ВКР (1229279), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Когда мощность передается через гидромуфту или механическую коробку передач, двигатель работает по своей внешней характеристи­ке 2. В этом случае имеет место прямая пропорциональность между частотами вращения вала двигателя и колес локомотива, т. е. его скоростью движения.

Если по условиям движения при данной скорости требуется мень­шая мощность, чем мощность по внешней характеристике, то она может быть достигнута за счет изменения подачи топлива. Скоростная ха­рактеристика, реализуемая двигателем при фиксированном положе­нии регулирующего органа, соответствующем меньшей подаче топлива по сравнению с номинальной, называется частичной внешней характе­ристикой (кривая 3). В зависимости от положения регулирующего органа может быть получено множество частичных внешних харак­теристик, обеспечивающих получение мощности в диапазоне от холо­стого хода (N_e=0) до мощности по внешней характеристике.

Рисунок 2.3 – Характеристики дизеля М756

1 – винтовая; 2 – внешняя; 3 – частичная внешняя; 4 – нагрузочная

Условия нагружения двигателя могут быть такими, что требуется изменять мощность при заданной постоянной частоте вращения вала n=idem. Характеристики двигателя, полученные при заданной по­стоянной частоте вращения его вала, называются нагрузочными (кри­вая 4). В зависимости от заданных частот вращения вала может быть получено множество нагрузочных характеристик.

2.2 Кинематическая схема передачи мощности тепловоза ТГ16

Преобразование момента и частоты вращения в передаче мощности может происходить без преобразования или с преобразованием энергии из одного вида в другой. Преобразование момента и частоты вращения может быть ступенчатым или непрерывным в зависимости от свойств элементов, используемых в передачи мощности. В связи с этим свойства и характеристики различных передач существенно отличаются. Тип передачи в основном определяется мощностью силовой установки, а также назначением и условиями работы локомотива [4].

В гидравлической передачи мощности, помимо валов и зубчатых редукторов, применяют гидронасосы, соединенные с валом силовой установки, и гидродвигателей, соединенные с осями движущих колесных пар. Гидравлические передачи делятся на два типа: гидродинамические, содержащие гидродинамические муфты и гидротрансформаторы, и гидрообъемные, содержащие гидронасосы и гидродвигатели поршневого или роликолопастного типа. Функции преобразователя момента и частоты вращения в гидродинамических передачах выполняют гидротрансформаторы, а в гидрообъемных - гидронасосы переменной подачи.

Кинематическая схема гидропередачи приведена на рисунке 2.4 [3]. В таблице 2.1 представлено число зубьев шестерен для рисунка 2.4.

Таблица 2.1 – Число зубьев шестерен гидропередачи УГП 820/202М

Число зубьев шестерен
№1	№2	№3	№4	№5	№6	№7	№8	№9	№10
46	36	42	51	52	41	41	24	24	73
№11	№12	№13	№14	№15	№16	№17	№19	№20	№21
39	39	58	75	37	27	31	21	24	34

В таблице 2.2 приведены частоты вращения валов гидропередачи УГП 820/202М

Таблица 2.2 – Частоты вращения валов гидропередачи УГП 820/202М

Рисунок 2.4 – Кинематическая схема гидропередачи УГП 820/202М

Кинематическая схема передачи включает в себя две передачи [5]:

1. силовую передачу, осуществляющую передачу мощности от дизеля к колесным парам тепловоза через осевые редуктора;

b) вспомогательную передачу, осуществляющую отбор мощности от элементов силовой передачи на вспомогательные нужды самой гидропередачи и тепловоза.

Силовая передача состоит из:

• входного вала с зубчатым колесом I повышающего редуктора и зубчатого колеса 14 отбора мощности;

• главного вала, состоящего из насосного вала, турбинного вала первой ступени и турбинного вала второй ступени;

На насосном валу расположены шестерня 2 повышающего редуктора и насосные колеса двух гидротрансформаторов.

На турбинном валу первой ступени расположены шестерня 3 редуктора первой ступени и турбинные колеса пускового гидротрансформатора. На турбинном валу второй ступени расположены шестерня 5 редуктора второй ступени и турбинное колесо маршевого гидротрансформатора.

• Вторичного вала, в который входит шестерня 4 и 6 первой и второй ступеней, соединенных между собой неподвижной шлицевой муфтой и находящейся в постоянном зацеплении с шестернями 3 и 5 главного вала и шестерни 8 маневрового и 11 поездного режимов, находящийся в постоянном зацеплении с шестернями 10 и 13 раздаточного вала.

Шестерня 8 и 11 при помощи шлицевой подвижной муфты, постоянно соединенной с шестерней 6, соединяют гидравлическую часть гидропередачи с реверс - режимной передачей

• Реверсного вала, в который входят паразитная шестерня 7, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 6 вторичного вала и шестерен 9 маневрового и 12 поездного режимов, которые находятся в постоянном зацеплении с шестернями 10 и 13 раздаточного вала. Аналогично шестернями 8 и 11 шестерни 9 и 12 могут быть соединены при помощи шлицевой подвижной муфты с шестерней 7, что обеспечит изменение направления вращения раздаточного вала.

