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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 246

Скачиваний: 1

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

П 18

Рис. 162. Гидропередача тепловоза ТГМ-1:

/,

2, 4, 6, 8, 9, 10,

13, 17,

19,

25,

26,

27, 28

— шестерни;

3

— корпус

режимной

коробки и реверса; 5 — вал; 7

— воронка;

/ /

— центробежный

регулятор;

12

— вторая

гидромуфта;

14

— первая

гидромуфта; 15 — корпус гидравлических

агрегатов;

16

— гидротрансформатор;

18 — упругая

муфта; 20 — вал

насосов;

21

— средняя

часть корпуса; 22 — вал; 23 — питательный

 

 

 

 

 

насос; 24 — картер корпуса; 29

тяговый вал; 30

— отвод

 

 

 

 

 

 

Рис. 163. Гидропередача тепловоза ТГМ-3:

 

 

 

/

— карданный

вал;

2,

И,

12, 14, 15,

18,

19,

22, 23, 24, 25, 27, 28,

29, 30, 31 —

шестерни;

3 — турбина;

4,5

— реакторы;

6 — насос; 7 — сателлиты;

8 — солнечная

шестерня; 9 — вал передачи;

10, 13 — дисковые фрикционные муфты;

16,

17, 20, 21 —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

муфты; 26 — вал

 

 

 

 

показана

принципиальная схема

такой передачи,

разработанная

в МИИТе. Особенность передачи

заключается в том, что насос 3

гидромуфты

кинематически связан

 

 

 

 

 

с

турбиной

2

гидротрансформа­

 

 

 

 

 

тора,

а

турбина

гидромуфты 4 —

 

 

 

 

 

с выходным

валом

передачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

Переключение

ступеней

ско­

 

 

 

 

 

рости в этой передаче происходит

 

 

 

 

 

без разрыва силы тяги при пере­

 

 

 

 

 

менном

 

заполнении

синхронизи­

 

 

 

 

 

рующей

 

гидромуфты.

Постепен­

 

 

 

 

 

ное

плавное

снятие

нагрузки

 

 

 

 

 

с кулачковой муфты при заполне­

 

 

 

 

 

нии

гидромуфты-синхронизатора

Рис. 164'

Комбинированная гидро­

и

такое

 

же

плавное

 

повышение

передача

тепловоза

с

синхронизи­

нагрузки

на кулачки

после

пе­

рующей гидромуфтой:

реключения

за

счет

опорожне­

/ — гидродинамический

трансформа­

ния муфты-синхронизатора создает

тор; 2 — турбина

трансформатора; 3

и 4 — насос и турбина

гидромуфты; 5

благоприятные

условия для

дли­

и 7 — зубчатые колеса;

6 — коробка

тельной

и надежной

работы меха-

передач; 8 — синхронизирующая гид­

 

ромуфта

 

294


Нйческйх муфт сцепления. При этом гидромуфта в схеме может быть также использована для тяги и гидродинамического тормо­ жения. Фирма Майбах создала комбинированную гидромехани­ ческую передачу К184В со входной мощностью 1400 кВт с двумя

гидротрансформаторами и четырьмя

ступенями

скорости.

§ 46. ТЯГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

КАЧЕСТВА

МАШИН

С ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОМ В ПРИВОДЕ

При совмещении характеристик двигателя и гидротрансформа­ тора решается задача определения оптимального совмещения, обеспечивающего наилучшие эксплуатационные качества данного типа машины: тяговые, разгонные, топливно-экономические, тепло­ вые (количество тепла, выделяемого в систему охлаждения си­

лового агрегата).

 

 

 

 

f д )

 

Nn

=

Тяговые

качества.

