Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 63
Текст из файла (страница 63)
В гидромуфте между насосным и турбинным колесами отсутствуют какие-либо элементы, способные изменить момент количества движения потока. В результате передача момента потоком жидкости в гидромуфте осуществляется без изменения момента. Расход жидкости, протекающей в данный момент времени через лопастные колеса, одинаков. Поскольку направление движения жидкости в полости турбинного колеса противоположно действию его центробежных сил, то на входе турбинного колеса частицы жидкости обладают большей энергией. Такая энергия обусловлена большей частотой вращения насосного колеса и лучшей передачей энергии потоку рабочей жидкости посредством большего числа лопастей.
В полости гидромуфты происходит циркуляция жидкости при обгоне насосным колесом турбинного, и„> п.„т. е. наблюдается скольжение. Передаточное отношение гидромуфты ~ ф = и,/и, определяет скорость циркуляции потока в гидромуфте, значит, ее расход зависит от момента нагрузки. Относительная разность чисел оборотов валов насоса и гидротурбины — скольжение 351 Ч. 11 Гидропкевмопривод пн пн пн =1 — — =1 — 1,мь =1 — г1, ф пн пн ч;йг Тяговая характеристика, опредемо ляемая зависимостями крутящего мол =-1 мента и КПД от передаточного отношения при и„= сопв1, позволяет наиболее полно оценить возможности гидромуфты (рис. 9.19).
Мотентяая характериь стика определяется зависимостью момента, который способна передать гид!н пн ромуфта, ог передаточного отношения при некоторой частоте вращения входРис. 9.19. Изменение рабочих характеристик гидро ного вала пн. Эту хаРактеРистикУ полУ- муфты чают, как правило, экспериментально. Анализ поведения рабочей характеристики позволяет сделать следующие выводы: при отсутствии момента сопротивления в режиме холостого хода (передаваемый гидромуфтой момент соизмерим с моментом трения корпуса об окружающую среду) частота вращения п„турбинного колеса стремится к частоте вращения вала п„насосного колеса, т.
е. 1„,9 -+ 1, а КПД гидромуфты уменьшается; 0 352 где т! ф — КПД гидромуфты. Доля потерь энергии в гидромуфте соответствует пути скольжения. Теряемая энергия затрачивается на преодоление трения потока о лопасти и стенки рабочей полости, а также на вихреобразование при обтекании лопастей. Вихревые потери энергии на вихреобразование доминируют при малых значениях 1„,ф, т. е. при больших расходах.
При больших значения 1,мф потери определяются в основном трением. Основные рабочие характеристики. Работу гидромуфты отражают внешние и внутренние характеристики. Внутренние характеристики опрсдсляются зависимостью между параметрами потока рабочей жилкости в рабочей полости гидромуфты, внешние— зависимостью внешних параметров гидромуфты от передаточного отношения при постоянных значениях вязкости и плотности рабочей жидкости, частоте вращения или крутящем моменте входного вала.
Внешние характеристики подразделяют на тяговые, полные и универсальные. Гл. 9. Лопастные насосы и турбины. Гидродинамические передачи при увеличении момента сопротивления (момента на ведомом (выходном) валу) снижается частота вращения п, выходного вала; номинальным (оптимальным) режимом называют такой рабочий режим, при котором гидромуфта имеет максимальный КПД, т. е. при т1 ф = тр= 0,95...0,98 или з = 0,02...0,05.
Как правило, Мнагр ~~ МО )с У М2 /М2 Мт /Мн КПД гидромуфты 'сгн па 2глгф ° нн 2л'т Мтпт т) гмф 353 Прн дОСтатОЧНО ВЫСОКОМ ПЕрЕдаВаЕМОМ МОМЕНТЕ Мн, =М0 ведомый вал может быть остановлен; стоповый режим при и, = О. Поведение характеристики Мг„ф = г (и, ) объясняется изменением поля центробежных снл, действующих на жидкость в турбинном колесе, в зависимости от частоты вращения этого колеса. Если частота вращения па приближается к частоте вращения пн,то поле центробежных сил, противодействующее протеканию жидкости через турбинное колесо, практически соответствует полю центробежных сил в насосном колесе, подающем рабочую жидкость.
