Никитин О.Ф. Гидравлика и гидропневмопривод DJVU (948287), страница 64
Текст из файла (страница 64)
При увеличении момента сопротивления на валу турбинного колеса частота вращения вала турбины снижается при неизменной ЛХ частоте вращения вала насосного колеса. Статическое давление вследствие центробежного ускорения в дополнительной камере становится ниже давления аналогичного происхождения в рабочей полости, и рабочая жидкость устремляется в дополнительную камеру (см. рис. 9.20, а). Таким образом, происходит частичное Рис. 9.21. Рабочие харак- опорожнение рабочей полости и, как теристнки гнлромуфты с следствие, ограничение передаваемого различным заполнением крутящего момента вследствие уменьшерабочей полости ния массы потока и количества движения.
На рис. 9.21 показан переход на другую характеристику (пунктирные линии). Для повышения устойчивости работы гидромуфты используют несимметричные рабочие колеса с порогом на выходе турбинного колеса и с дополнительной камерой (см. рис, 9.20, б). Счраничивающие свойства связаны с установкой лопастей в насосном и турбинном колесах под углом к плоскости, перпендикулярной оси вращения. При этом в насосном колесе лопасти на выходе наклонены назад по отношению к направлению вращения, а в турбинном на входе — вперед, Это снижает напор потока рабочей жидкости и уменьшаег крутизну характеристики крутящего момента, передаваемого гидромуфтой.
Конструкция такой гидромуфты и развертка сечения по цилиндрической поверхности показаны на рис. 9.20, в. Такая гидромуфта надежно защищает двигатель н машину от перегрузок, характеристика имеет пологую форму, за счет чего стоповый момент невелик. При вращении насосного колеса в обратную сторону характеристика гидромуфты становится крутой, а столовый момент значительно увеличивается. Это объясняется возрастанием напора рабочей жидкости за счет наклона лопастей насосного колеса вперед по направлению вращения.
Таким образом, гидромуфта с наклонными лопастями работает при вращении насосного колеса в одном направлении как ограничивающая (пусковая), а в другом — как тормозная. 356 Гл. 9. Попастные насосы и турбины. Гидродинамические передачи При постоянной частоте вращения входного звена можно регулировать частоту вращения выходного звена тремя способами: изменением заполнения рабочей полости жидкостью с применением гидравлических устройств, изменением формы рабочей полости и искусственным созданием перегрузки на ведомом звене нлн ее снятием.
Перечисленные способы требуют значительного усовершенствования конструкции гидромуфт. В результате всех перечисленных методов моментная характеристика изменяется подобно тем, которые показаны на рис. 9.21. Гидродинамические трансформаторы: назначение, принцип работы, основные рабочие характеристики. Гидродиналтческий трансформатор (или гидротрансформатор) — гидропередача, которая передает крутящий момент, преобразованный по величине, а иногда и по знаку.
Иными словами, гидротрансформаторы, обладая всеми свойствами гидромуфт, способны в зависимости от передаточного отношения преобразовывать момент Мь приложенный к входному валу. Если момент сопротивления Мь приложенный к выходному валу, превышает момент двигателя Мь то частота вращения пз автоматически снижается; если момент Мз уменьшается, то частота вращения пз увеличивается. Гидротрансформаторы отличаются от гндромуфт тем, что кроме соосно установленных насосного и турбинного колес 1, 2 (рис.
9.22) в рабочей полости также соосно установлено жестко соединенное с неподвижным корпусом 4 машины лопастное колесо 3 реактора (Р), иногда называемого направляющим аппаратом. Обычно это колесо устанавливают между выходом турбинного колеса и входом насосного колеса, хотя и возможна установка в другом промежутке между колесами. Другим основным конструктивным отличием колес гидро- трансформатора от колес гидромуфты является сложный криволинейный профиль их лопастей. Точки 1, 2 и 3 принадлежат одновременно попарно колесам Н, Т и Р. Насосное колесо приводится во вращение крутящим моментом М1 двигателя.
Жидкость, находящаяся в межлопаточном пространстве насоса, раскручивается вместе с ним с угловой скоростью в1 и отбрасывается от оси вращения к периферии колеса (от точки 1Н к точке 2Н на рис. 9.22). При этом каждая частица рабочей жидкости, перемещаясь вдоль криволинейной лопатки насосного колеса от точки 1 к точке 2, приобретает кинетическую энергию и скорость в направлении 357 Ч. П.
