деляются только произведением MÂK (или Рк) и б0, (или ô m ) . При любой характеристике двигателя, кроме типа 3 (см. рис. 165), прозрачность П = 1 и совмещение характеристик при частоте вра щения Лдг обеспечивают наивысшие тяговые качества одновременно
с наивысшими |
разгонными качествами, так как -d ^ = 0 при |
П = |
1. |
|
|
|
|
На |
рис. |
170 |
приведен |
график |
тягового |
баланса |
для |
автомобилей, |
причем |
все силы являются безраз |
мерными и отнесены к пол |
ному весу автомобиля. Рас |
полагаемая |
сила |
тяги ог |
раничивается |
условиями |
сцепления |
с |
грунтом, |
удельной мощностью—
и максимальнойскоростью. Для легковых автомо билей с ведущей задней
|
осью |
V u / |
max |
0,4 |
при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сцепления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
коэффициенте |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф = |
0,7. |
Тогда |
при |
раз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гоне |
автомобиля |
|
с |
иде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
альной |
трансмиссией |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( - т г ) |
= c o n s t |
и |
Ьт = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
•J / max |
до |
|
скорости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,04] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 км/ч на горизонтальном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
участке |
шоссе |
|
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
иі |
I maxu |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
170. |
График |
тягового |
баланса |
автомо |
|
= |
3,7 сек; Su |
= |
26 |
м. |
|
|
|
|
|
|
билей: |
|
|
|
|
|
Таковы предельные воз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G = |
1,25510* |
Н; 2 — G = |
1,8410« H; 3 — |
|
можности |
разгона |
легко |
G = |
|
3,0710* H (при |
KF |
= 0,063 и |
|
|
|
вых |
автомобилей |
высшего |
«Москвич-407»; |
б - |
«Волга»; в — ЗИЛ-111 |
|
класса с |
гидромеханичес |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ким |
приводом. Однако |
применяемые |
в настоящее |
время |
транс |
|
миссии не обеспечивают |
условий |
(4) =(4)- = «^ |
|
бо т |
= |
1,04, |
поэтому обычно |
для разгона до скорости 50 км/ч Т = |
|
= |
6 -4-8 с и S = |
50-7-80 м [15]. Время |
разгона |
первого и второго |
|
периодов |
(до момента |
ш н |
= соНс> п 0 |
внешней |
характеристике |
|
двигателя можно определить, если допустить, что разгон |
ведомого |
|
вала |
при любых |
J |
2 в начальный |
период |
не |
оказывает |
влияния |
|
на |
разгон ведущего вала. Такое допущение |
|
близко к действитель- |
ности, что подтверждено экспериментами при Я>>1,так как при (он = 0,95соН о достигается і — 0,08-f-0,1 (не более). Кроме того,
примем Мд |
|
= М д п 1 а х |
= |
const. Из уравнения |
(139) |
получаем |
|
|
|
|
|
d(ùH |
_ |
Млтах |
, |
о |
|
2 ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
—jf |
— ~"^г~ |
\Щ\о |
— юн; ' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
y l ( o H O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
так как |
|
|
M , = |
M Птах |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ш н о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приняв пределы интегрирования 0 и 0,95соНо> |
ч т |
о |
обычно |
ис |
пользуется |
для |
расчета |
разгона |
систем, |
|
так |
как |
Т |
—*• со |
при |
ш н —>соно, получаем, |
|
решая |
уравнение |
|
(138): |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , S 5 m h o |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 , 9 5 ю н о |
|
= |
|
V Û H O |
Г |
|
<Чі |
= |
А ю н о 1 |
п |
Ю Н О + |
|
Ю Н |
|
|
|
1 - 2 |
Мдтах |
J |
«'„о — ( й ' н |
|
2 М д т а х |
|
< û |
H O |
- C Û |
H |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 , 8 3 ^ . |
|
|
|
|
|
|
|
(148) |
Из уравнения (148) следует, что время первого и второго пе риодов разгона прямо пропорционально приведенному моменту
|
|
|
|
|
инерции ведущего вала |
и частоте вращения вала |
при |
трогании |
и обратно пропорционально крутящему моменту |
двигателя. На |
основании изложенного |
можно сделать |
следующие |
выводы. |
1. Использование гидротрансформатора |
в приводе |
обеспечи |
вает повышение плавности разгона и уменьшение времени разгона
втретьем периоде (работа по внешней характеристике двигателя).
