Антиплагиат_Лекомцев_полный (1224978), страница 7
Текст из файла (страница 7)
5Каждая частица рабочей жидкости в круге циркуляции (рисунок 2.6)совершает сложное движение, которое складывается из двух простых движений:вращения вместе с колесом относительно круговой оси симметрии О2гидромуфты (это движение в механике называется переносным) и вращения О вплоскости, проходящей через ось гидромуфты О1 со скоростью циркуляциижидкости (это движение называется относительным).Скорость циркуляции, т.е. скорость относительного движения потокажидкости по лопаткам, зависит от 5 отношения угловых скоростей вращениянасосного и турбинного колес. Разность чисел оборотов насосного и турбинногоколес называется скольжением.Скольжение рабочих колес S находится в обратной зависимости от ихпередаточного отношения, т.
е. от отношения частоты вращения турбины кчастоте вращения насоса . 5 Если скольжение колес отсутствует, т. е.,то исчезнет перепад давлений, циркуляция жидкости прекратится, а значит,прекратится передача кинетической энергии с насосного колеса на турбинное: 5вращающий момент будет равен нулю. 549 5Рисунок 2.6 – Схема циркуляции потока жидкости в рабочей полости гидромуфтыИная картина будет в случае, если турбинное колесо неподвижно, а насосноеколесо вращается с нормальной скоростью (скольжение 100 %).
Перепаддавлений будет наибольший, также наибольшими будут скорость циркуляциижидкости и ее воздействие на лопатки турбинного колеса. Передаваемыйвращающий момент будет иметь максимальное значение. 5Зависимость передаваемого момента от числа оборотов турбинного колесапри постоянной частоте вращения насосного колеса, представленная в видеграфика, называется внешней характеристикой гидромуфты (рисунок 2.7).Уменьшение частоты вращения насосного колеса приводит к снижениюпередаваемого момента и кривые момента при этом располагаются ниже, чемпри нормальной частоте вращения.В гидромуфте имеются только два 58 рабочих элемента, связанных рабочейжидкостью: 58 насосное и турбинное колеса, а так как согласно законам механикивсякому действию 58 механического характера соответствует равное емупротиводействие, то в 58 гидромуфтах всегда имеется равенство 58 моментов нанасосном и турбинном колесах.
58 Это значит, что гидромуфта не меняет величинупередаваемого вращающего момента. В таком случае говорят, что коэффициенттрансформации момента гидромуфты равен единице. Под коэффициентомтрансформации (преобразования момента) понимают отношение момента на 8250турбинном колесе к 82 моменту на насосном колесе, т.е. . 82Рисунок 2.7 – Внешняя характеристика гидромуфтыУсловие равенства моментов на рабочих колесах гидромуфты объясняетсятормозящим воздействием на насосное колесо потока жидкости, выходящего изтурбинного колеса.
Это воздействие увеличивается с ростом скольжения колес.Увеличение нагрузки на турбинное колесо, вызывающее отставание егоот насосного колеса, приводит к росту потерь энергии потока на преодолениесопротивлений. Коэффициент полезного действия при этом уменьшается влинейной зависимости от частоты вращения турбинного колеса. На графике этазависимость представлена прямой линией, практически во всем диапазонеизменения передаточного отношения - от 0 до 1 . При наступаетидеальный холостой ход гидромуфты и ее к.п.д.
равен нулю.Если момент на рабочих колесах поддерживается неизменным, тогидромуфта работает по так называемой тяговой характеристике (рисунок 2.8).51Рисунок 2.8 – Тяговая характеристика гидромуфтыИз характеристик гидромуфты видно, что по своим энергетическимсвойствам гидромуфта, отдельно взятая, не отвечает целям тяги. Этообъясняется перегружающим воздействием на дизель и низким к.
п. д. ее вдиапазоне невысоких частот вращения турбинного колеса. Гидромуфтарассчитывается на передачу нормального момента и 5 работу при высокихпередаточных отношениях 5 с к. п. д. 0,95—0,98. В этот режим она включается вкачестве ступени скорости гидравлической передачи. 5Гидротрансформатор (рисунок 2.9) отличается от гидромуфты наличиемтретьего неподвижного лопастного колеса, называемого направляющимаппаратом 4. Насосное колесо 1, закрепленное на валу 5, приводится вовращение от дизеля. Частота вращения насосного колеса и вращающий моментна нем равны или, в случае наличия входного редуктора между дизелем игидротрансформатором, пропорциональны частоте вращения коленчатого валадизеля и вращающему моменту на нем. Турбинное колесо 2 соединяется сдвижущими колесами тепловоза посредством механических элементов: системы 552зубчатых колес и карданных валов.
Следовательно, скорость движения и силатяги тепловоза пропорциональны частоте вращения турбинного колеса ивращающему моменту на нем. 5Рисунок 2.9 – Гидротрансформатор1 – насосное колесо; 2 – турбинное колесо; 3 – кожух; 4 – направляющий аппарат; 5 –ведущий вал; 6 – 5 ведомыйВсе три рабочих колеса имеют профилированные лопатки, т. е. лопатки,сечение которых имеет сложную 5 аэродинамическую форму.Лопатки рабочих колес размещаются так, что выходные кромки одних 5лопастей располагаются в непосредственной близости от 5 входных другихлопаток. Между кромками лопаток смежных колес предусматриваются зазоры,необходимые для обеспечения свободного вращения и теплового расширения.
