ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 233
Скачиваний: 1
Приравняем правые части уравнений (63) и (65)
откуда
dw 0
в результате
dw = 2oùdn.
Заменим dn — г dq> (см. рис. 19, а) и получим выражение
dw = 2(ordq>,
интегрируя которое, найдем скорость w:
w = 2со щ + Сх.
Определяем коэффициент С а из граничных условий: при q> = О Ci = ^ср — -у- Тогда окончательно будем иметь
w = wcp ± 2согф. |
(66) |
Из уравнения (66) видно, что изменение скорости w поперек канала линейное (см. рис. 19, б), Минимальная скорость
Щ —wcp — 2 û ) r -7- > |
( 6 7 ) |
максимальная скорость |
|
я |
|
2 |
|
Для случая, когда 2cor— > wcp, на лопатке создается |
обрат |
ное течение, что приводит к появлению застойной области — источ ника вихреобразования. Обратные течения могут возникнуть при малых расходах, когда wcp имеет небольшое значение. На созда ние застойных областей существенное влияние оказывает число лопаток: чем больше число лопаток г, тем меньше неравномер ность скорости [см. выражение (67)]. Гидромуфты характери зуются на номинальном режиме работы сравнительно малыми расходами, и при этом могут возникнуть обратные течения. Для предотвращения обратных течений при прочих равных условиях необходимо увеличивать число лопаток в рабочих колесах. Обычно в гидромуфтах число лопаток составляет 30—40, что примерно в 4 раза больше, чем у центробежных насосов.
3* |
35 |
§ 10. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОМУФТ
Перечислим те показатели, которые характерны для гидро муфт.
1. К кинематическим показателям относятся скорости враще ния пх и п2 ведущего и ведомого валов гидромуфты, передаточное
отношение і относительное скольжение s =
=1 — і.
2. К силовым показателям относятся моменты на ведущем и
ведомом валах Мг |
и Л42 ; коэффициент трансформации |
К = |
» |
|||
который для гидромуфты равен 1. |
|
|
|
|
||
|
|
' " |
|
п,=const |
|
|
|
гм |
P.O. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1-1 і(пг) |
|
|
|
|
|
|
5) |
|
|
Рис. 20. Внешняя |
характеристика |
гидромуфты: |
|
|
||
а — структурная |
схема передачи (Дв — двигатель; ГМ —• гидромуфта; |
|
||||
Р. О. — рабочий |
орган); б — внешняя характеристика на тяговом |
|
||||
|
|
режиме |
|
|
|
|
3. К мощностным или энергетическим показателям |
относится |
|||||
мощность на ведущем и ведомом валах N1 |
и УѴ2. |
|
|
|||
4. Экономическим показателем является общий к. п. д. гидро |
||||||
муфты |
|
|
|
|
|
|
|
^2 |
|
: КІ = І. |
|
(68) |
|
|
N1 |
Mjrij |
|
|||
|
|
|
|
|
||
Внешней характеристикой гидромуфты называется зависи |
||||||
мость к. п. д., моментов и мощности на валах от частоты |
вращения |
|||||
ведомого вала, скольжения или передаточного отношения при
постоянной |
частоте |
вращения |
ведущего вала, т. е. Mlt |
М2, Nlt |
||
N2 и т] = |
/ (п2 , s, і) |
при п1 |
= |
const. |
(рис. 20, б) |
строится |
Внешняя характеристика |
гидромуфты |
|||||
с учетом уравнений (10) при постоянных я 1 |
( ѵ и р. Внешняя харак |
|||||
теристика по моменту при изменении масштаба может быть пред ставлена как график мощности, так как M со = N. К. п. д. гидро
муфты— прямая |
линия [см. уравнение (68)], которая стре |
мится к 1. |
|
Номинальный |
режим работы гидромуфты имеет место при |
t* = 0,95-^0,98 в |
зависимости от конструкции. Таким образом, |
гидромуфта является высокоэкономичной гидродинамической пере дачей,
30
В дальнейшем параметры, соответствующие номинальному ре
жиму, будут иметь индекс *. |
|
|
|
|
|
||||
Гидромуфты могут работать в тяговом |
и тормозных |
режимах |
|||||||
работы. |
|
режим. Структурная схема |
|
|
|
|
|||
Тяговый |
передачи, |
работающей |
|||||||
в этом режиме, и внешняя |
характеристика |
представлены на |
|||||||
рис. |
20, а, |
б. Характерными |
точками внешней |
характеристики |
|||||
гидромуфты |
(см. рис. 20, |
б) |
являются: точка / —• режим холо |
||||||
стого хода, т. е. такой режим, когда внешняя нагрузка |
отсутствует, |
||||||||
а Мх |
= М 3 |
= 0; s = 0; пл = п2; і = 1; Nï |
= /Ѵ2 = 0; Л^т е п л = 0. |
||||||
В точке 1 к. п. д. равен |
нулю, но в окрестности этой |
точки— |
|||||||
стремится |
к |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
Точка |
2 характеризует |
номинальный (расчетный) |
режим. Ха |
||||||
рактерным фактором, определяющим точку 2, является макси мальный к. п. д. т] *. В зависимости от типа машин, на которых применяются гидромуфты, этот коэффициент задается в пределах 0,95—0,98. В среднем для автомобилей т) * = 0,97; для экскава торов т) * = 0,95-^0,96.
