Антиплагиат_Исаев_полный (1229278), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Изменениепередаваемого гидромуфтой момента, оборотов насосногоколеса и к.п.д. гидромуфты в зависимости от оборотов турбинногоколеса nт показано на рисунке 3.2,а.Рисунок 3.2 – Характеристики совместной работы гидромуфты с дизелема – Зависимость вращающего момента насоса Мн, числа оборотов насосного колеса nн и66к.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 3.1) и внешней характеристики дизеля или получена настенде при испытании установки дизель – гидромуфта путем нагружениятормозом вала турбинного колеса.
Коэффициент полезного действияопределяется как отношение. (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.Другой вид характеристики совместной работы дизеля и гидромуфтыпредставлен на рисунке 3.2,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 3.2,а).По холостым оборотам дизеля (nд=400 об/мин) величина вращающегомомента гидромуфты определяется точкой с (рисунок 3.2,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 оборотов67турбинного 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 34 эксплуатационных оборотов дизеля;минимальный расход топлива при максимальном к.п.д. гидротрансформатора имаксимальный вращающий момент дизеля при трогании тепловоза с места. 34Одновременное достижение всех требований практически невыполнимо.Обычно ищут компромиссное решение между совмещением, обеспечивающимнаилучшую тяговую характеристику. 34Для построения совмещенной характеристики 34 обычно пользуются«входной» характеристикой гидротрансформатора, показывающей изменениемомента Мн от оборотов насосного колеса nн, а также к.п.д. η при различныхпередаточных отношениях гидротрансформатора.Для оценки не отдельно взятого конкретного образца гидротрансформатора,а типа их, независимо от габаритов, применяется безразмерная характеристика.Она представляет собой зависимость коэффициента трансформации момента К,коэффициентов моментов н насосного и Т турбинного колес и к.п.д. η отвеличины передаточного отношения 1/i гидротрансформатора.Режимы работы гидротрансформатора, соответствующие большимзначениям коэффициента трансформации К и низким значениям к.п.д.,используется кратковременно - только при трогании и разгоне.
Длительноедвижение на таком режиме нежелательно вследствие быстрого нагрева рабочейжидкости до предельной температуры и необходимости постановки мощногохолодильника.68При длительной работе гидротрансформатора используется в пределахрабочего диапазона, границы которого определяются минимально допустимымк.п.д.В основе построения совмещенной характеристики дизеля игидротрансформатора 34 лежит следующее положение: дизель игидротрансформатор образуют единую систему, равновесное состояние которойопределяется энергетическим балансом 34 Nд=Nн, т.е.
равенством мощностейдизеля (за вычетом мощности, отводимой на вспомогательные нужды) имощности насосного колеса гидротрансформатора. 34 Момент Мн, развиваемый нанасосном колесе гидротрансформатора, равен. (3.26)Величина 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 из (3.27) на передаточное отношение iпр ик.п.д. ηпр повышающего редуктора дает момент насосного колеса, приведенныйк валу дизеля. (3.28)Учитывая, что, получим69. (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 внешняяхарактеристика дизеля Мд=f(nд).Совмещая кривые Мд=f(nд) и по уравнению (3.28) даст искомуюсовмещенную характеристику дизеля и гидротрансформатора. Точкипересечения кривых, 34 когда, дают те моменты, которые можнополучить на валу дизеля при полном использовании его мощности и при 34соответствующем 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 3.3 представлена совмещенная характеристика дизеля игидротрансформатора для установившегося режима работы. Максимальныймомент при наибольшей скорости определяется точкой А характеристики.
Черезэту точку проходит внешняя моментная характеристика дизеля Мдβ с учетомрасхода мощности на вспомогательные нужды.70Рисунок 3.3 – Совмещенная характеристика дизеля и гидротрансформатораМ – вращающий момент; nд – обороты коленчатого вала дизеля; 1/i – передаточноеотношение; Мдβ – внешняя моментная характеристика дизеляРежим 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.Проведем приближенную оценку показателей совместной работы дизеля игидропередачи тепловоза.
