ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 287
Скачиваний: 1
трансформатора при малых нагрузках выше, чем у обычного ги дротрансформатора, так как гидротрансформатор превращается в один жесткий вал. При увеличении нагрузки на ведомом валу гидротрансформатора до / < і = 1, муфта свободного хода авто матически расклинивается, и гидротрансформатор начинает транс формировать момент. Применение муфты свободного хода между
насосом и турбиной существенно снижает потери мощности при холостом ходе, что, в свою очередь, позволяет на машинах иметь менее емкие теплообменники. Блокирование насоса и турбины может также осуществляться при помощи фрикционных муфт, управляемых извне или в зависимости от режима работы гидро трансформаторов. Для этих целей часто применяют центробежные регуляторы, установленные на ведомом валу гидротрансформа тора. Подобный блокируемый гидротрансформатор типа ТБ-325 (рис. 105) успешно прошел испытания на тракторе. Блокирование гидротрансформатора при помощи фрикциона лучше производить
181
в зоне малых нагрузок (при і ^ 0,8—0,85) во избежание резких толчков и ударов вследствие мгновенного возрастания момента. Блокируемые гидротрансформаторы не имеют обгонного режима, так как в этом случае нагрузка через муфту свободного хода жестко передается на двигатель. В то же время наличие этого механизма между насосом и турбиной позволяет осуществлять запуск ма шины «с буксира», что бывает важно для работы машин в зимнее время.
§ 36. РЕВЕРСИВНЫЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
При рассмотрении способов реверсирования приводов с при менением гидродинамической передачи можно выделить три ха рактерных случая: реверсирование после гидропередачи; ревер сирование до гидропередачи и реверсирование при помощи гидро передачи.
В первом случае реверсирование осуществляется при помощи механического реверса. Существенных особенностей в работе гидродинамической передачи не возникает. Во втором случае направление вращения насоса гидротрансформатора (или гидро
муфты) |
изменяется на |
обратное |
(п1 |
<< 0). Такой |
гидротрансфор |
||||||
матор |
назовем реверсируемым. |
|
|
|
|
|
|
||||
Исследования, |
проведенные |
во |
ВНИИСтройдормаше, |
повзо- |
|||||||
лили установить условия получения одинаковой |
энергоемкости |
||||||||||
при |
условии реверсирования |
до |
гидротрансформатора |
[15]. Пол |
|||||||
ная |
идентичность |
характеристик |
г\ = / (і) и Х1 |
— f |
(і) |
на |
тяговых |
||||
режимах при пх |
>>0 и пх < |
0 обеспечивается |
в том случае, если |
||||||||
лопатки колес при п1 |
> 0 будут симметричны лопаткам при пг <і |
< 0 относительно плоскости, проходящей через ось вращения рабочих колес.
Наибольший интерес представляет третий случай реверсиро вания при помощи самой гидродинамической передачи. В настоя щее время известны следующие способы реверсирования при по мощи гидродинамической передачи:
двухциркуляционные передачи с использованием гидротранс форматора (или гидромуфты) переднего хода и гидротрансфор матора обратного хода;
реверсирование заменой рабочих колес; реверсирование изменением соединения рабочих колес с вы
водными валами.
Двухциркуляционные гидропередачи в настоящее время ши роко применяются в судовых силовых установках для реверса
гребного винта |
(рис. 106, а). При заполнении полости гидро |
трансформатора |
переднего хода 5 ведомый вал вращается с п г > 0 |
в одном направлении. При реверсе происходит опорожнение по лости гидротрансформатора переднего хода и одновременное за полнение гидротрансформатора обратного хода / . При этом на правление вращения ведомого вала изменяется, п2 < 0.
182
Так как при данной схеме реверсирования гидротрансформа тор обратного хода выполнен в виде отдельного агрегата, то может быть получен наибольший к. п. д. на обратном ходе. Известно, что у современных гидротрансформаторов обратного хода к. п. д. и* достигает 66—73% [1] . К недостаткам двухциркуляционной реверсивной передачи следует отнести ее большие габариты; значительное время переключения, связанное с опорожнением и заполнением рабочих полостей; значительные вентиляционные потери при вращении колес отключенного гидротрансформатора.
