ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 282
Скачиваний: 1
гателя и гидротрансформатора, имеющего определенный актив ный диаметр и непосредственную связь вала его насоса с валом двигателя. Зависимость момента насоса от частоты вращения имеет вид
« н = * • , ( - £ ) ' .
Для гидротрансформатора с прозрачной характеристикой мо мент на валу насоса зависит от режима работы и, следовательно, для каждого из режимов работы существует своя парабола и своя
Рис. ПО. Согласование работы двигателя внутреннего сгорания и гидротрансфор матора с прозрачной характеристикой:
а — характеристика двигателя; |
6 — характеристика |
гидротрансформатора; в — измене |
||
ние точки совместной работы при изменении £>а ; г — совместная |
характеристика; д — |
|||
перестроенная характеристика |
гидротрансформатора |
для |
= п |
; My, п г\, Мц = |
= / ( л т )
точка совместной работы двигателя и гидротрансформатора, например точки О, А , - Б , В (рис. 110, б). Двигатель будет работать на каком-то участке характеристики (рис. ПО, а), величина которого будет определяться прозрачностью характеристики гид ротрансформатора (рис. 110,6) и заключаться между двумя крайними параболами М І = 0 и М 1 = в .
Смещение по характеристике участка совместной работы дви гателя и гидротрансформатора может быть выполнено за счет изменения активного диаметра гидротрансформатора или за счет введения дополнительной передачи между валом двигателя и его насосом, или за счет изменения геометрических параметров лопаст ной системы, причем переместится весь пучок парабол. Сказанное ранее относительно непрозрачной характеристики остается спра-
13 С. П . Стесин |
193 |
ведливым и для гидротрансформатора с прозрачной |
характерис |
|||||
тикой. |
рис. 110,Ö показано перемещение |
|
|
|
|
|
На |
парабол |
за |
счет |
изме |
||
нения |
диаметра Da |
так, что режим Мі=0 |
соответствует |
макси |
||
мальному моменту |
на двигателе, а режим |
М,=в |
с |
наименьшим |
допустимым к. п. д. — режиму работы двигателя с максималь ной мощностью.
На основании характеристики двигателя с окончательными
точками совместной работы (рис. ПО, |
б) строится |
характеристика |
|
гидротрансформатора при работе |
с |
двигателем |
(рис. ПО, г). |
На оси ординат откладывают Мн, пн, |
Мт и т), а на оси абсцисс — |
передаточное отношение і, затем производится перестройка дан ной характеристики к виду, показанному на рис. ПО, д, где по оси абсцисс отложена частота вращения турбины, на основании которой можно производить тяговый расчет и выбор числа пере
дач |
в трансмиссии. Частота вращения турбины определяется |
|
из |
выражения пт |
=пні. |
|
Согласование |
работы двигателя и любой гидропередачи может |
быть произведено аналитически. При согласовании удобно поль
зоваться |
приведенными |
величинами. |
Рассмотрим |
согласование |
||||||
на |
основе |
коэффициента |
момента |
|
|
|
||||
|
|
|
|
» |
|
М" |
|
|
||
|
|
|
|
Л М Н •— |
|
2~ТГ5 |
' |
|
||
|
|
|
|
|
|
P W H D H 2 |
|
|||
|
Если примем во внимание, что момент двигателя, |
приведенный |
||||||||
к |
валу |
насоса и согласованный |
с |
ним: |
|
|||||
|
|
|
|
М д А |
= Мн |
= М д |
J2S. |
|
||
а сон = |
содгп |
и подставим эти выражения в уравнение коэффициента |
||||||||
момента, то |
получим |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
, |
_ |
|
М д Т | п |
|
|
|
|
|
|
|
Л |
м н — |
|
|
|
|
|
где т)п |
— к. |
п. д. механической |
передачи. |
|
||||||
|
Выбрав |
желаемые значения |
А,м н |
и |
М д , которые |
необходимо |
||||
согласовать, |
и диаметр D H 2 , найдем |
передаточное отношение про |
||||||||
межуточной |
передачи іп: |
|
|
|
|
|
|
^МНРМ д о 5 н2
Известно, что дизели имеют жесткую характеристику: час тота вращения вала при холостом ходу отличается от частоты
вращения вала при полной |
нагрузке |
на «*10%, |
а |
момент М г а а х |
превышает момент при Nmax |
тоже на |
«*10—20%. |
У |
карбюратор- |
194
ного двигателя момент изменяется в большом диапазоне, поэтому с карбюраторным двигателем целесообразно применять гидро трансформатор с большой прозрачностью характеристики, а с ди зелем—с малой прозрачностью или с непрозрачной характеристи кой (рис. 111, а).