Характеристики

М д

=

или

= f (пд ) всех

видов двигателей можно

разделить

(целиком

или

по участкам)

на следующие

типы (рис. 165) [15]:

 

 

 

 

1)

Ыя

=

const, М д

= f (Яд) — гипербола

в

зоне

п ш <

я д <

<< п д

т а х и

;

характеристики,

приближающиеся

к

этому

типу,

имеют паровые машины, паровые и газовые турбины (индекс и

обозначает

«идеальная»);

2) Мд =

const — условная характеристика;

Рис. 165. Характеристики двигателей и гидротрансформаторов:

а — характеристики двигателей; б — типовые характеристики

гидро­

трансформаторов

 

3) Мд = / (пд ) — промежуточная между первым

и вторым

типами, имеет максимум при п м ; эту характеристику

имеют дви­

гатели внутреннего сгорания (карбюраторные и дизели безрегуляторная ветвь);

295


4)

М„—характеристика,

 

возрастающая

с

увеличением и.;

 

 

 

л

 

dMu

 

dMH

 

пригодны

для этого типа зоны с режимами работы

 

- - з не

для

совместной работы

с

гидродинамическими

передачами;

5)

Мд характеристика,

резко

убывающая

с

увеличением

Пд — регуляторная ветвь

характеристики

дизеля

или

рабочая

ветвь характеристики асинхронного двигателя, причем в послед­

нем случае МЛНШД

max-

Необходимость применения гидротрансформатора, как и лю­ бой передачи, определяется несоответствием характеристик при­ водящего двигателя эксплуатационным требованиям; в частности, недостаточным силовым DM = ^ m a x — и кинематическим Dn =

'ѵ'п шах

=я "1 а х диапазонами. Качества гидротрансформатора как

передачи определяются в основном

его

преобразующей д

=

=

=

/

(/),

энергетической (к. п. д.)

г\ —

К,і = f

(і)

и

нагружающей

ki

=

/

(і) характеристиками.

 

 

г\и

=

 

 

 

Ки

Для

идеальной

бесступенчатой передачи

const = 1

и

представляет гиперболу,

расположенную в

интервале

/ m i n и

=^

^ і ^ і т а х и (рис.

165,6).

Оптимальной нагружающей

характе­

ристикой для обеспечения наилучших тяговых качеств при лю­

бом типе характеристики MR

= f (пд )

может

быть

Ях

= const

при точке совместной

работы,

соответствующей

І Ѵ д т а х ,

так

как

в этом случае выходная характеристика

силового агрегата Мт

=

= МЛК = f (пт )

=

/ (%>.„)

представляет

собой

гиперболу,

расположенную

в

интервале

 

t m l n и =sS i ^

tm a x и

П Р И

любой

ха­

рактеристике двигателя

(здесь

ѵР- 0 — скорость

рабочего

органа,

которая определяется с учетом передаточного числа механической передачи через л т ) .

Реальные характеристики гидротрансформаторов существенно отличаются от идеальных. Эти отличия заключаются в следующем.

Кривая

ц =

f

(і)

имеет

параболическую

форму

(рис.

165,

б)

с

т) = 0

при

і

=

0 и і =

г'х.х , причем

т) т а х

<С 1

(обычно

г ] т а х

=

= 0,85 4-0,9).

 

Существенно отличается

от

гиперболы и

кривая

к

= f (і).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

для

 

рабочего диапазона принять

минимально

допусти­

мую величину к. п. д. (для транспортных машин обычно прини­

мают Tj, =

0,8), то

DK =

D , -

4 ^

=

=

W

Обычно

Крпо =

2 н-2,5.

Для

Amin

э

'min э

 

устранения зоны низких к. п. д.

при высоких значениях і применяют блокируемые (или отклю­ чаемые) либо комплексные гидротрансформаторы. Анализ выход­ ных характеристик силового агрегата с непрозрачным некомплекс­ ным гидротрансформатором (рис. 166) позволяет отметить сле­ дующее.

1. При идеальной характеристике 1 двигателя (см. рис. 165) применение гидротрансформатора нерационально, так как при

296


этом сужается

рабочий

диапазон, если

D M >> DK

и D„ > D( -,

и уменьшается

момент

М2 в рабочем

диапазоне

из-за т) << 1.

Идеальная бесступенчатая передача не обладает этими недо­ статками и может способствовать улучшению (при Хх = const) топливно-зкономических, разгонных и других качеств силового агрегата, но не тяговых (под тяговой характеристикой мы пони­ маем зависимость удельной силы тяги или момента на выходном валу силового агрегата от скорости движения машины или ско­ рости выходного вала силового агрегата).