При выполнении реверса во втором и третьем случаях гидро передача является одноциркуляционной. Известны следующие случаи реверсирования заменой рабочих колес в рабочей полости; заменой реактора (рис. 106, б); заменой турбины в тепловозной передаче (рис. 106, в). В первой схеме имеем для прямого и об ратного хода гидротрансформатор I I класса типа НРТ; во второй схеме — гидротрансформатор I класса типа НТР . Исследованиями установлено, что гидравлический к. п. д. гидротрансформаторов обратного хода при последовательности колес насос — турбина— реактор (НТР) значительно ниже, чем при последовательности НРТ, и аналогично для переднего хода к. п. д. гидротрансфор матора — ниже при последовательности колес НРТ, чем при по
следовательности |
НТР . Это |
ухудшение |
к. п. д. "П |
объясняется |
|
необходимостью |
применять |
малые углы |
( ß T 2 << 15° |
или |
ß P 2 > |
î> 165°). В связи |
с изложенным очевидно, что при |
замене |
колес |
в рабочей полости невозможно добиться больших значений к. п. д., поэтому в настоящее время такие передачи не используются.
Рассмотрим схему реверсирования путем замены соединения рабочих колес с валами (рис. 106, г). В схеме, показанной на рис. 106, г, для обеспечения прямого хода турбина 3 гидротранс форматора I класса типа НРТ соединена с ведомым валом 6 пере дачи. В данном случае соединение осуществляется через пара зитные шестерни 5 и муфту свободного хода 7. При этом реактор 2 заторможен тормозом / . Для обеспечения обратного хода турбина затормаживается тормозом 4 и становится реактором обратного
хода |
Р0. Реактор 2 соединяется с ведомым валом через |
механизм |
|
свободного хода и становится турбиной |
Тп. Получаем |
в резуль |
|
тате |
гидротрансформатор I I класса типа |
Н Р 0 Т 0 . Таким |
образом, |
при прямом и обратном ходе используется наиболее целесообраз ная последовательность расположения колес в рабочей полости.
Теоретические исследования показали, что при применении для реверсирования серийного гидротрансформатора У358011А
может быть получен |
к. п. д. TJ * = 40% на режимах обратного |
хода (при т)* = 85% |
на прямом ходу). |
При использовании меридионального сечения серийного гидро трансформатора У358С11А, но при изменении углов входа и вы хода на рабочих колесах, числа лопаток и т. д. было получено значительное повышение гидравлического к. п. д. обратного хода при незначительном снижении к. п. д. на прямом ходу (рис. 107).
183
s |
га |
я и щ и t ; |
i |
|
си . _ |
|
|||
a |
ш н н |
|
|
|
|
|
о |
||
о |
|
|
|
|
|
||||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
5 s |
. . « 5 |
|
|
|
OJ |
О |
||
s |
1 |
|
|
||||||
et |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о. ш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
<и |
с |
|
|
|
|
|
|
Я , as |
|
|
|
|
|
|
2 О, |
||||
S * |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
га |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
g S S " Я S |
|
|
я g S n >> |
||||||
|
|
E s |
|
|
a |
g |
ra 2 . £• |
1 |
|
QJ S 5 ^ 5 i « MI |
tu, CU |
|
|||||||
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о, |
|
|
|
|
|
|
|
|
«5 S и и ' а. о, ш X s s |
|
||||||||
|
|
^,3.0, 0 |
|
о я &ш |
S І Г в |
||||
|
|
a r c |
|
f " S S u |
« " « ï |
||||
s |
|
, 41 |
<s > . S |
, |
S"о |
<о*5 |
S |
||
|
0 . 4 4 |
|
g, |
|
я P . « 0 , 0 |
||||
a, |
|
a e x o.-8-ю о, о о ь |
|
Для подобных схем |
/С 0 о х = |
= ^Опх — I i ГДе Коох и |
^Сопх — |
соответственно коэффициенты трансформации для обратного и переднего хода. Как видно из графика (рис. 107), происходит одновременное изменение прозрач ности П характеристик.
Рассмотренная схема реверси рования в настоящее время не используется, но является пер спективной для машин челночного действия.
Рассмотрим некоторые схемы гидротрансформаторов обратного хода и особенности их расчета.
