ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 289
Скачиваний: 1
с наклонными плоскостями; между обоймой / и наклонными пло скостями обоймы 2 установлены ролики 3, которые поджимаются пружинами 4.
При наличии на реакторе положительного момента +7WP реактор с обоймой 2 стремится вращаться слева направо, и на клонные плоскости обоймы находят на ролики. Так как угол наклона плоскости меньше угла трения, то происходит заклини вание, и наружная обойма с реактором останавливается. При этом передача работает на режиме гидротрансформатора.
При наличии на реакторе отрицательного момента —Мр реактор с наружной обоймой вращается справа налево. Этому ничто не препятствует, так как наклонные плоскости наружной обоймы стремятся отойти от роликов, и реактор может свободно вместе с обоймой вращаться. При этом передача работает на ре жиме гидромуфты.
Требования, которые предъявляются к гидропередаче и транс миссии в целом, иногда не удовлетворяются из-за значительного снижения к. п. д. на участке от оптимального режима работы гидротрансформатора с максимальным к. п. д. до перехода на режим гидромуфты (рис. 98, б). Для устранения этого провала применяют комплексный гидротрансформатор с разрезным ре актором, каждая из частей которого поставлена на свою муфту свободного хода (рис. 99, б).
Для более наглядного представления о работе комплексного гидротрансформатора с одним и двумя реакторами рассмотрим треугольники скоростей на входных и выходных кромках.
Лопатка неразрезного реактора показана на рис. 100, а. Для простоты полагаем, что расход не зависит от режима работы и оптимальный режим совпадает с безударным входом в реактор.
При уменьшении передаточного отношения |
і жидкость подходит |
к реактору с положительным углом атаки. |
При этом скорость си |
будет иметь, как правило, отрицательный знак. При увеличении і
жидкость подходит к реактору с |
отрицательным |
углом |
атаки, |
|||||||||||||
при |
этом |
отрицательная |
скорость |
си |
уменьшается, |
принимает |
||||||||||
положительное |
значение |
и растет |
с |
увеличением |
і. |
Учитывая, |
||||||||||
что момент на |
реакторе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
= |
Qp (cuP2r |
Р2 |
|
сиРХгР1), |
|
|
|
|
|
||
можно определить, |
что |
при сиР2гР2 |
— сиР1гР1 |
= |
0 |
момент |
равен |
|||||||||
нулю |
и |
при |
сиР1гР2 |
— сир1гР1 |
< |
0 |
он будет |
отрицательным. |
||||||||
Следовательно, |
начиная |
с |
режима |
работы |
і = |
іА, |
|
на |
котором |
|||||||
c « P 2 r P 2 — c upir pi |
= |
0, |
с |
увеличением |
передаточного |
отношения |
||||||||||
реактор будет вращаться. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Последовательность расположения лопаток разрезного ре |
||||||||||||||||
актора и треугольники скоростей для |
входа |
и выхода |
показаны |
|||||||||||||
на рис. 100, б. Когда на оба реактора |
действует |
положительный |
||||||||||||||
момент, они неподвижны, и гидротрансформатор |
работает как бы |
|||||||||||||||
с одним реактором обычного размера (рис. 100,6). Выходной |
угол |
172
первого реактора ß P i 2 = 90° или близок к нему и сиР2 m 0. Если угол наклона потока на входе равен 90°, то момент на первом
реакторе равен нулю, а при увеличении угла наклона потока мо мент становится отрицательным, и первый реактор начинает вра щаться. При этом он уже не участвует в преобразовании момента, и гидротрансформатор работает с новой лопастной системой, вклю чающей второй реактор. В этом случае суммарные ударные по тери на режимах с большими і уменьшаются и к. п. д. возрастает.
Для |
увеличения к. п. д. |
гидротрансформатора наклон ло |
патки |
второго реактора на |
входе делается несколько большим, |
чем 90°. При дальнейшем изменении режима работы в сторону
Lmp1
|
|
Рис. 100. |
Схема |
обтекания |
лопаток |
реактора: |
|
|
||
|
|
|
а |
— неразрезного; |
б — разрезного |
|
|
|||
увеличения |
і |
наступает |
такое |
состояние, |
когда |
сиѴи^ри% — |
||||
= СцрцГрц, |
и |
момент на |
втором |
реакторе |
равен |
нулю. |
Затем |
|||
он станет |
отрицательным, |
и второй |
реактор |
начнет |
также |
вра |
||||
щаться, |
а |
гидротрансформатор |
будет работать как |
гидромуфта. |
||||||
Характеристика четырехколесной комплексной передачи по |
||||||||||
казана на рис. 98, г. Она как бы составлена из характеристик |
двух |
гидротрансформаторов и одной гидромуфты, причем переключе ние с одного режима на другой происходит автоматически. На участке О—А мы имеем гидротрансформатор с очень искривлен ным реактором. На участке А—Б исключается из работы первый реактор, и мы имеем гидротрансформатор с малоискривленным реактором. На участке Б—/ из работы исключается второй ре актор, и мы имеем гидромуфту.
