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 |
|
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 (лд ) |
|
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);
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 МЛНШ<МД
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
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
|
|
|
|
О |
03Лг |
|
а/ |
"г |
|
|
|
|
|
•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 |
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 |
|