Мг! Мр О. и „, Левее точки А направление и Мр ()М )) ~М„!) совпадает с наин он правлением Мн, правее (~ М ~ ( )1 н (М„~) — с направлением М (заштрихованные площадки графика на рис. Ч.З, б). гг ггг р л,Я К н гг гг Рис.
Ч.З. Гидротраисформатор К. п. д, гидротрансформатора 1Ч~ Мгннгн аг г1гн Мннн Как видно из характеристики гидротрансформатора, величина его к. п. д. с изменением нагрузки на турбину вправо и влево от точки Б существенно снижается от своегО максимального значения до нуля при и = 0 ( —. = 0) и при М = О (гсг = О), / ! гг что позволяет использовать гидротрансформатор лишь в сравнительно узком диапазоне изменения передаточных чисел 1 гг соответствующем приемлемому значению к.
п. д. На рис. Ч.З, в представлена безразмерная характеристика гидротрансформатора. Строится она пересчетом из внешней, полученной экспериментальным путем, и по виду ей аналогична: (Ч.4) 237 В соответствии с законами подобия гидромашин эта характе* ристика справедлива уже для целой серии подобных гидротрансформаторов различных размеров, работающих при различных постоянных на величине оборотах насоса, и в дальнейшем она служит исходной характеристикой при расчете внешних характеристик подобных гидротрансформаторов. Для обеспечения полного подобия гндропередач необходимо выполнение геометрического (равенство углов и пропорциональ- .
ность всех размеров модели и натуры, в том числе и шероховатости поверхностей), кннематнческого (подобие полей скоростей) и динамического (равенство чисел Рейнольдса Ке) условий подобия. Если гидропередачи работают в условиях автомодельности (независимости потерь от Ке), что имеет место при достаточно высоких оборотах насоса и одинаковых относительных шероховатостях поверхностей, то для полного их подобия достаточно геометрического подобия. Передачи ббльших размеров, чем исходная, имеют, как правило, меньшую относительную, шероховатость и несколько большее значение к. п.
д. Поэтому внешние характеристики гидропередач, рассчитываемые обычно по исходным (безразмерным) характеристикам, в случае значительных отклонений их размеров и частоты вращения от исходных должны уточняться экспериментальным путем или подробным ' гидродннамическим расчетом. Прозрачность гидротрансформаторов. Увеличение нагрузки на турбину, которое приводит к уменьшению частоты вращения и„, достигающей нуля при максимальном моменте турбины, у разных гидротрансформаторов оказывает различное влияние на величину момента насоса, нагружающего двигатель. У одних типов гидро- трансформаторов изменение внешней нагрузки на турбину никак не отражается на величине момента насоса, которая остается ' дМн постоянной ( —" = О).
Такие гидротрансформаторы, обеспечи(, днн вающие полную приспособляемость к изменению внешней нагрузки и создающие для совмещенных с ними двигателей условия работы в неизменном установившемся режиме, принято называть непрозрачными. Гидротрансформаторы, у которых момент насоса возрастает г дМн с увеличением момента турбины ~ —" (О) (конечно, лишь в зна- ~ дан чительно меньшей степени, чем у турбинь)), обладают прямой прозрачностью.
У трансформатора с обратной прозрачностью момент / дМн насоса с возрастанием нагрузки на турбину падает ~ —" > О). ~ длн На рис. Ч.4 приведены характеристики гидротрансформаторов при пн = сопзй Для транспортных машин наиболее эффективными являются гидротрансформаторы с прямой прозрачностью, использующие при разгоне собственную приспособляемость двигателя, что приводит к увеличению общего силового диапазона моторно-трансмиссионной установки. 238 Параметры сравнительной оценки. Для сравнения гидротраисформаторов используются следующие величины (рис. Ъ'.5).
1. Максимальный к. п. д. ч),„. Для современных гидротрансформаторов т1 = 0,85 —:0,91. Максимальному к. п. д. соответ- 1 ствуют расчетные значения —. и кг . гр' би г1 Рис. ЧА. Характеристики гидротрансформаторов при различной прозрачности: а — непрозрачный; б — с примой прозрачностью; в — с обратной проч зрачиостью; г и д — с переменной прозрачно- стью пт %Ц «г «га М«о 1 Г 1 1 — — — — — —;(п«~1 згр ггг гг«ггта 12' гм Рис. У.о. Параметры внешней характеристики гидро- трансформатора 2. Козффициент трансформации при остановке турбины (при «стопе») к„; у современных гидротрансформаторов к„= 2,1 чн 5,6. 3. Силовой диапазон с(„= — "' . Для непрозрачного гидротрансформатора г(„е = к,.
Для трансформатора с прямой прозрачностью 4е ) иге. 239 Силовой рабочий диапазон 12, = — ' — диапазон изменения к = крутящего момента турбины в зоне к. п. д. 11) т1,„. Здесь Ч„;„= минимально допустимое значение к. п. д. гидротрансформатора в процессе его эксплуатации; обычно т! и = 0,75 —:0,85. 4. Скоростной рабочий диапазон Г(! = — "' = — '." Крг1 1гг 5.