Рассмотрим некоторые особенности расчета комплексного ги дротрансформатора по сравнению с расчетом обычного гидротранс форматора. При расчете обычного гидротрансформатора все пара метры, определяющие его размеры, берутся из условия получе ния максимального к. п. д. и заданного коэффициента трансфор мации для расчетной точки. Так как п1 = const, рабочая точка
173
определяется частотой вращения п2. Это достигается как правиль ным выбором входных углов лопаток, так и профилированием лопаток, создающим благоприятные условия для формирования потока на данных режимах. Всякое отклонение от і* влечет за собой изменение поля скоростей, появление потерь при входе на
лопатки |
и снижение |
к. п. д. |
Расчет гидромуфты ведут |
для ре |
|
жима максимального |
к. п. д. |
При этом ; * м близко |
к |
единице. |
|
Отсюда |
ясно, что при расчете |
комплексной передачи |
существуют |
противоречия, вызванные принципом действия передачи, имею щей два режима работы. Например, входные углы обычно вы бирают так, чтобы обеспечить в рабочей точке безударный вход потока на лопатки. Выполнить это в комплексном гидротрансфор маторе нельзя, так как входные углы лопаток, выбранные для рабочей точки гидротрансформатора, не будут удовлетворять аналогичным условиям работы гидромуфты, потому что в первом
случае реактор |
является неподвижным |
элементом, во втором — |
он вращается, |
а кроме того, на режиме |
гидромуфты возрастает |
окружная скорость турбины. На характеристику гидротрансфор матора наибольшее влияние оказывают выходные углы лопаток рабочих колес (на XN, К, П). В то же время более высокий к. п. д. можно получить на режиме гидромуфты. Поэтому при расчете комплексной передачи следует задаваться выходными углами применительно к рабочей точке гидротрансформатора, а вход ными — применительно к рабочей точке гидромуфты. Из выше изложенного следует, что комплексная передача при каждом ре жиме будет работать с меньшим к. п. д., чем отдельный гидро трансформатор или отдельная гидромуфта. При переходе ком
плексного |
гидротрансформатора |
на режим |
гидромуфты Мн = |
|||
= Мт, |
момент |
реактора |
|
|
|
|
|
|
Мр = Qp (cP2rP2 cos а Р 2 |
— c T 2 r T 2 |
cos а Т 2 ) = 0. |
||
Отсюда |
следует, что |
|
|
|
||
|
|
|
С Р 2 Г Р 2 COS а р 2 = C-ï2rT2 cos осТ 2 . |
|||
Тогда выражение для момента насоса в точке перехода на |
||||||
режим |
гидромуфты при условии, что гР2 |
с^. rHl, примет вид |
||||
|
|
Мн |
= Qp ( W H 2 c o s |
а Н 2 — с п |
г т |
cos а Р 2 ) |
или |
|
М н |
= Qp (c H 2 r H 2 cos а Н 2 — cT 2 rT 2 cos а Т 2 ) . |
|||
|
|
Проследим, как при этих условиях будет работать насос ком плексной передачи. Как известно, с уменьшением скольжения гидромуфты расход падает. С другой стороны, увеличение ско
рости в реакторе приводит к возрастанию величины сиР2 |
так, что |
|||
выражение гН1сиР2 |
после |
перехода передачи на режим гидромуфты |
||
и все дальнейшее |
время |
будет больше выражения |
гТ2сиТ2, |
соот |
ветствующего моменту перехода. Эти два фактора |
ведут |
к пони- |
||
174 |
|
|
|
|
жению момента насоса, так как возможное незначительное увели чение скорости сиН2 недостаточно для нейтрализации их действия. Следовательно, в этих условиях передача может работать как гидромуфта только при понижении передаваемого момента, т. е. при неполном использовании подводимой мощности. Это пониже
ние мощности происходит при режиме наибольшего |
к. п. д., что |
во многих случаях нежелательно. |
|
Итак, работа комплексного гидротрансформатора |
на режиме |
гидромуфты, начиная с точки перехода, происходит при неизбеж ном понижении момента насоса. Этого можно избежать увеличе
нием скорости |
сиІІ2. Незначительное |
увеличение |
скорости |
сиН2 |
при углах ß H a |
<С 90° происходит за счет уменьшения расхода, т. е. |
|||
скорости с т Н . |
Однако более быстрое увеличение сиН2 |
происходит |
||
при увеличении частоты вращения пх. |
Отсюда следует, что |
по |
нижение момента насоса будет незначительным, если с переходом на режим гидромуфты возрастет частота вращения. Исходя из вышеизложенного, рекомендуют расчет комплексной передачи при работе ее на режиме гидротрансформатора производить при несколько пониженной (на «*20%) частоте вращения насоса [5] .
