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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 288

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Это обеспечивает возможность устойчивого регулирования по частоте вращения при постоянном моменте в диапазоне изменения

 

частоты

вращения

а =

 

6, где

а =

Ih™*-. Регулирование

на-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И2ГЛІП

 

 

 

 

 

полнением обладает из всех способов наименьшим быстродей­

 

ствием и наихудшими следящими свойствами, поэтому оно мало

 

применяется даже в тех случаях, когда можно было бы пренебречь

 

уменьшением

к. п. д.

 

Подобный

способ

регулирования

можно

 

применять, например, в судовых установках с дизелями, где на

 

передачу, как правило, возлагается задача включения и выклю­

 

чения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Регулирование изменением формы проточной части может осу­

 

ществляться при помощи различных шиберных устройств, пере­

 

гораживающих поток на выходе из насоса, или за счет поворота

 

лопаток

одной

или

нескольких

решеток

рабочих

колес гидро­

 

трансформатора. Регулирование гидротрансформаторов при по­

 

мощи шиберных устройств по своим характеристикам

(моментным

 

и к. п. д.)

напоминает

регулирование

изменением

заполнения

 

рабочей полости передачи. По сравнению с этим способом регули­

 

рования шиберное регулирование отличается значительно более

 

высокой маневренностью. Однако при таком способе регулирова­

 

ния отключить' двигатель от приводимой машины не удается.

 

Наиболее

 

экономичным

способом

 

регулирования,

особенно

1

если речь идет о стационарных машинах, т. е. машинах,

работаю­

 

щих с нерегулируемыми по частоте вращения вала двигателями,

 

является регулирование поворотом лопаток рабочих колес пере­

 

дачи. Этот способ был предложен применительно к поворотно-

 

лопастным гидравлическим турбинам. По сравнению с приводами

 

постоянного тока эти приводы не только более дешевы, но, что

 

самое главное, требуют меньше места, так как имеют вспомога­

 

тельное оборудование небольших габаритных размеров и могут

 

изготовляться

любой

мощности

при любой частоте вращения.

 

Так, например, если осуществление привода постоянного тока мощ­

 

ностью 5000 квт при частоте вращения

1500 об/мин является

про­

 

блемой,

то

привод,

состоящий

из

синхронного

 

двигателя и

 

регулируемого гидротрансформатора большей мощности, может

 

быть сравнительно

просто

осуществлен.

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 102 показаны некоторые схемы поворота лопаток ги­

 

дротрансформаторов. Наиболее часто в регулируемых

гидротранс­

 

форматорах осуществляется поворот лопаток реактора вокруг

 

поперечной оси (рис. 102, б) или лопаток насоса вокруг попереч­

 

ной (рис. 102,

а) и

продольной (рис. 102,

в) осей.

 

 

 

 

 

На рис. 103 приведены характеристики регулируемых гидро­

 

трансформаторов с поворотными вокруг поперечных осей лопат­

 

ками насоса и реактора. Для получения высоких параметров

К0,

 

у]* лопатки турбины должны иметь при

ß T 2 << 45°

максимальную

 

изогнутость, т. е. разницу между углами входа и выхода. По­

 

этому поворот лопаток

турбины

нерационален и

затруднителен.

12 С. П. Стесин

177


Кроме того, изменение углов лопаток турбины не влияет на изме­ нение прозрачности. Лопатки реактора должны иметь максималь­ ную изогнутость для получения предельно высоких значений про­ зрачности и коэффициента К0, и малую изогнутость — для полу-

/Направление вращения насоса

Рис. 102. Схемы поворота ло­ паток:

а — поворот лопаток насоса вокруг поперечной оси; б — поворот лопа­ ток реактора вокруг поперечной оси; в — поворот лопаток насоса вокруг продольной оси

А-А

а ' Н ^ ^ J Выход

б ) А-А

іВыход

\\ I / ' Направление Y1 ' Вращения

фнасоса

m

Влод] а,

в)

чения высоких значений максимального к. п. д. При меньшей изогнутости лопатки ее можно повернуть на больший угол. Оп­ тимальной изогнутостью для поворотных лопаток реактора можно считать угол 30—40°, но при этом трудно получить Ко >> 2. При повороте лопаток насоса вокруг поперечной оси^ удается

 

 

 

 

M,

г м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КГСМ

0м)

 

 

 

 

 

 

 

 

7

300 3000

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ofi

200 •2000

 

 

 

 

 

 

 

OA

wo 1000

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пг

0-

0,2

OA

0,6 Oß

1,0 1,2

L=jf

Ol 02 0,3 0,4 0,5 0,71=-nt

 

 

 

S)

 

1

 

a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

103. Характеристики

регулируемых гидротрансформаторов:

а — гидротрансформатора

фирмы

Крупп;

б — гидротрансформатора

фирмы

Фойт

получить

высокие значения

к. п. д. в широкой

зоне

регулирова­

ния. Исследования,

проведенные на ЗИЛе,

показали

возможность

значительного изменения параметров гидротрансформатора при малом угле поворота лопаток насоса вокруг продольной оси [15]. Следует отметить, что при повороте лопаток, расположенных между двумя криволинейными поверхностями вращения, возможна разная интенсивность изменения углов входа и выхода при одном