2.Плавность разгона в первом и втором периодах до выхода на совместную работу гидротрансформатора с двигателем по внешней характеристике двигателя обеспечивается при меньшей интенсивности разгона, чем с механическим приводом. Однако
время |
первого.и |
второго периодов |
обычно мало по |
сравнению |
с |
третьим |
периодом |
(например, для автомобиля |
ЗИЛ-110 |
при |
п н |
о = |
1200, |
1700 |
и |
2400 об/мин |
7 Ѵ 2 = |
0,46, |
0,65 |
и 0,92 |
с) |
[15]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Время разгона |
в третьем периоде при использовании гидро |
трансформатора может быть существенно |
уменьшено |
особенно |
в начале и середине |
периода, а также при относительно высоких |
Мс |
и J 2 за счет того, что гидротрансформатор обеспечивает более |
высокие значения реализуемой мощности и меньшие ускорения ведущего вала, а следовательно, меньшие значения мощности, затрачиваемой на разгон масс ведущего вала в процессе разгона в третьем периоде.
4. Наивысшие разгонные качества обеспечиваются при не прозрачном гидротрансформаторе и совмещении его характеристик с режимом максимальной мощности двигателя. Следовательно, наивысшие разгонные качества обеспечиваются при тех же усло виях, что и наивысшие тяговые качества.
§ 47. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ РЯД ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОВ
Необходимость создания параметрического ряда обусловли вается дальнейшим развитием отечественных машин и теми преиму ществами, которые обеспечивают применение в их приводах опре деленных типов гидротрансформаторов.
Благодаря особенности рабочего процесса и, в частности, существованию для каждого размера гидротрансформатора с за данными геометрическими параметрами определенных нагружа ющих свойств, необходимо для обеспечения оптимальных эксплуа тационных качеств каждой машины определенного назначения и размерности изготовлять свой гидротрансформатор. Однако вы полнение этого требования при большой номенклатуре машин и двигателей (которые часто «форсируются», т. е. при той же частоте вращения коленчатого вала увеличивается передаваемая ими мощность) привело бы к увеличению количества различных моде лей выпускаемых гидротрансформаторов. Но расширение произ водства гидротрансформаторов может быть достигнуто в основном за счет уменьшения трудоемкости их изготовления и себестоимости. Как известно, одним из самых мощных факторов при снижении себестоимости продукции является ее унификация, которая, кроме снижения себестоимости, одновременно ведет к улучшению качества выпускаемых изделий. Поэтому становится очевидной необходимость создания параметрического ряда максимально унифицированных гидротрансформаторов с минимальным коли чеством их типоразмеров, одновременно находящихся в произ водстве, для различных отраслей народного хозяйства.
В настоящее время разработаны и внедряются в производство параметрические ряды гидротрансформаторов с осевой и центро стремительной турбинами для строительных и дорожных машин; гидротрансформаторов с центростремительной турбиной — для грузовых автомобилей и городских автобусов. Зарубежные фирмы Гинар, Твин-Диск, Эльба-Верке и другие также для промышлен ного использования предлагают параметрические ряды выпускае мых ими гидротрансформаторов. Параметрический ряд строится по следующему принципу.
Известно, что для гидротрансформаторов переднего хода с рас положением рабочих колес в рабочей полости: насос—турбина— реактор можно обеспечить изменение энергоемкости примерно
в2 — 2,2 раза для данного типоразмера за счет изменения входных
ивыходных углов лопаток рабочих колес, числа лопаток в рабо
чих |
колесах, изменения выходных радиусов рабочих колес |
и т. |
д. |
Однако для каждого типа гидротрансформатора пределы изме нения энергоемкости устанавливаются в соответствии с определен ными техническими требованиями (т)*, т и = 0 і 5 , т),-=і, d8o и т. д.), которым должен он отвечать, работая в приводе той или иной
машины. Поэтому в общем случае знаменатель параметрического ряда
/ X*
VI Л 1 т а х
|
|
? |
' |
где X* |
и X* . |
Л 1 т і п |
|
— соответственно, максимальное и минимальное |
1 max |
1 min |
' |
|
значения коэффициентов мощности в оптимальном режиме работы, которые могут быть достигнуты для данного типа гидротрансфор матора.
