Антиплагиат_Лекомцев_полный (1224978), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Различия между этимихарактеристиками 37 показаны на рисунке 3.2 заштрихованной площадью.Рисунок 3.2 – Зависимость эффективного вращающего момента тепловозного дизеля отчастоты вращения его коленчатого вала 37Под характеристиками гидромашин понимают законы изменения моментовна ведомом и ведущем валах, а также к.п.д.
в зависимости от чисел оборотоввалов [2].Характеристика гидромуфты определяется уравнением, представляющимсобой зависимость передаваемого гидромуфтой вращающего момента отоборотов ведущего вала [2]. (3.24)К.п.д. гидромуфты с увеличением оборотов турбинного колеса изменяется:при постоянном nн по линейному закону от нуля до единицы.Характеристика дает изменения момента гидромуфты в зависимости от nтпри постоянных значениях оборотов насосного колеса nн с нанесеннымилиниями значений к.п.д.
или скольжения гидромуфты.Все необходимые параметры, характеризующие режим совместной работы68гидромуфты с конкретным дизелем, можно получить из совместнойхарактеристики дизеля и гидромуфты (рисунок 3.3).Рисунок 3.3 – Тяговая характеристика гидромуфтыnт – число оборотов турбинного колеса; nн – число оборотов насосного колеса; М –момент насосного и турбинного колес; Мнорм – расчетный нормальный момент; ηгм – к.п.д.гидромуфтыНа рисунке 3.4 представлены две наиболее распространенныехарактеристики совместной работы гидромуфты с дизелем. Изменениепередаваемого гидромуфтой момента, оборотов насосного колесаи к.п.д.
гидромуфты в зависимости от оборотов турбинного колеса nтпоказано на рисунке 3.4,а.Рисунок 3.4 – Характеристики совместной работы гидромуфты с дизелема – Зависимость вращающего момента насоса Мн, числа оборотов насосного колеса nн и69к.п.д. гидромуфты от оборотов турбинного колеса nТ; б – зависимость вращающего моментадизеля Мд, момента нагружения гидромуфты М и скольжения гидромуфты S от числаоборотов дизеляЗдесь iпр и ηпр – соответственно передаточное число и к.п.д. повышающегоредуктора.Эта характеристика может быть построена при наличии характеристикгидромуфты (рисунок 3.3) и внешней характеристики дизеля или получена настенде при испытании установки дизель – гидромуфта путем нагружениятормозом вала турбинного колеса. Коэффициент полезного действияопределяется.(3.25)Зависимость к.п.д.
гидромуфты от nт на совмещенной характеристике небудет прямолинейной, так как обороты дизеля увеличиваются с увеличением nт,при этом к.п.д. имеет сравнительно высокие значения в широком диапазонеизменения оборотов турбинного колеса.Данную характеристику называют также тяговой характеристикойгидромуфты, так как она полностью отражает ее тяговые качества при работе сопределенным дизелем. Так, например, задавшись оборотами турбинногоколеса nт=2500 об/мин, можно определить все параметры совместной работы сдизелем: Мд, nд и η – по точкам a,b и с.Другой вид характеристики совместной работы дизеля и гидромуфтыпредставлен на рисунке 3.4,б.
Здесь характеристика дизеля Мд показана сналоженной на нее кривой нагружения гидромуфты и моментом М (призаторможенном турбинном колесе). На этом рисунке показана также криваяизменения скольжения S гидромуфты, которая представляет собойперевернутую кривую к.п.д. гидромуфты (рисунок 3.4,а).По холостым оборотам дизеля (nд=400 об/мин) величина вращающего70момента гидромуфты определяется точкой С (рисунок 3.4,а).
При увеличенииоборотов дизеля до nд=500 об/мин момент гидромуфты увеличивается покривой М до точки d. Эта точка соответствует моменту трогания машины; приэтом скольжение гидромуфты S=100 % (точка К). При дальнейшем увеличенииnд момент гидромуфты будет изменяться по кривой Мд, а скольжение S послетрогания начнет резко уменьшаться, что указывает на увеличение оборотовтурбинного колеса и на повышение к.п.д. гидромуфты.Задавшись оборотами дизеля nд, можно по совмещенной характеристикеопределить передаваемы гидромуфтой момент Мд, величину скольжения S, а поней – обороты турбинного колеса nт и к.п.д.
гидромуфты, т.е. все необходимыепараметры, характеризующие совместную работу гидромуфты и дизеля.При подборе и построении совмещенной характеристики дизеля игидротрансформатора стремятся обеспечить следующие требования:возможность работы дизеля с максимальной мощностью при наибольшейскорости движения тепловоза; возможность работы гидротрансформатора смаксимальным к.п.д. в диапазоне 30 эксплуатационных оборотов дизеля;минимальный расход топлива при максимальном к.п.д.