Вспомогательная передача состоит из вала отбора мощности с валом привода вспомогательного насоса и гидромуфты привода компрессора, привода насоса смазки и привода откачивающего насоса.

Передача крутящего момента от дизеля для движения тепловоза осуществляется через упругую муфту на входной вал и затем через шестерни повышающего редуктора 1 и 2 на главный вал гидропередачи.

С главного вала преобразованный крутящий момент передаются на раздаточную шестерню 6 вторичного вала через шестерни 3 и 4 и неподвижную шлицевую муфту при заполненном гидротрансформаторе первой ступени, или через шестерню 5 при заполненном гидротрансформаторе второй ступени.

Далее, в зависимости от направления движения тепловоза, передача момента производится через подвижную шлицевую муфту вторичного вала или через паразитную шестерню 7 и такую же шлицевую муфту вала реверса на раздаточный вал.

Приведем кинематическую схему гидравлической передачи тепловоза ТГ16 (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 – Кинематическая схема передачи мощности

1 – эластичная муфта; 2 – раздаточный вал; 3 – тележечный вал

Принцип действия гидромеханической передачи.

Основы устройства и работы гидропередачи легко понять из принципиальной схемы, приведенной на рисунке 2.6. Дизель приводит во вращение ротор центробежного насоса, который под давлением нагнетает рабочую жидкость (масло) в направляющий аппарат турбины. Здесь гидравлический напор, создаваемый насосом, превращается в кинетическую энергию струи масла (скоростной напор). Струя масла, попадая на лопатки рабочего (турбинного) колеса, приводит его во вращение. Таким образом, скоростной напор в турбине превращается в механическую энергию. Благодаря непрерывной циркуляции становится возможным иметь в системе небольшое количество масла. Турбинное колесо через механическую ступень связано с колесами локомотива.

Гидравлический аппарат, состоящий из гидронасоса и турбинного колеса (без направляющего аппарата), называется гидромуфтой. Гидромуфта не изменяет, а только передает крутящий момент от дизеля на колеса тепловоза. Ведущий вал насоса соединяется с коленчатым валом дизеля. При вращении этого вала колесо насоса создает напор масла, которое перетекает в колесо турбины, насаженного на вал. От этого вала момент передается на колеса тепловоза. Рабочая жидкость в гидромуфте циркулирует по кругу циркуляции.

Рисунок 2.6 – Устройство и работа гидропередачи

Гидравлический аппарат, состоящий из насосного колеса, направляющего аппарата и турбинного колеса, называется гидротрансформатором. Он предназначен для изменения постоянного крутящего момента дизеля (М_а=М_и) в переменный крутящий момент турбинного колеса. Дизель вращает насосное колесо, масло от центра отбрасывается центробежной силой к периферии, вследствие чего создается давление (напор) масла, которое перетекает в направляющий аппарат. Из направляющего аппарата масло поступает в турбину, а из турбины снова в насос; направляющий аппарат не вращается. Как видим, валы насоса и турбины не имеют между собой прямой механической связи. Момент от насосного колеса к турбинному передается через жидкость, это придает передаче ценное свойство. Дизель и передача не испытывают механических ударов, порождаемых при трогании и движении поезда.

В унифицированной гидропередаче, показанной на рисунке 2.7 трогание тепловоза осуществляется на пусковом гидротрансформаторе ГТ I. При этом гидротрансформатор заполнен маслом. Остальные гидроаппараты маслом не заполнены и участия в передаче мощности не принимают. В кинематическую схему передачи мощности oт ГТ I к выходному валу включена зубчатая пара 1. При увеличении скорости движения тепловоза возрастает частота вращения турбинного колеса n_т и отношение n_т к частоте вращения насосного колеса n_н (n_т/n_н) увеличивается и становится выше передаточного числа гидротрансформатора. (Передаточным числом гидротрансформатора называется такое отношение n_т/n_н при котором КПД последнего имеет максимальное значение).

Если отношение n_т/n_н стало выше передаточного числа гидротрансформатора, то возрастают потери и КПД резко снижаются. Опорожненение гидротрансформатора ГТ I и заполнение маслом гидротрансформатора ГТ II изменяет схему передачи крутящего момента от дизеля к колесам. Теперь момент будет передаваться через зубчатую пару II с другим передаточным числом. Соотношение n_т/n_н вновь изменится, исключая тем самым потери и не допуская падения КПД гидротрансформатора. При дальнейшем росте скорости с целью поддержания более высокого КПД гидропередачи осуществляется переход на гидромуфту ГМ.

Отношение крутящего момента на валу турбины к крутящему моменту на валу насоса называется коэффициентом трансформации момента

Характеристики

Список файлов ВКР