Гидротрансформаторы обрат ного хода. Как было указано выше, гидротрансформаторы об ратного хода — это, как правило,
гидротрансформаторы |
I I |
класса |
||
с последовательностью |
колес НРТ |
|||
или |
НРТР . |
Развертка |
лопаток |
|
в колесах |
гидротрансформатора |
|||
НРТ |
показана на рис. |
108, где |
также построены треугольники скоростей в характерных точках (угол ß2 на чертеже соответствует углу ß2 в формулах). Крутящий мо мент на турбине является положи тельным, так как его направление противоположно направлению вращения насоса. Напор на тур бине отрицательный, так как удельная энергия жидкости умень шается .
Расчет |
гидротрансформаторов |
||||||
обратного |
хода |
ведется |
анало |
||||
гично |
расчету |
гидротрансформа |
|||||
торов |
прямого |
хода. |
Основными |
||||
уравнениями |
являются: |
уравне |
|||||
ние баланса |
моментов |
±МН |
± |
||||
± Мт ± Мр = |
0 |
и |
уравнение |
||||
баланса удельной энергии HtH |
= |
||||||
— HtT |
+ S |
^пот- |
|
|
|
|
Запишем основные уравнения для трехколесного гидротранс форматора обратного хода.
185
Напор насоса
Нт = — ( C U H 2 M H 2 ^ H |
^нНі^Ні)- |
Напор турбины
Я |
• ( с « т і " т і — сиі2иігѴ-у)- |
На основании уравнений (см. с 11) мы можем записать
М-10~' Н-м |
|
|
|
|
|
|
||
120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л |
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
\ |
/ |
|
|
|
\ \л |
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
" г |
|
|
|
|
|
\ |
\ |
//1/ |
|
|
|
|
|
— ^ ч v |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
\ |
О |
|
0,2 |
0,4- |
|
0,6 |
|
0,8 -L0s |
|
|
|
|
|
|||||
Рис. |
107. |
Теоретические |
харак |
|||||
теристики |
гидротрансформато |
|||||||
ров |
при |
реверсировании |
заме |
|||||
ной |
соединения |
рабочих |
колес |
|||||
с |
валами |
( % = |
1700 |
об/мин): |
||||
|
• прямой ход; |
— |
- |
|
|
|||
|
|
обратный |
ход |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
H m = |
— |
ситгт — с иТ2 г т2Мт;
L üHl |
— |
°u72 |
' T2 Н-т |
|
|
|
Г Н1 |
ситіг |
т і |
— ^upa^paM-p! |
|
c u T l |
— c uF2 ' |
P2 lip. |
Из треугольников скоростей из вестно соотношение
си = и — ст ctg ß,
где
F ' |
U — т. |
|
С учетом указанных соотноше ний преобразуем выражения для напоров:
для насоса
(^нгМ-н — ГтгН-тО —
|
|
|
c t g ß T 2 |
(117) |
|
Ш Н |
\ F |
r H2Mfl |
гХ 2 р.т |
||
Н2 |
|
Т2 |
|
||
для турбины |
|
|
|
|
|
Нп = |
Q |
/ c t S ß v 2 |
ir Т 2 [ г т |
ctgß Р2 |
ггР2 р.р |
|
|
T2 |
|
Р2 |
|
|
|
•1 |
2 |
|
(118) |
|
|
— I Ит/*Т2 |
|
186
В уравнениях (117) и (118) передаточное отношение гидро трансформаторов обратного хода
I = |
0. |
Все гидравлические потери в гидротрансформаторах разделим на два вида: потери, пропорциональные квадрату расхода {см. уравнение (33)], и потери на входе в рабочие колеса.
Рис. 108. Треугольники скоростей рабочих колес гидротрансформа тора обратного хода:
а — турбины; б — реактора; в — насоса
Потери на |
входе |
в |
насос |
|
|
|
|
|
|
|
|
' T 2 |
|
^уд.Н = |
Фуд.Н 2g |
'"тгФт |
/ѵ,, |
— r m |
||
|
|
|
|
|
Ml |
|
|
Q ( c t i ß T 2 |
„ Л Т 2 |
c t g ß f t - 1 2 |
|||
|
Ш Н \ |
' Т2 |
H T ' H l |
Н 1 |
|
|
Аналогично |
для |
реактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
cot |
|
|
|
|
|
^уд.р — фуд.р "2^- |
X |
|
|
X |
' н а |
|
|
|
Н 2 |
ctg P,pi |
|
|
|
Н2 |
ГР1 |
P i |
|
|
Г Р І |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
187