Внешние характеристики дизеля М756 на основанииданных завода-изготовителя можно представить в виде прямых линий:горизонтальных - при фиксированном положении рейки топливных насосов инаклонных с различными угловыми коэффициентами - при работе нарегуляторных ветвях [7].Путем линейной и квадратичной аппроксимации экспериментальныхданных внешние характеристики гидроаппаратов могут быть записаны в виде:для гидротрансформаторов71, (3.30)где МТ, МН – моменты соответственно на насосном и турбинном колесах;– передаточное отношение;nT, nH – обороты насосного и турбинного колес;γλ0 – коэффициент момента насосных колес при i=0 (на стоповом режиме);D – активный диаметр гидроаппаратов.Для гидроаппаратов ГП1000 D=0,64i; ɳ – максимальный к.п.д.гидротрансформаторов ; i – расчетное передаточное отношениегидротрансформаторов, соответствующее η и равное i=0,65.Величины γλ0, ɳ, i подобраны таким образом, чтобы в используемомдиапазоне работы происходило совпадение опытных и аппроксимирующиххарактеристик.Используя приведенные зависимости и скорректировав их с учетомэкспериментальных характеристик гидропередачи УГП-1000 л.с., построимсемейство ее нагрузочных характеристик при работе на гидротрансформаторах(рисунок 3.4).На это семейство приближенно нанесены регуляторные характеристикидизеля М756 N=820 л.
с. при n=1400 об/мин. В соответствии с разбивкойоборотов по позициям контроллера при заданной настройке корректирующегореостата гидропередачи и с учетом того, что нагрузочные характеристикигидротрансформаторов должны в определенных точках пересекаться смоментными характеристиками дизеля, были построены моментныехарактеристики в виде серии горизонтальных прямых (в диапазоне с 6-й по 14ю позицию контроллера), расположенных на равных расстояниях. Затратымощности на вспомогательные механизмы гидропередачи приняты в размере5 % номинальной. Приведенные характеристики должны достигатьсявследствие установленной кинематической связи между положением72подвижного упора приставки и заданными позициями контроллера (присоответствующем профиле клина и необходимой регулировке). Для оценкиэкономичности дизеля на графике нанесены топографические характеристикиудельных расходов топлива.
Точки А,Б,В на рисунке 3.4 соответствуютхарактерным режимам работы дизеля.Рисунок 3.4 – Внешняя характеристика дизеля М756 при = 1400 об/мин; N=820 л.с3.4 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 45 гидромашин, общие передаточные числаот дизеля к колесам 45 для каждой ступени 45 скорости и общий к.п.д. силовой 4573передачи для каждой ступени скорости [2].
45Для этого необходимо располагать зависимостью скорости тепловоза отпередаточного отношения гидротрансформатора . Эту зависимостьможно получить из формул (3.16) и (3.17), откуда. (3.30)На рисунке 3.4 приведены стендовые характеристики УГП 820/202МРисунок 3.5 – Стендовые характеристики УГП 820/202М (маневровый режим)Касательная сила тяги тепловоза в общем виде определяется следующейформулой, (3.31)где R – радиус колес тепловоза, м;iдк – общее передаточное число силовой передачи от дизеля к колесам; 4574 45ηдк – общий к.п.д. 45 силовой передачи от дизеля к колесам. 45Значения Мд для формулы (3.31) берут по совмещенной характеристикедизеля и гидротрансформатора в точках пересечения кривых иМд=f(nд).
при различных значениях 1/i/ Для тех же значений 1/i берутся iдп и ηдп.Зависимость Fk=f(v) строится по формулам (3.30) и (3.31) для всех ступенейскорости. В таблице 3.1. приведены стендовые характеристики маневровогорежима УГП 820/202М (вал входной).Таблица 3.1 – Стендовые характеристики маневрового режима УГП 820/202М(вал входной)i ГТР Вал входнойnвх, мин-1 Мвх, кН мI ступень II ступеньном. макс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