2. При характеристиках 2, 4 и 5 (см. рис. 165) двигателя для получения наибольших моментов М2 при любой частоте вращения

о

мт,

а2 aJnT

 

 

 

 

 

О

03Лг

 

а/

 

 

 

 

 

•в) • '

 

 

Рис. 166.

Выходные

характеристики гидротрансформатора при различных ха­

 

 

 

рактеристиках двигателей:

 

 

 

а — типа 1; б — типа 2; в — типа 3; е — типа 4; д — типа 5; /

M 2 для П

 

 

 

 

для типа

5); 2 — соответствует t'm j n э

 

 

 

пт

необходим гидротрансформатор с

= const

и

совмещением

пн

=

nN.

 

 

 

 

 

 

 

My

Если принять во внимание, что наибольшие значения момента

необходимы

только

в

рабочем диапазоне, а

увеличение сто­

пового

момента

до Мто

>

(1,1 -^1,3) МТІ

m l n э нежелательно из-за

увеличения нагрузок на детали трансмиссии при нерабочих кратковременных режимах, тогда для уменьшения стопового мо­ мента Мто целесообразно применение гидротрансформаторов, обладающих при г ' < і ' т Ш Э и характеристиках 5 (см. рис. 165) — обратной (Я < 1), а при характеристиках 4 — прямой прозрач­ ностью. При характеристике 5 двигателя (дизель со всережимным регулятором) уменьшение момента Мто соответствует также работе на частичных характеристиках.

Выясним, при каком отличии характеристик двигателя от кривой / (см. рис. 165) становится целесообразным применение

гидротрансформатора

для

улучшения

 

тяговых

качеств

машины.

На графике Мя = f

(пд )

(рис.

167) найдем точку

б (или

б'), по­

строив

гиперболу

МдПд = MNnNr\3

=

const,

а

также

точку

/

^

 

М„

Л і д т а х э

Ма

 

М а

/

^

в (или в) по соотношению

= — д

т

 

= — -

= —

или -рг

297


Если

Пб' «S пВ',

применение

 

гидротрансформатора нецеле­

сообразно, если

Пб'

>

и

Ли', необходимо

построить

график М2 =

^ / (%)

( Р и с -

167, б)

оценить

целесообразность

применения

гидротрансформатора

 

в

приводе данной

машины, так как в этом

случае обеспечивается

улучшение

тяговых

качеств

при пя <С\пб

или при

Яд >

пб (см.

кривые

/ "

и 3

на

рис. 167, б). Кроме

Рис. 167. Определение нагружающих свойств гидротранс­

 

 

 

 

 

 

 

форматоров:

 

 

а — выбор

точек

совмещения;

б — сравнение

характеристик

Л і д

=

/ (гсд ) [для

кривой

/ АІдЮд = const = А / д т а х ; для кри-

вой

2

M

Д

=

д

т а х 3

; для кривой 3

М„ = f

(пт); А —

 

 

 

 

 

&)д

 

 

*

*

улучшение

и

В — ухудшение

тяговых

качеств по сравнению

 

 

 

 

 

 

 

с кривой /"]

 

 

того, необходимо сравнить силовые и кинематические диапа­ зоны.

Следует отметить, что основное влияние на величину требуемой

прозрачности оказывают не значения

™^ и

а форма кри­

вой Мд = / (пд ), как показано на рис. 168, а. Для работы с дви­ гателем, характеристика которого соответствует кривой /, не­ обходимы прозрачность гидротрансформатора Пэ = 1 и совме­ щение характеристик двигателя и гидротрансформатора в точке а, для кривой 2 — требуется совмещение этих характеристик в зоне бе. Области значений прозрачностей, обеспечивающих значительное улучшение тяговых качеств, показаны на рис. 168, б.

 

Из вышесказанного

можно

сделать

следующие

выводы.

 

1. Прямая прозрачность обеспечивает значительное улучше­

ние

тяговых

качеств

только

при характеристиках

двигателя

Мл

= f (пя),

располагающихся

между Мл

= ° ' 9 6 J V m a x

и Мд =

 

 

 

 

 

(Од

 

298