гидротрансформатора имаксимальный вращающий момент дизеля при трогании тепловоза с места. 30Одновременное достижение всех требований практически невыполнимо.Обычно ищут компромиссное решение между совмещением, обеспечивающимнаилучшую тяговую характеристику.В 30 основе построения совмещенной характеристики дизеля игидротрансформатора 30 лежит следующее положение: дизель игидротрансформатор образуют единую систему, равновесное состояние которойопределяется энергетическим балансом 30 Nд=Nн, т.е. равенством мощностейдизеля (за вычетом мощности, отводимой на вспомогательные нужды) имощности насосного колеса гидротрансформатора. 30 Момент Мн, развиваемый нанасосном колесе гидротрансформатора, равен.
(3.26)71Величина безразмерного коэффициента момента задается характеристикойгидротрансформатора в зависимости от его передаточного отношения .Моменты насосного колеса Мн и дизеля Мд, при наличии повышающегоредуктора связаны следующей зависимостью. (3.27)Деление значений момента Мн на передаточное отношение iпр и к.п.д. ηпрповышающего редуктора дает момент насосного колеса, приведенный к валудизеля. (3.28)Учитывая, что, получим.
(3.29)Эта формула дает возможность по заданной характеристикегидротрансформатора определить тот момент, который долженразвиться на валу дизеля при полной загрузке гидротрансформатора и заданномчисле оборотов дизеля.По формуле (3.29) строится пучок кривых, так как .Удобно эти кривые строить в тех же координатах, в которых построена внешняя72характеристика дизеля Мд=f(nд).Совмещая кривые Мд=f(nд) и по уравнению (3.27) даст искомуюсовмещенную характеристику дизеля и гидротрансформатора. Точкипересечения кривых, 30 когда, дают те моменты, которые можнополучить на валу дизеля при полном использовании его мощности и при 30соответствующем числе оборотов дизеля, а значит, и скорости тепловоза.При гидротрансформаторах, имеющих непрозрачную характеристику(λ=const при всех значениях 1/i), вместо пучка нагрузочных характеристикимеется одна парабола, которая и совмещается с точкой максимальноймощности дизеля.
При этом дизель при всех скоростях движения будет работатьс постоянной нагрузкой, регулируемой по воле машиниста, и без просадкиоборотов, которая не для всех дизелей приемлема.На рисунке 3.5 представлена совмещенная характеристика дизеля игидротрансформатора для установившегося режима работы.Рисунок 3.5 – Совмещенная характеристика дизеля и гидротрансформатораМ – вращающий момент; nд – обороты коленчатого вала дизеля; 1/i – передаточноеотношение; Мдβ – внешняя моментная характеристика дизеля73Максимальный момент при наибольшей скорости определяется точкой Ахарактеристики. Через эту точку проходит внешняя моментная характеристикадизеля Мдβ с учетом расхода мощности на вспомогательные нужды.Режим совместной работы дизеля и гидротрансформатора определяетсясектором АВСД. При полной подаче топлива момент дизеля при всех режимахработы гидротрансформатора будет изменяться по кривой АД, а принеизменном режиме гидротрансформатора – по одной из нагрузочных кривых,расположенных в секторе АВСД.
Нагрузочные кривые, лежащие ниже кривойАВ, отвечают регуляторным характеристикам дизеля при работегидротрансформатора в режиме гидромуфты.3.5 Расчет и построение тяговых характеристик тепловозовТяговой характеристикой тепловоза называют зависимость касательной силытяги тепловоза от скорости.Чтобы построить тяговые характеристики, необходимо иметь:принципиальную схему силовой передачи от дизеля к колесам тепловоза,совмещенные характеристики дизеля и гидромашин, общие передаточные числаот дизеля к колесам для каждой ступени скорости и общий к.п.д. силовойпередачи для каждой ступени скорости [2].Для этого необходимо располагать зависимостью скорости тепловоза отпередаточного отношения гидротрансформатора .
Эту зависимостьможно получить из формул (3.2) и (3.3), откуда. (3.30)Касательная сила тяги тепловоза в общем виде определяется следующей74формулой, (3.31)где R – радиус колес тепловоза, м;iдк – общее передаточное число силовой передачи от дизеля к колесам;ηдк – общий к.п.д. силовой передачи от дизеля к колесам.Значения iдк и ηдк вычисляются в соответствии с каждой конкретной схемойсиловой передачи для каждой ступени в отдельности и в зависимости отпередаточного числа гидротрансформатора.Значения Мд для формулы (3.31) берут по совмещенной характеристикедизеля и гидротрансформатора в точках пересечения кривых иМд=f(nд) при различных значениях 1/i.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