Основной причиной, которая может вызвать снижение задан ного к. п. д. п *, является увеличение энергоемкости гидромуфты, так как на номинальном режиме гидромуфта передает сравни тельно малый момент. В связи с этим возникает вопрос о пере грузочной способности гидромуфты, критерием которой является
коэффициент |
перегрузки |
|
|
|
|
|
|
is |
Мщах |
' |
|
|
|
^пер |
дл |
||
|
|
|
|
'"ном |
|
где М ш а х |
— момент на валу гидромуфты при і — 0; |
||||
Миом |
— номинальный |
момент на валу гидромуфты. |
|||
Таким |
образом, параметрами |
номинального режима (точка 2 |
|||
на рис. 20, б) |
являются: |
|
|
|
|
|
|
п2 |
= Піі* |
0,97rti', |
|
|
|
s*s3%; |
Л^ = #* = # д в . я о и ; |
||
|
|
Nl = N\*; ЛСіл = |
0 - т Г ) л Г ; |
||
|
|
|
* |
* |
— |
|
|
Q = Q |
=cmF, |
||
Нн — Нц, HT — # H i W p -
Точка 3 характеризует стоповый режим работы, т. е. турбина стоит, % = 0. Параметры стопового режима:
M = M m a x ; nr |
= 0, i = |
0, |
s = |
100%, Nx |
- Nmax; |
|
n H = |
const, |
T) = 0; |
Nr |
= |
0, ІѴт е п л = |
iV r a a x ; |
Q= |
Qmax —cm max^i |
|
— ^max> Hj — 0. |
|||
Этот режим является самым напряженным в тепловом отно шении, так как вся мощность двигателя преобразуется в тепло.
37
Работа на стоповом режиме или близком к нему ведет к перегреву передачи. Таким образом, зона режимов работы между точками / и 2 — зона нормальных нагрузок передачи. Двигатель работает в режиме недогрузки или в номинальном режиме. Зона между точками 2 и 3 — зона перегрузок.
Проследим связь режимов работы гидромуфты с условиями движения машины. В качестве примера рассмотрим движение автомобиля, в приводе которого установлена гидромуфта:
а) автомобиль остановлен, двигатель работает, сцепление вы ключено— холостой ход гидромуфты;
б) автомобиль движется с максимальной скоростью по ровной дороге — номинальный режим работы гидромуфты;
в) автомобиль движется в гору — зона режимов между точ ками 2 и 3;
г) автомобиль попал в грязь, колеса не вращаются, двигатель развивает максимальный момент — столовый режим работы гидро муфты.
Тормозными режимами называются такие режимы работы гидромуфты, при которых мощность от рабочего органа передается гидромуфте и при этом происходит замедление (торможение) ра бочего органа. Тормозные режимы работы гидродинамических передач в настоящее время находят все большее применение. Раз личают три вида тормозных режимов: обгонный; режим динами ческого торможения (гидротормозной режим) и режим противовращения.
Обгонным режимом работы гидромуфты называется такой режим, при котором частота вращения турбины больше частоты вращения насоса. На обгонном режиме гидромуфта, установленная в приводе, работает при движении автомобиля под гору на пря мой передаче. При движении автомобиля по ровной дороге с боль шой скоростью с включением низшей передачи гидромуфта рабо тает также в обгонном режиме. В этом же режиме она работает и на подъемных кранах при спуске грузов с включенным ревер сом и т. д.
На рис. 21, а показана схема гидромуфты, работающей в обгон ном режиме, при этом жидкость движется от турбины к насосу (см. пунктирную линию на рис. 21, а). Турбина выполняет функ ции насоса, а насос работает в режиме турбины. Обратное движе ние жидкости в гидродинамических передачах называется обрат ным циклом, а явление, при котором происходит изменение на правления передачи энергии, называется обратимостью. В общем случае обратимостью гидропередачи называют ее способность пере давать мощность на первичный вал. Гидромуфта также эффективно передает мощность как в тяговом, так и в обгонном режимах.
Работа гидромуфты на обгонном режиме характеризуется |
уравне |
нием баланса удельной энергии |
|
- / / н - г - Я т - 2 > п О Т = 0, |
(69) |
38
где — # н — напор насоса; берется с отрицательным знаком, так как фактически напор создается турбиной, а насос создает «противонапор»;
У АПот — суммарные потери энергии, которые определяются
~аналогично потерям при тяговом режиме работы гидромуфты.
Решив уравнение (69), мы получим выражение для определе
ния скорости ст. |
\У)\ |
|
(Л('( |
Отгонный |
|
I |
н\ Тягобый режим |
|
|
|
режим |
V V |
п,-const |
\ |
v i |
|
|
и1/Г |
5) |
|
|
|
Рис. 21. Обгонный режим работы гидромуфты:
анаправление циркуляции; б — внешняя характеристика
Жесткость |
характеристики |
гидромуфты |
|
~ |
dM |
|
G = — |
|
|
|
dn2 |
на обгонном |
режиме будет несколько больше, чем на тяговом, |
|
так как насос попадает в режим работы турбины. На рис. 21, б показана внешняя характеристика гид ромуфты, работающей в обгонном ре жиме.
Режимом динамического торможения
или гидротормозным режимом работы гидромуфты называется такой режим, который имеет место при остановленном насосе, т. е. при пл = 0. Этот режим используется, например, при спуске грузов на подъемных машинах. По существу гидромуфта работает как гид ротормоз. Ее характеристика M = f (пг) представляет собой квадратичную пара болу, наклон которой зависит от ло
пастной системы и размеров гидромуфты (рис. 22). Гидротормоз ной режим является предельным случаем обгонного режима. При этом турбина работает в режиме насоса, и расчет характе ристики производится аналогично расчету характеристики при стоповом режиме для различной частоты вращения п2.
39