Гидротрансформаторы с непрозрачной характеристикой при меняют на строительных и дорожных машинах (краны, экскава торы), на буровых установках, в гидропередаче дизельных локо мотивов для полного использования мощности двигателя при наивысшем к. п. д.
Рис. 111. Влияние степени прозрачности гидротрансфор матора на совмещение характеристик:
а — характеристики дизельного (/) и карбюраторного (2) дви гателей и характеристики входа непрозрачного и прозрачного гидротрансформаторов: б — внешняя характеристика гидропе редачи с тремя гидротрансформаторами
Гидротрансформаторы с прозрачной характеристикой приме няют в автомобилестроении, где требуется максимальное исполь зование момента двигателя в широком диапазоне. Но, например, для тепловозов не удается получить во всем диапазоне скоростей их движения максимальную мощность при максимальном к. п. д. Поэтому в этих передачах применяются двух- и трехциркуляционные передачи.
На рис. 111, б показана внешняя характеристика передачи, имеющая три гидротрансформатора, работающих последовательно.
Работа гидротрансформатора с электродвигателем переменного тока. На рис. 112, а показана внешняя характеристика асинхрон ного электродвигателя, на которой нанесены кривые моментов Мх насоса гидротрансформатора с прозрачной характеристикой при различных передаточных числах і. Из^графика следует, что дви гатель при я 2 = О может работать. Внешняя характеристика совместной работы асинхронного электродвигателя с гидротранс
форматором показана на рис. 112, б. Если |
по условиям |
работы |
агрегата неизбежна длительная работа в |
зоне Mt >• М н о м , то |
|
это может повести к перегреву двигателя; |
в этом случае |
необхо- |
13* |
195 |
димо применять гидротрансформатор с непрозрачной характе- ристикой.
Из рис. 112, б следует, что |
характеристика асинхронного |
электродвигателя при совместной |
работе с гидротрансформатором |
напоминает сериесную, что электротехническими средствами дос-
м
2,2
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
У |
|
|
|
7 |
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\Ц9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
\ |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
||
|
|
|
|
Î |
V A |
\ |
|
ч |
2 |
|
|
|
0,7 |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
\ ѵ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
J |
• |
\Ц6 |
|||||
1,0 |
|
|
|
0,6 |
'-у' |
/і |
7 \ |
|
/ |
|
\ |
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
\ Л \ ( |
|
\ |
|
|||
0,8 |
|
|
|
0,8 |
/L |
il |
|
|
|
|
|
ОЛ |
|
0,6 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
\ |
0,3 |
||
|
|
|
|
~/Т~ |
|
L— |
|
— — |
|||||
0,4 |
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
|
0,2 |
||
|
|
|
|
tf |
|
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
0,2 |
|
|
|
|
f1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
О |
500 |
600 |
900 |
120000/мин ' |
0,2 |
0.4 |
0,6 |
0,8 |
|
1,0і |
|||
|
|
||||||||||||
|
|
а) |
|
|
|
|
5) |
|
|
|
|
||
Рис. 112. Согласование характеристики гидротрансформатора с харак |
|||||||||||||
|
теристикой электродвигателя |
переменного |
тока: |
|
|
|
|
||||||
а — характеристика |
двигателя |
с нагрузочной характеристикой |
прозрачного |
||||||||||
гидротрансформатора; б — характеристика |
совместной работы: |
1 — гидро |
|||||||||||
трансформатор |
с непрозрачной |
характеристикой; |
2 — гидротрансформатор |
||||||||||
|
|
|
с |
прозрачной характеристикой |
|
|
|
|
|
||||
тигается при помощи двух машин постоянного тока, |
равноценных |
по мощности асинхронному двигателю. Таким образом наличие гидротрансформатора позволяет использовать короткозамкнутый электродвигатель для тяговых целей. Это обстоятельство делает возможным применять подобные агрегаты, например, для строи тельных и монтажных кранов.
