Файл: Стесин С.П. Гидродинамические передачи учебник.pdf

вместо пх подставить (ùlt а их левую и правую части разделить на постоянную величину — ускорение свободного падения g, то полу­ ченные в этом случае коэффициен-

(рис. 73). Приведенная характеристика гидротрансформатора отно­

работы двигателя при изменении сопротивления движению, при­ нято называть непрозрачными. Нагрузочная характеристика не­ прозрачного гидротрансформатора изображается одной квадратич­ ной параболой (рис. 74, а).

Принципиальная особенность прозрачного гидротрансформа­ тора состоит в том, что частота вращения коленчатого вала двига­ теля, работающего совместно с гидротрансформатором, устанавли­ вается не только в зависимости от положения педали подачи топ­ лива, но и в зависимости от передаточного отношения в гидротранс­ форматоре. Таким образом, нагрузочная характеристика прозрач­ ного гидротрансформатора представляет собой семейство квадра­ тичных парабол, соответствующих различным значениям і (рис. 74, б). Совместная работа двигателя с непрозрачным гидро­ трансформатором при неизменном положении педали подачи топ­ лива характеризуется постоянной частотой вращения коленча­ того вала. В случае использования двигателя совместно с прозрач­ ным гидротрансформатором по мере повышения передаточного отношения и при постоянном положении педали подачи топлива

117

частота вращения коленчатого вала может постепенно изменяться. При постоянной частоте вращения п± прозрачность гидротранс­ форматора проявляется в изменении крутящего момента М х .

Введем понятие о коэффициенте прозрачности гидротрансфор­ матора:

п, = const

Рис. 74. Прозрачность гидротрансформаторов:

а — нагрузочная характеристика непрозрачного гидротрансформатора; б — нагрузочная характеристика прозрачного гидротрансформатора; в — внешняя характеристика гидро­ трансформатора: / — прямая прозрачность; 2 — обратная прозрачность

В общем случае, когда изменяется частота вращения ведущего вала и крутящий момент на нем, коэффициент прозрачности опре­ деляется из соотношения

где Ä,M1 m a x и kMl m l n — берутся соответственно по М1 т а х и М± т п . Коэффициент прозрачности Я для данного типа гидротрансфор­

матора, независимо от его размеров и условий работы, есть вели­

= 1-т-1,2 частота вращения щ изменяется незначительно, и гидро­ трансформаторы являются непрозрачными.

Гидротрансформаторы, для которых Я > 1, называются гидро­ трансформаторами с прямой прозрачностью (кривая / на рис. 74, в). Гидротрансформаторы, для которых Я < 1, называются гидротрансформаторами с обратной прозрачностью (кривая 2 на рис. 74, в). Так, на нагрузочной характеристике гидротрансформа­ торов с прямой прозрачностью (рис. 74, б) кривая 1 соответствует большим /, и кривая 2 соответствует і = 0.

118

Полная внешняя характеристика гидротрансформатора зависит от его типа. Рассмотрим полные внешние характеристики для наи­ более часто применяющихся одноступенчатых гидротрансформа­ торов (рис. 75).

В режиме противовращения напор турбины противодействует напору насоса (рис. 75, а). Расход при увеличении напора турбины

снекоторого момента

бины.

При положительных передаточных отношениях, больших та­ кого, при котором Мт = 0, начинается обгонный режим. Напор турбины при определенном режиме, зависящем от лопастных систем, становится больше напора насоса, и расход принимает нулевое значение, а затем становится отрицательным. Жидкость начинает циркулировать из турбины в насос. Момент турбины меняет знак. Момент насоса уменьшается по величине, принимает нулевое значение, затем меняет знак и увеличивается. Турбина становится насосом, а насос — турбиной.

119

В режиме противовращения (рис. 75, б) турбина работает как насос в том же направлении, что и основной насос. Следовательно, в схеме работают два последовательно расположенных насоса. Расход остается почти постоянным или несколько увеличивается. Момент турбины возрастает почти прямо пропорционально /. Величина момента насоса незначительно возрастает. Количествен­ ное изменение моментов и расхода зависит от лопастной системы. В обгонном режиме работа гидротрансформатора, показанного на рис. 75, б, аналогична работе трансформатора, показанного на рис. 75, а. Отличительной особенностью является то, что расход увеличивается до определенного значения, а затем практически остается постоянным.

Как на режимах противовращения, так и на обгонных режимах турбина (рис. 75, в) за счет подводимой со стороны механической энергии работает как насос, установленный последовательно основ­ ному насосу. В режиме противовращения знак момента на тур­ бине сохраняется, а в обгонном режиме — изменяется на противо­ положный. Расход имеет минимальное значение на одном из режи­ мов (близких к расчетному) и увеличивается с изменением режимов

работы в обе стороны. Момент насоса при cuU2rH2 = cuHlrHl при­ нимает нулевое значение. При дальнейшем увеличении передаточ­

ного отношения насос начинает работать как турбина. Как в ле­ вой, так и в правой части характеристики нулевое значение момента насоса наступает при одинаковом расходе. Таким образом, для гидротрансформатора с центробежной турбиной нет обрати­ мого режима.

§ 27. ОСНОВЫ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛОПАСТНЫХ СИСТЕМ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ

Задание на проектирование и расчет гидротрансформатора.

Для расчета и проектирования гидротрансформатора задается характеристика двигателя, т. е. зависимость мощности Л/д в и мо­

ориентировочные габаритные размеры, а именно, максимальный диаметр гидротрансформатора и минимальное значение внутрен­ него диаметра D0. В задании должны быть установлены рабочий режим или рабочий диапазон (диапазон изменения передаточного отношения, в пределах которого к. п. д. гидротрансформатора не должен быть ниже определенной величины). В настоящее время оптимальные передаточные отношения і* различных гидротранс­

l min 75

120