С 5этой же целью предусматриваются зазоры между дисками колес и корпусомгидротрансформатора.Принцип действия гидротрансформатора аналогичен принципу действиягидромуфты. Насосное колесо закручивает жидкость, создавая в ней запас 553кинетической энергии вращательного движения. Турбинное колесо благодарясоответствующему профилю его лопаток раскручивает жидкость. Запаскинетической энергии потока жидкости используется для преодоления внешнихсил сопротивления, приложенных к ведомому валу, а значит, и к движущимосям тепловоза. 5Рисунок 2.10 – Схема изображения потока, протекающее через турбинное колесо приразличной частоте его вращенияа – колесо подвижное; б – вращение с нормальной частотой (расчетный режим); в –вращение с повышенной частотой; UТ1,UТ2 – абсолютная скорость жидкостисоответственно на входе и выходе из колеса; WТ2 – относительная скорость жидкости навыходе из колеса; ИТ2 – переносная скорость жидкости на выходе из колесаНа выходе из турбинного колеса направление потока жидкости зависит отчастоты его вращения.
Эту зависимость можно наглядно представить на трехсхемах изменения направления потока на турбинном колесе (рисунок 2.10).Когда колесо неподвижно (рисунок 2.10, а), поток имеет направление,совпадающее с выходными кромками турбинных лопаток, и претерпевает54наибольшее изменение. При этом давление потока на лопатки турбинногоколеса будет наибольшим.На характеристике гидротрансформатора (рисунок 2.11) этот режим отвечаетнаибольшему вращающему моменту .
С разгоном турбинного колесапоявляется переносная составляющая скорости движения частиц жидкости ипоток на выходе по направлению приближается к потоку на входе.Рисунок 2.11 – Внешняя характеристика гидротрансформатораВ момент, когда абсолютная скорость потока на выходе из турбинного колесапочти совпадет по направлению с абсолютной скоростью потока на входе(рисунок 2.10, б), поток будет претерпевать наименьшие изменения;вращающий момент на валу колеса будет уменьшаться. Этому режимусоответствует наибольший к.п.д.
гидротрансформатора (в современныхгидротрансформаторах до 0,88). При дальнейшем увеличении частотывращения турбинного колеса (рисунок 2.10, в) поток на выходе его будет55отклоняться вправо, момент будет снижаться. Очевидно, что во всех случаях,когда поток на выходе отклоняется по направлению от потока на входе, налопатках турбинного колеса будут иметь место потери энергии. Эти потери тембольше, чем больше отклонение претерпевает поток.
Этим объясняетсявыпуклая форма кривой к. п. д. (рисунок 2.11), известная в математике подназванием квадратичной параболы.Наличие в круге циркуляции неподвижных лопаток направляющего аппаратапридает гидротрансформатору свойство автоматически изменять вращающиймомент на турбинном колесе в зависимости от частоты вращения последнего, т.е.
от скорости движения тепловоза. Преобразующее свойствогидротрансформатора оценивается коэффициентом трансформации момента. Для тепловозных трансформаторов значение К составляет 3 и более. 5Передача крутящего момента от выходного вала гидропередачи ко второмуосевому редуктору первой тележки тепловоза происходит через раздаточныйкарданный вал длинной 2410 мм, а от второго к первому осевому редуктору –через тележечный карданный вал.
Передача крутящего момента от выходноговала гидропередачи к третьему осевому редуктору второй тележки тепловозапроисходит через промежуточный карданный вал Б длинной 2410 мм,раздаточный карданный вал В длинной 2410 мм и промежуточную опору,установленную между промежуточным и карданным валами, а от третьего кчетвертому осевому редуктору – через тележечный карданный вал А.
Равнаядлина промежуточного Б и раздаточных карданных валов В, равный уголнаклона карданных валов в вертикальной плоскости (3°) обеспечиваютравномерное распределение тягового и тормозного усилия на тележки.Понижающий осевой редуктор служит 98 для передачи вращающего моментаот выходного вала 59 гидропередачи к колесам тепловоза. Он имеет две парызубчатых колес; цилиндрическую и коническую.
Цилиндрическая косозубаяпара выполнена из зубчатых колес 16 и 2 с модулем т=10 и числом зубьев 25 и38. 59 Коническая пара выполнена из конических колес с круговыми зубьями z=20 5956и z=57. 59 Общее передаточное число редуктора i=4,33. 59573 59 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕПЛОВОЗНЫХ ГИДРОПЕРЕДАЧ ИПОСТРОЕНИЯ ТЯГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК3.1 Назначение передач мощности локомотивов и требования к нимПередачей мощности в локомотиве называется комплекс устройств,передающих мощность от вала силовой установки: дизеля, газотурбинной илидругой тепловой установки к осям движущих колесных пар.
Передачимощности в автономных локомотивах преобразуют вращающий момент ичастоту вращения вала силовой установки в переменные величинывращающего момента и частоты вращения осей колесных пар.В гидравлической передачи мощности, помимо валов и зубчатыхредукторов, применяют гидронасосы, соединенные с валом силовой установки,и гидродвигателей, соединенные с осями движущих колесных пар.Гидравлические передачи имеют низкую удельную массу и большуюкомпактность, позволяют сократить расход цветных металлов до 2-2,5кг/кВт,уменьшить расход черных металлов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