При этом поток между колесами и передача момента отсутствуют (О -+ О, М2 -+ 0). В остановленном колесе противодействующее поле центробежных сил отсутствует и передаваемый момент близок к максимальному значению (Д вЂ” + Д~~, М2 — + М,„), При 1 м1 передаваемый момент мал и становится соизмеримым с моментом трения (воздух, жидкость и др.). Это приводит к стремительному падению рабочих характеристик. С увеличением момента сил (нагрузки) скорость циркуляции увеличивается, следовательно, увеличиваются момент и мощность.
Это приводит к нагреву рабочей жидкости, поэтому необходимо вводить охлаждение. Для полностью залитой гидромуфты з = 0,03...0,05; и, < зпн = = (0,95.,.0,97)пн, т. е. всегда и, м' пн. Коэффициент трансформации момента гидромуфты Ч. П. Гидропневмопривод Коэффициентом Ь перегрузки называют отношение Мо/Мр = = 5...7, иногда (5...!2). Стремление к увеличению б приводит к многообразию форм проточных каналов колес. Различают жесткие и нежесткие моментные характеристики.
Критерием жесткости (крутизны) моментной характеристики служит производная передаточного отношения, Ф = аМ/ой'. При идеально жесткой характеристике Ф = О и чем ближе Ф к нулю, тем жестче характеристика. Критерий жесткости используют для оценки устойчивости характеристики. Полная характеристика отражает, кроме рассмотренного тягового, тормозной и обратимый режимы. Тормозной режим — режим, при котором мощность подводится к гидромуфте как со стороны входного, так и со стороны выходного звеньев или со стороны одного из них при другом остановленном.
Различают два тормозных режима гидромуфты — обгонный (зпаки момента и направления вращения насоса и турбины совпадают) и противовращения (насос и турбина вращаются в разные стороны). Примером обгонного режима служит спуск груза без торможения (с попутной нагрузкой). Режим противовращения можно наблюдать, например, когда автомобиль с гидромуфтой в трансмиссии, несмотря на включенную передачу, движется на подьеме не вверх, а вниз под действием окатывающей (попутной) силы.
Универсальная характеристика гидромуфты представляет собой совокупность ее внешних характеристик, полученных при различных частотах вращения входного звена. Изменение рабочих параметров. По назначению гидромуфты подразделяют на ограничивающие (предохранительные, пусковые и пускотормозные), регулируемые, блокировочные и др. Для обеспечения рабочих характеристик различных по назначению гидромуфт необходимо изменять внутренние параметры гидромуфты, к которым в первую очередь относятся: подача насосного колеса, расход турбинного колеса; создаваемый насосным и потребляемый турбинным колесами напоры; скорость потока рабочей жидкости, давление рабочей жидкости, взаимодействие потока с ограничивающими его поверхностями стенок рабочей камеры и лопасти. Изменение перечисленных параметров обусловливает следующие эксплуатационные и конструктивные мероприятия: 354 Гл.
9. Лопастные насосы и турбины. Гидродиначические передачи изменение частоты вращения п„входного вала, активного диаметра 2Уз гидромуфты (рис. 9.20, б); переменность наполнения рабочей полости рабочей жидкостью (рис. 9.20, а); изменение формы рабочей полости (см. рис. 9.20, б); введение дополнительных полостей с переменным наполнением рабочей жидкостью (см. рис. 9.20, б); установка лопастей под углом к торцу колеса — плоскости, перпендикулярной оси вращения (рис. 9.20, в); изменение плотности рабочей жидкости. б е Рис.
9.20. Схемы циркуляции рабочей жидкости в гидромуфте: а — в частично заполненной рабочей полости; б — с несимметричными колесами, порогом на выходе турбинного колеса и дополнительной камерой; в — с установкой лопастей под углом к торпу колеса Следует отметить, что эти действия не нарушают законы подобия гидромуфт. При вращении турбины без скольжения (в = О, ~' ф = 0 и Д = 0) циркуляция рабочей жидкости между полостями насосного и турбинного колес отсутствует. Жидкость располагается, как показано на рис. 9.20, и, поз.
1. С возникновением скольжения (в ~ 0 и ~',„ф ~ 0) появляется и увеличивается массовый расход, и жидкость начинает циркулировать в рабочих полостях колес, в начале по 355 Ч. П. Гидропневиопривод малому кругу (поз. 2 на рис. 9.20, а), а затем по достижении определенного пути скольжения — по большому (поз. 3 на рис. 9.20, а) с образованием полости, заполненной воздухом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