ГЛАВА IV
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
§ 38. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Гидромеханическими передачами называют передачи, у которых мощность ведущего вала передается ведомому валу двумя путями: одна часть мощности — через гидродинамическую передачу, дру гая •— через механическую передачу. Для разветвления мощности ведущего вала и суммирования ее на ведомом валу служат плане тарные дифференциальные передачи. Более высокий к. п. д. ветви, по которой мощность передается через механическую передачу, по сравнению с ветвью, по которой мощность передается через гидродинамическую передачу, приводит к более высокому к. п. д. гидромеханической передачи по сравнению с гидродина мической. Перечисленные элементы (гидродинамическая и меха ническая передачи) составляют силовую часть передачи. В пере дачу входят также обслуживающие и управляющие системы: система охлаждения и питания и система управления. Назначение системы охлаждения и питания заключается в охлаждении цирку лирующей внутри гидродинамической передачи рабочей жидкости, а также в компенсации утечек жидкости через уплотнения. Кроме того, система питания, создавая повышенное давление в рабочей полости гидротрансформатора, препятствует возникновению кави тации. Система управления обеспечивает управление ступенчатой коробки передач, если она применяется в качестве механической передачи. Если коробка автоматизированная, то в систему управ ления включается автомат.
Схемы гидромеханических передач с разветвлением силового потока могут выполняться с разветвлением силового потока в механической (внешнее разветвление) и гидродинамической
(внутреннее разветвление) передачах. Характеристики таких |
пере |
||
дач подобны |
характеристикам |
гидродинамических передач, |
хотя |
и претерпевают существенные |
изменения. |
|
|
Учитывая |
то, что в гидромеханических передачах в большин |
||
стве случаев |
применяются планетарные дифференциальные |
меха |
низмы, рассмотрим кратко их принципиальные свойства. Известно, что элементарный зубчатый механизм составляется из двух нахо дящихся в зацеплении зубчатых колес и водила, причем зацепле-
197
ние |
может быть как внешним |
(рис. 113, а), так и |
внутренним |
(рис. |
113, б). Любой сложный |
зубчатый механизм |
составляется |
из элементарных механизмов жестким соединением их отдельных звеньев. Из двух элементарных зубчатых механизмов можно составить двухрядные трехзвенные дифференциалы (рис. 113, в, г). Для уравновешивания усилий, возникающих в полюсах зацеп лений трехзвенного дифференциала, обычно устанавливают не сколько равнорасположенных по окружности сателлитов, не меняющих кинематику механизма.
Рис. ИЗ. Простейшие планетарные механизмы:
а — с внешним зацеплением; б — с внутренним зацеплением; в и г — двухрядные трех звенные дифференциалы
Трехзвенный дифференциал имеет три основных звена, одно
временно являющихся |
и главными, причем два из них являются |
|
основными шестернями |
(I и I I на рис. 113, а—г), а третье— води- |
|
лом I I I . На рис. 113,6 показана схема трехзвенного |
дифферен |
|
циала, составленного из двух элементарных зубчатых |
механизмов |
с разноименными зацеплениями. При использовании элемен тарных зубчатых механизмов только с внутренними зацеплениями получается иная конструктивная схема трехзвенного дифферен циала (рис. 113, г), так же как и при использовании механизмов только с внешними зацеплениями. Все три типа трехзвенных дифференциалов нетехнологичны из-за необходимости точного сог ласования размещения зубьев на двух рядах сателлитов. Только первый механизм (рис. 113) может быть сделан однорядным в слу чае, если шестерни обоих рядов сателлита будут одинаковыми
(рис. 113, г). В этом случае механизм |
будет технологичным при |
|||
изготовлении. |
|
|
|
|
Отличие |
трехзвенного |
дифференциала первого типа |
также |
|
в том, что |
суммирование |
моментов (в |
арифметическом |
смысле) |
у него происходит на водиле, тогда как в трехзвенном дифферен циале второго типа моменты суммируются на меньшей основной шестерне (солнечной), а для третьего типа — на большой основ ной шестерне (коронной). Кроме того, первый тип трехзвенного 198