§ 34. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРЫ
Для гидротрансформаторов единственным параметром, опре деляющим частоту вращения ведомого вала при постоянной ча стоте вращения ведущего вала, является нагрузка на ведомом валу. По мере увеличения нагрузки частота вращения ведомого вала уменьшается вплоть до полной остановки. В некоторых случаях возникает необходимость изменения частоты вращения ведомого вала при неизменной его нагрузке и постоянной частоте вращения ведущего вала. Так бывает, например, при применении гидротрансформатора с электродвигателем переменного тока или при групповом приводе от дизеля, когда отдельные ведомые валы, приводимые в движение через гидротрансформаторы, требуют независимого регулирования скорости вращения.
Изменение выходной мощности гидротрансформатора может со вершаться следующими способами: изменением частоты вращения вала двигателя, изменением степени заполнения рабочей полости гидротрансформатора, изменением формы проточной части гидро трансформатора, комбинацией первого способа с другими двумя.
Первый способ имеет наибольшее значение для транспортных средств (автомобили, тепловозы), применительно к которым такое регулирование хорошо изучено. Известно, что при таком регули
ровании экономичность |
передачи |
(ее к. п. д.) |
оказывается |
тем |
|||
выше, чем ближе закон изменения нагрузки М2 |
при изменении п2 |
||||||
к квадратичной параболе. В случае, если |
М2 = |
knl, |
то теорети |
||||
чески во всем диапазоне регулирования |
к. п. д. передачи |
изме |
|||||
няется |
мало. Наблюдающееся изменение |
к. п. д. передачи |
при |
||||
таком |
регулировании и |
названном |
выше |
характере |
зависимости |
175
М2 = f (7г2) |
объясняют снижением числа |
Re потока в рабочей |
|||
полости |
передачи. |
|
|
|
|
Однако такой способ |
регулирования во многих случаях |
имеет |
|||
недостаточный диапазон |
регулирования. Так, для дизелей |
строи |
|||
тельных |
и |
дорожных |
машин обычно |
л д в т а х / А г д в т т |
= 2-І-З. |
Кроме того, ЭТОТ способ не пригоден для тех случаев, когда опре деленное изменение выходных характеристик необходимо обеспе чить при N2 = const. Регулирование мощности N2 за счет изме нения заполнения рабочей полости гидротрансформатора сопро вождается, как правило, уменьшением его к. п. д. Во ВНИИ-
M-W'1
Рис. І01. Характеристики гидротрансформаторов при объемном регу
лировании: |
|
|
|
|
а — изменением наполнения; б — дроссельной |
заслонкой; /—4 — кривые, |
|
||
соответствующие различным положениям |
регулирующего органа |
|
|
|
Метмаше, ВНИИСтройдормаше |
и других организациях |
были |
||
исследованы экспериментально |
гидротрансформаторы, |
в |
ко |
|
торых регулирование мощности |
УѴ2 осуществлялось за |
счет из |
||
менения количества жидкости в рабочей полости. При этом |
было |
установлено, что любой режим работы тем менее экономичен,
чем больше момент |
нагрузки |
в этом режиме отличается |
от мо |
|
мента на турбине при полном |
заполнении |
рабочей полости. |
||
Характеристики |
передачи |
при таком |
регулировании |
имеют |
такой же вид, как и в случае регулирования передачи изменением частоты вращения вала двигателя. На рис. І01 приведены харак теристики регулируемых гидротрансформаторов при помощи из менения наполнения и при помощи дроссельной заслонки. Же сткость статических выходных характеристик передачи при этом остается для всех величин заполнения примерно одинаковой.
176