Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

Для любого из положен» ротора примерной половина поршней находится под напором и создает момент (вращение ведущих колес), а другая часть — соединена с магистралью вытеснения жидкости (слива).

Основным недостатком радиально-поршневых гидроагрегатов является их меньшая быстроходность, чем аксиально-поршневых из-за большого момента инерции ротора.

Аксиально-поршневые гидроагрегаты по кинематическим свой­ ствам бывают с вращающимся и невращающимся блоком цилин-

Рнс. VII. 14. Элементы конструкции радиально-поршневого высокомоментного гидромотора с профильной направляющей статора

дров, а по конструкции — с наклонным блоком цилиндров, с на­ клонной шайбой или наклонным диском.

На рис. VII. 15 показана типичная конструкция аксиально­ поршневого нерегулируемого мотора с вращающимся блоком цилиндров и наклонным диском. В корпусе (статоре) 1 установ­ лен составной блок цилиндров 2, который может вращаться

вподшипниках 3 и в расточке корпуса. Между блоком цилиндров

иприставкой 7 корпуса закреплен торцовый распределитель 8.

Врасточках цилиндров блока размещены поршни 6, головки кото­ рых завальцованы в наклонном подвижном диске 5 (угол наклона диска у = до 25°)..

Блок цилиндров через шлицы жестко связан с валом 9 привода колес автомобиля. Постоянное, поджатие блока цилиндров к рас­ пределителю и. наклонного диска к опоре осуществляется разжим­ ной пружиной 4. Подвод и отвод жидкости производится через каналы А и В.

196

и воздействовать на наклонный дискНа этом диске возникают окружные составляющие давления, которые и заставят его вра­ щаться. Вращающийся диск поведет за собой поршни, а через них и сам блок цилиндров, а следовательно и ведущие колеса автомобиля. Поршни, лежащие перед плоскостью чертежа, будут вытеснять жидкость в сливную магистраль.

В выполненных конструкциях применяются следующие типо­ вые материалы: для поршней, распределительных цапф и распре­

делительных дисков стали марок 20Х и 40Х с твердостью после термообработки поверхностей трения HRC 56—62; для направ­

л ок — антифрикционные бронзы Бр.ОСНІО-2-3, Бр.ОФІО-1 или Бр.СЧЖ7-2.

При изготовлении гидроагрегатов выдерживаются жесткие нормы на точность изготовления и чистоту обработки поверх­ ностей: овальность и конусность распределительных цапф, цилин­ дров и поршней не должны превышать 5 мкм, чистота обработки направляющих и зеркала цилиндров — ѵ 9 — V 10.

Для обеспечения нормальной работы гндрообъемных передач применяются жидкости, удовлетворяющие требованиям, предъ­ являемым к ним как к рабочему телу, так и как к смазочному мате­ риалу. Таким требованиям отвечают углеводородные полимеры

107

минеральных масел и некоторые кремнийорганические н фторо­ углеродные полимеры. Из числа полимеров минеральных масел наиболее универсальными и подходящими для ГОТ являются авиационные жидкости АМГ-10 и АГМ,. имеющие весьма стабиль­ ную вязкость в широком диапазоне температур (от -f-50 до ■—60° С), хорошие смазывающие и антикоррозионные свойства и отличаю­ щиеся низкой растворимостью воздуха. Указанные масла содер­ жат специальные присадки, повышающие их свойства и работо­ способность. Для среднеклиматических условий возможно при­ менение менее дефицитных минеральных масел типа АУ, а также индустриальных масел 20 и 45. .

Кремниево-полимерные жидкости (ЖРМ-1 и др.) по своим свойствам не уступают минеральным жидкостям, однако по сравнению с последними они более агрессивны по отношению к уплотнительным устройствам, шлангам и прочей резиновой арматуре.

Подбор гидроагрегатов ГОТ

Конкретное содержание расчета зависит оттипа гидроагрегата, режима его работң и особенностей его конструкции, однако общий подход при этом будет примерно одинаков для всех разновид­ ностей гидромашин. Рассмотрим, для примера, радиально-порш­ невой гидроагрегат с цилиндрической направляющей (рис. VII. 16). Центр Ог ротора Р по отношению к центру статора О сдвинут на величину эксцентриситета е. Величина его может принудительно средствами автоматики или вручную меняться (для насосов) или оставаться постоянной (для моторов). На приведенном ри­ сунке в крупном масштабе показан лишь один силовой элемент гидромашины для положения, когда эксцентриситет максимален (е = етах). Пусть гидроагрегат работает в режиме мотора. Тогда направление вращения ротора будет против часовой стрелки. Полезный момент сопротивления М с на валу ротора преодоле­ вается моментом Л4М, возникающим на роторе от поршней, нахо­ дящимся в данный момент времени под напором жидкости.