Гпдропвввнопривод Рнс. 922. Принципиальная схема гндротрансформатора вращения колеса. В точке 2Н частицы потока жидкости «срываются» с насосного колеса с абсолютной скоростью Р'с и с такой же скоростью «ударяют» в точке 2 по лопатке турбинного колеса. В межлопаточном пространстве турбинного колеса жидкость, раскрученная в насосном колесе, перемещаясь вдоль криволинейной лопатки турбинного колеса, воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение с угловой скоростью озь При этом частицы жидкости постепенно теряют кинетическую энергию, полученную в насосном колесе, и движутся от периферии к оси вращения (от точки 2Т до точки ЗТ). В окрестностях точки 3 поток жидкости «срывается» с турбинного колеса с абсолютной скоростью 1'з и перемещается на реактор (см.
Рис. 9.22) с такой же скоростью, воздействуя в точке ЗР на лопатку реактора. Далее поток рабочей жидкости проходит через межлопастное пространство неподвижного реактора вдоль криволинейной лопасти реактора от точки ЗР до точки 1Р. При этом вектор скорости движения жидкости изменяется от точки 3 до точки 1. В окрестностях точки 1 жидкость с абсолютной скоростью Г, перемещается на насосное колесо и с такой же скоростью воздействует в точке 1Н ил лопатку насосного колеса. Далее рабочий процесс повторяется, т. с. рабочая жидкость циркулирует в межлопастном пространстве колес по замкнутому контуру с массовым расходом Д .
358 Гп. 9, Лопастные насосы и турбины. Гидродина иические передачи Реактор служит для изменения крутящего момента на гидро- трансформаторе, т. е. для получения на выходном валу момента Л4, отличного от входного момента Мь Отклоняя жидкость своими лопатками, реактор изменяет момент количества движения потока рабочей жидкости. Следовательно, в гидротрансформаторе моменты количества движения за турбинным колесом (на входе реактора) и на входе насосного колеса (на выходе реактора) не равны друг другу.
В таком варианте моменты М, и М, также различны. Совместную работу лопастных колес гидротрансформатора рассматривают с учетом следующих допущений: а) направление скорости И' „при относительном движении потока за каждым из лопастных колес определено направлением выходных элементов лопастей; б) в промежутках между лопастными колесами момент количества движения потока не изменяется (например, р0~Ъзтйзт = = Р0рпзгнзв)~ в) расход жидкости в текущий момент времени через все лопастные колеса одинаков.
Для гидротрансформатора наиболее типичен случай, когда М2 > Мь т. е. момент от нагрузки больше момента приводящего двигателя. Насосное колесо с приложенным к нему от двигателя моментом М~ увеличивает момент количества движения потока. Это выражается в том, что момент скорости потока (закрутка потока) увеличивается от значения Ро1рйш на выходе из реактора до у'ознй2н за насосным колесом. Тогда М1 = РЯРигнйгн — РыФш). Реактор увеличивает момент количества движения потока посРедством закРУтки потока, т.
е, Ршрй1р > Розрйзр. На РеактоРе возникает со стороны неподвижного корпуса 4 момент Мз = Р0(~ у!Р~1ш — "узтлзт) ~ совпадающий по направлению с моментом Мь В этом случае суммарный момент, расходуемый в гидротрансформаторе на закрутку потока (общее приращение момента количества движения потока), 359 Ч. Д.
Гидроп~евмопривод Мт = М + Мз Р0(~ узн гг2н гЪзтггзт). В турбинном колесе закрутка уменьшается от Уцзнйзнперед входом в него до 1гпзтйзт на выходе из тУРбинного колеса. Момент, развиваемый турбиной и расходуемый на преодоление сопротивления, Мз = РЯ~изнйзн 1гпзтйзт) приложен к валу этого колеса, пропорционален полному снижению момента количества движения и равен по абсолютной величине сумме моментов ~(М~ + Мз)~„затраченных на закрутку потока. Таким образом, развиваемый «урбинным колесом момент превышает момент, сообщаемый приводным двигателем насосному колесу, ~ Мз ! > ~ М1 (, и гидротрансформатор работает как редуктор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