За главный параметр ряда лучше всего принимать активный диаметр гидротрансформатора, который в большей степени ха рактеризует его свойства. Определив знаменатель ряда, округ ляют его до ближайшего значения коэффициента для «ряда пред почтительных чисел», установленного ГОСТом 8032—56. Выбрав конструкцию базового образца гидротрансформатора ряда, для требуемого диапазона мощностей двигателей (при определенной частоте вращения коленчатого вала) с учетом знаменателя ряда определяют число типоразмеров гидротрансформаторов, перекры вающих требуемый диапазон мощностей.
На рис. 171 показано изменение мощности для параметриче ских рядов гидротрансформаторов типа ТРЭ, «Твин-Диск» и «Эльба-Верке». Из графиков видно, что, например, для строитель ных и дорожных машин с диапазоном мощностей двигателей 29,5— 295 кВт необходимо всего четыре типоразмера гидротрансформато
ров |
типа ТРЭ (с осевой |
турбиной) |
с активными диаметрами |
D a = |
0,360, 0,400, 0,450 и 0,500 м [23]. |
В |
каждом типоразмере |
указанного |
ряда энергоемкость гидро |
трансформатора изменяется в 1,8 раза (q = 1,12) за счет изменения выходных углов лопаток рабочих колес, т. е. технологически изменение энергоемкости достигается только за счет переделки стержневых ящиков, при помощи которых образуются лопатки данных рабочих колес. Все остальные детали гидротрансформа тора (включая и кокильную оснастку для изготовления внутрен него и наружного торов рабочих колес) не изменяются, т. е. в этом случае достигается практически полная унификация от дельных деталей и узлов машины. Однако в каждом случае при использовании гидротрансформатора с максимальным коэффи циентом энергоемкости необходимо провести поверочный расчет на прочность основных, наиболее «опасных» деталей (муфты сво бодного хода, шлицев, подшипников и т . д . ) . Таким образом, параметрический ряд имеет конструктивно один базовый образец, размеры которого для каждого типоразмера подчиняются зако нам геометрического подобия, что позволит иметь при серийном изготовлении гидротрансформаторов подобного ряда единую тех нологию и однотипную оснастку, т. е. в данном случае возможна унификация технологического процесса, позволяющая тщательно отработать его отдельные элементы и дополнительно снизить 306себестоимость машины,
В табл. 15 приведены основные показатели технической ха* рактеристики гидротрансформаторов с осевой турбиной для рас сматриваемого параметрического ряда. При оценке целесообраз ности внедрения параметрического ряда необходимо остановиться на следующих обстоятельствах.
Ыл.с |
|
|
|
|
ччо |
|
|
|
|
400 |
|
Sufy /h |
\4 |
|
350 |
|
|
|
|
ІСѵ\ |
|
280 |
|
|
N |
|
|
|
— |
|
О |
|
|
|
200 — - |
|
|
/ |
|
|
|
/ |
|
|
|
|
i- |
|
120 |
|
\\ |
? |
|
40 |
Vf |
Г |
|
|
0 400 |
|
|
|
800 1200 W00 2000 ngoö/мин |
1000 1500 2000 3000nâ |
|
|
a) |
|
OÖ/MUH |
|
|
|
' |
1.36 |
1000 WO WOO 2400 3200пао01тн 700 800 1000 1200 1400 WOO 2000nâ об/мин
1200 WOO 2000 2800 ff)
Рис. 171. Графики мощностей параметрических рядов:
а — гидротрансформаторы типа ТРЭ; б — гидротрансформатор «Твин-Диск» одно ступенчатый; в— то же, трехступенчатый; г — гидротрансформаторы «Эльба-Верке»
Во-первых, необходимо принимать во внимание излишний расход материалов при применении гидротрансформаторов с низ кой энергоемкостью (на нижнем пределе по передаваемой мощ ности), увеличение габаритов силовой установки машин, в при-