На поршень со стороны статора действуют две силы: нормаль­ ная сила N (составляющие Т и R) и касательная сила трения F — = \kN (составляющие FT и FR).

Из уравнения моментов сил относительно центра ротора * (точка Ох) получим выражение для М ы0 одного цилиндра (поло­ жение его относительно исходного положения Н — И опреде­ ляется углом а)

198

где (.i — коэффициент трения в контактной паре поршень—направ­ ляющая; ß — текущий угол направления силы УѴ; х, у — плечи приложения сил относительно оси вращения Ох ротора, то после подстановки в выражение (VII.24) и некоторых преобразований

Рис. VII. 16. Расчетная схема радиально-поршневого гидроагрегата (режим мотора)

получим:

Нетрудно показать, что, в свою очередь,

x = pcosß -j- (r — p)(cos ß — JZZT^ cosa) I

У — Psin ß,

где r — радиус цилиндрической направляющей статора; р — радиус сферы поршня (ролика поршня); а — текущее значение угла поворота ротора, отсчитываемое от нейтрального положе­ ния НН.

199

В большинстве существующих конструкций взаимодействие поршней ротора с направляющими осуществляется через ролики, поэтому в исходном выражении для М т (VII.24) допустимо пренебрежение силами трения рлѴ (р, = 0,001 -ь 0,002). С учетом сделанного замечания и приняв во внимание геометрические зависимости (VII.26) окончательное выражение для момента, развиваемого одним поршнем ротора, будет

где рх — давление рабочей жидкости на входе в мотор; dn — диа­ метр поршней ротора.

Для многопоршневой машины итоговый крутящий момент на валу гидромотора равен сумме моментов всех поршней, находя­ щихся под напором, за вычетом момента сопротивления тех порш­

где р і , р2— высокое (на входе) и низкое (на выходе) давление гидромотора соответственно; а (. — угол, определяющий положе­ ние данного ряда поршней от начала отсчета НН; m', т" — число рядов цилиндров ротора, находящихся под напором и под сливом соответственно; q — число поршней в каждом ряду ротора.

Из формулы VII.28 видно, что при всех прочих равных усло­ виях развиваемый гидромотором момент (или потребляемый насосом момент) тем больше, чем больше эксцентриситет е (в об­ щем случае— параметр регулирования £), давление, напора р ъ диаметр поршня dn, число рядов цилиндров р и число поршней т!. Число рядов цилиндров (поршней) в гидроагрегатах выбирается всегда нечетным (7, 9 или 11), так как при этом удается снизить пульсацию жидкости и обеспечить более равномерный рабочий процесс гидропривода.

200

Найдем удельный теоретический (геометрический) объем ра­ диально-поршневого гидроагрегата с цилиндрической направляю­ щей. Обозначим ход поршня через S. Максимальное значение хода

А и а х = % а = л ^ а = 0 — 2 б .

За один оборот ротора все поршни срабатывают один раз (для машин однократного действия). Тогда

Один и тот же гидроагрегат может работать как в режиме на­ соса (н), так и в режиме мотора (м).

Методика подбора гидроагрегатов для ГОТ изложена в спе­

с последовательным потоком), когда вся мощность ДВС в генера­ торе преобразуется в электрическую мощность, а в электромото­ рах — в первоначальную механическую, поступающую к веду­ щим колесам автомобиля;

б) с разделением потока мощности ДВС (двухпоточные), когда часть мощности ДВС пропускается через ЭТ (генератор-электро­ мотор), а другая ее часть — через механическую ветвь трансмис­ сии; суммирование параллельных потоков осуществляется в диф­ ференциальном механизме (аналогично двухпоточным ГМП, см. рис. VII.9). Электрические передачи с параллельными потоками в литеретуре принято называть электромеханическими трансфор­ маторами (ЭМТ) в отличие от однопоточных, называемых просто -электрическими трансформаторами (ЭТ).

Однопоточные передачи являются довольно распространен­ ными, наиболее простыми, имеют высокие преобразующие свой­ ства- (применялись на автобусах ЗИЛ-154), однако в отличие от двухпоточных они обладают более низким к. п. д. и большим весом.

Так же как и ГДТ и ГОТ электрические трансформаторы (и ЭМТ) могут для расширения диапазона регулирования исполь­ зоваться в комплексе с дополнительной ступенчатой коробкой передач (см. рис. VII.8 и VII.9).

В зависимости от рода тока ЭТ (ЭМТ) делятся на передачи постоянного тока и передачи переменного тока. Передачи на пере­

201