Коэффициент прозрачности (в литературе он иногда назыМкг вается коэффициентом.неприспособляемости) П = — "' . У непро"4кк зрачного гидротрансформатора П = 1; при прямой прозрачности П ~ 1 (обычно П = 1,2 —:2,8); при обратной прозрачности П (1. Коэффициент прозрачности в рабочем диапазоне П, = — "' . р= Мк„'г 6. Энергоемкость, которая может характеризоваться расчетными значениями или коэффициента момента насоса ) 1р, или коэффициента мощности по насосу )1,р (Агр — — 7,161„р). Чем больше у данного типа гидротрансформатора )11р или )1лр, тем большую мощность при прочих равных условиях (при равенстве пк и О,).
может он передать. 7. Относительная величина минимального диаметра Й м = кгаар (см. рис. Ч.З, а) — конструктивный параметр, от вели!ка чины которого иногда зависит возможность компоновки сложной схемы ГМКП. Обычно П м = 0,23 —:0,47. Характеристика гидротрансформатора может быть разделена на три участка: / 1 1 1 а) рабочий б) начальный (0~ —. ( —. гг гг1 где к. п. д. гидротрансформатора имеет низкое значение, но в то же время момент турбины достигает максимальной величины; на этом участке выгодно работать в кратковременных режимах трогания машины с места и начала разгона; /1' 1 1 в) конечный участок ( —. ( —.
= . ) - здесь как (,ггг 1г 1гвгх/' к. и. д., так и преобразующие свойства гидротрансформатора достаточно низки (к, близок к единице или даже меньше ее). Очевидно, что использование гидротрансформатора на этом режиме нецелесообразно. Возможности улучшения характеристик. Рабочий участок характеристики гидротрансформатора можно расширить за счет повышения к. п. д. в диапазоне, расположенном правее точки и, = /1 = 1( —,.
= 11; (М ( = !М„); М, = О). При переходе через эту точку момент реактора меняет свой знак. Если при этом осво- 240 бодить реактор от внешней связи, то он начнет вращаться (совместно с насосом или турбиной), и гидротрансформатор начнет работать в режиме гидромуфты. Замыкание или размыкание внешней связи реактора осуществляется с помощью муфты свободного хода при изменении знака Мр. Гидротрансформатор такого типа получил название комплексного. Принципиальная схема его приведена на рис.
Ч.6, а, характеристика — на рис. Ч.б, б. Преимущества комплексного гидротрансформатора перед обычным очевидны: в правой части характеристики при значительном Р1к 1 1 ! I ггв Сггмг гг Рнс. Ч.6. Комплексный гндротрансформатор ' выигрыше в к. п. д. и сохранении примерно тех же значений момента турбины он резко снижает нагрузку на двигатель. На высоких скоростях движения по хорошим дорогам комплексные гидротрансформаторы обеспечивают более высокую топливную экономичность, чем обычные гидротрансформаторы; поэтому они и получили преимущественное распространение в транспортном машиностроении.
Дальнейшее улучшение характеристики комплексного гидро- трансформатора может быть достигнуто разделением реактора на две (или даже три) части. Каждая из них устанавливается на свой автолог, что приводит к устранению на характеристике провала к. п.
д. в зоне перехода на режим гидромуфты. Принципиальная схема н характеристика комплексного двухреакторного гидро- трансформатора приведены на рис. Ч.7. Равновесие этого гидро- трансформатора при установившемся движении определяется уравнением М„+М +М,+М,=О. График на рис. Ч.7, б представляет собой совмещение трех характеристик: гидротрансформатора 1, гидротрансформатора 2 и гидро- муфты. Гидротрансформатор 1 имеет объединенный реактор Р, + Р„ который работает как одно целое (Мрт + М ., = Мр, ) до точки 1 рт рг ма характеристики —,. При одном реакторе этот гидротрансформасгг, в 1 тор перешел бы на режим гидромуфты в точке —. ггм1 16 н.
л. носов 24! Гидротрансформатор 2 имеет один реактор Р, и турбину Т„ объединяющую в себе турбину первого гидротрансформатора Т, и первый реактор Р, (М, — М, = М,). В точке характери- 1 стнки —. будет М, = О и М = М,; реактор Р, начинает ггг г вращаться вместе с турбиной, и гидротрансформатор 1 переходит на режим работы гидротрансформатора 2, который, в свою очередь, в точке —, (при Мр, — — О; М, = М„) переходит на режим 1 1гмг гидромуфты. м, Рис. Ч г. Двухреакториый комплексиый гидротраисформатор: а — схема; б — характеристика 1 гггг ггрг Для комплексного гидротрансформатора с тремя реакторами на автологах построение схемы, характеристики и все рассуждения аналогичны приведенным выше. Чем больше к„у гидротрансформатора, тем больше на его характеристике обозначается провал к.
п. д. при переходе на режим гидромуфты, тем более целесообразным становится примене-' ние разрезного реактора. Между основными параметрами гидротрансформаторов различных типов существует вполне определенная зависимость, которая отчетливо выступает из сравнения трех расчетных характеристик (сплошная штриховая и штрих-пунктирные линии) трехколесных гндротрансформаторов, представленных на рис. Ч.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
