Гидропривод мобильных машин. Лабораторный практикум (стр. 17 )

- оптимальный (тяговый) режим, при котором КПД передачи имеет максимальное значение (точка 2). Различие частот вращения насосного и турбинного колёс определяют параметр, называемый скольжением , под которым понимают отношение разности частот вращения насосного и турбинного колёс к частоте вращения насосного колеса:

  .  (7.2)

- режим холостого хода, при котором , , (точка 3).

Согласно (7.2) коэффициент скольжения представляет собой долю потерь в ГДМ. Так как КПД на оптимальном тяговом режиме имеет значения , то доля потерь составляет .

Для гидромуфты коэффициент трансформации ().

7.2. Устройство и рабочий процесс гидротрансформатора

Гидродинамическая передача, предназначенная для изменения передаваемого крутящего момента в значительных пределах, называется гидротрансформатором. В гидротрансформаторах (ГДТ) между насосным и турбинным колёсами, в отличие от гидромуфты, установлено дополнительное реакторное колесо, которое может быть жёстко соединено с картером (корпусом ГДТ), или установлено на муфте свободного хода (МСХ). Наибольшее распространение получили ГДТ с вращающимся реакторным колесом, установленным на МСХ. Такие ГДТ называют комплексными (рис. 7.3). 

Рис. 7.3. Конструктивная схема комплексного гидротрансформатора:

1 – насосное колесо; 2 – турбинное колесо; 3 – реактор, 4 – ведомый вал;

5 – ведущий вал; 6 – муфта свободного хода

       

Устройство и принцип работы ГДТ подобны устройству и принципу работы ГДМ. Насосное колесо приводится во вращение крутящим моментом двигателя. Рабочая жидкость, находящаяся в межлопаточном пространстве насосного колеса, под действием центробежной силы отбрасывается к периферии колеса, и за счёт специального профиля лопаток направляется на турбинное колесо. В межлопаточном пространстве турбинного колеса жидкость воздействует на лопатки турбинного колеса и приводит его во вращение с угловой скоростью . При этом частицы жидкости постепенно теряют кинетическую энергию, приобретённую в насосном колесе, и перемещаются на лопатки реакторного колеса. Направляющее кольцо (тор) служит для сглаживания вихревых потоков, возникающих в относительном потоке рабочей жидкости, что способствует увеличению КПД передачи.

Особенностью конструкции ГДТ является специальная форма лопаток насосного, турбинного и реакторного колёс (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Схема лопастной системы ГДТ:

1 – турбинное колесо; 2 – реакторное колесо; 3 – насосное колесо;

и – абсолютная скорость на входе и выходе насосного колеса;

и – абсолютная скорость на входе и выходе турбинного колеса;

и – абсолютная скорость на входе и выходе реакторного колеса

Для ГДТ основное уравнение баланса моментов в отличие от гидромуфты учитывает момент на реакторе , который может иметь как положительное, так и отрицательное значение:

  .  (7.3)

Энергия потока рабочей жидкости, неизрасходованная в турбинном колесе, используется для увеличения частоты вращения насосного колеса, что увеличивает кинетическую энергию жидкости. Следствием этого является увеличение крутящего момента на валу турбинного колеса в сравнении с моментом, который подводится к насосному колесу от двигателя. Зависимость моментов, передаваемых колёсами ГДТ и КПД от передаточного отношения при постоянной частоте вращения вала насосного колеса (), называется характеристикой ГДТ (рис. 7.5).

  а)  б)

Рис. 7.5. Характеристика ГДТ:

а) – с неподвижным реактором; б) – комплексного

(реакторное колесо установлено на муфте свободного хода)

Типичный вид характеристики ГДТ при жёстко закреплённом реакторном колесе показан на рис. 7.5, а. На ней можно выделить следующие характерные режимы работы:

- зона , где ГДТ работает как понижающий редуктор (, );

- зона , где ГДТ работает с уменьшением величины передаваемого момента при (, ), ГДТ работает как повышающий редуктор;

- зона , где ГДТ работает как ускорительная передача при с минимальным значением КПД (, );