178


и том же изменении угла оси поворота лопатки. Изменение углов входа и выхода а равно изменению угла х оси поворота, умножен­ ному на коэффициент пропорциональности m, который имеет раз­ личные значения от 0 до 1 в зависимости от положения кромки лопатки. Если оси поворота лопаток направлены не поперек ло­ патки, а вдоль (рис. 102, в) потока жидкости в средней части ло­ патки при расположении входной и выходной кромок в рабочей полости по одну, а не по обе стороны от оси поворота,то изменение углов входа и выхода различно по знаку; если угол входа увели­ чивается ( + « і ) , то угол выхода уменьшается (—а2 ) и наоборот. Следовательно, в этом случае при повороте лопаток изменяются не только углы входа и выхода, но и кривизна развертки лопаток, хотя лопатка при этом не изменяет своей формы. Отметим некото­

рые

ограничения для расчетов и проектирования, неизбежные

при

повороте лопаток:

угол поворота ограничен из-за увеличения зазоров между бо­ ковыми кромками лопаток и корпусом колеса при повороте ло­ паток между цилиндрическими, тороидальными и другими по­ верхностями;

при любой схеме поворота лопаток можно получить опре­ деленное и ограниченное изменение характеристик. При этом для каждой лопастной системы можно определить пределы изме­ нения характеристик;

для схемы поворота лопаток насоса с продольной осью угол поворота 40—50° можно считать допустимым по величине зазоров между боковыми кромками лопаток и корпусом колеса и доста­ точным для различных случаев применения. При этом рацио­

нально

выбирать угол ß H 2 в

диапазоне

136—44°

[15].

При

поворотных лопатках

реактора

имеется

единственное оп­

тимальное значение углов входа и выхода. Поворот лопаток ре­ актора позволяет значительно изменять энергоемкость при не­ значительном изменении коэффициента трансформации. Поворот лопаток насоса не имеет жестких ограничений параметров полу­ чаемых характеристик, как при повороте лопаток реактора, и в частности, можно получить очень высокие значения коэффи­ циента Ко, обеспечивая более интенсивное изменение характеристик

ибольшую экономичность, чем при повороте лопаток реактора. Сравнительную оценку способов регулирования проводят по

регулировочным характеристикам, учитывая дополнительные тре­

бования. Например, изменение момента Mt

в 2

раза

возможно

для

регулирования

наполнением

при

уменьшении

к. п. д. ц*

в 3

раза, а при повороте лопаток — в

1,5

раза. Выбор

способа

регулирования определяется типом машины

и задачами,

которые

необходимо решить

при помощи

регулирования

гидротрансфор­

матора. Исследование особенностей и пределов изменения харак­ теристик при регулировании производится обычно после выбора типа и оптимальных геометрических параметров гидротрансфор­ матора в нерегулируемом исполнении.

12*

179



§ 35. БЛОКИРУЕМЫЕ ГИДРОТРАНСФОРМАТОРЫ

Из внешней характеристики некомплексного гидротрансфор­ матора следует, что при малых нагрузках (при i î> і*) к. п. д. гидротрансформатора резко падает и при М.г 0 также стано­ вится равным нулю. Для увеличения к. п. д. в зоне высоких пере­ даточных отношений применяют комплексные гидротрансфор­ маторы. Однако исследования, проводимые различными органи­ зациями, показали, что наилучшие энергетические показатели на режиме гидромуфты имеет комплексная передача с симметрично

 

,рХг

 

 

 

7

Mi

 

W

 

\0,8

1

 

\0ß

/

'

W

0,2

0,2 0/t 0,6 Oß

i

 

5)

 

Рис. 104. Блокируемый гидротрансформатор У358011А:

механизм свободного хода: / — обойма; 2 — звездочка; 3 — ролик; толкатель; 5 — пружина; 6 — ведомый вал; б — характеристика бло­

кируемого гидротрансформатора

расположенными насосом и турбиной [15]. К таким типам гидро­ трансформаторов, как правило, относятся гидротрансформаторы с центростремительной турбиной. Попытки выполнить комплекс­ ную передачу с центробежной и осевой турбинами были неудач­ ными, так как на режиме гидромуфты для них были получены ха­ рактеристики с к. п. д. значительно меньшими, чем у комплекс­ ных гидротрансформаторов с центростремительной турбиной. Поэтому, чтобы уменьшить зону низких к. п. д. при высоких пе­ редаточных числах і в указанных гидротрансформаторах, ко­ торые широко применяются в приводах строительных и дорожных машин, а также на автомобилях, устанавливаются муфты сво­ бодного хода между насосом и турбиной (рис. 104, а). Муфта свободного хода по конструкции и принципу действия аналогична муфте комплексных гидротрансформаторов, но в отличие от по­ следних срабатывает автоматически при і = 1 (п2 = «і), не позволяя тем самым турбине обгонять насос.

На рис. 104, б показана характеристика блокируемого гидро­ трансформатора типа У358011А московского машиностроитель­ ного завода им. М. И. Калинина. К- п. д. блокируемого гидро-

180