3.2. Дизель-редукторная передача (дрп)

Однако при проектировании судна не всегда удается подобрать главный двигатель к движителю по частоте вращения. В этом случае, по сравнению с непосредственной передачей, включены два дополнительных элемента – редуктор (Р), понижающий частоту вращения до необходимого уровня, и муфта (рис. 10).

Рис. 10. Редукторная передача мощности

Для ДРП приняты два типа муфт: высокоэластичные соединительные муфты, защищающие редуктор от резких изменений крутящего момента дизеля и соединительно-разобщительные муфты, допускающие различного рода отклонения ГД от редуктора.

В случае использования нереверсивного двигателя устанавливается реверс-редуктор, который не только уменьшает частоту вращения гребного вала, но и производит изменение направления вращения (рис. 11).

Рис. 11. Реверс-редукторная передача мощности

Применение угловых редукторов (УР) и поворотно-откидных выдвижных колонок (ПОВК) особенно эффективно на быстроходных катерах и СПК для обеспечения необходимого заглубления ГВ (рис. 12, 13).

Рис. 12. Редукторная передача мощности с угловой колонкой

Рис. 13. Редукторная передача мощности с поворотно-откидной выдвижной колонкой

Применение дизель-редукторных агрегатов (ДРА) позволяет осуществить разделение мощности, развиваемой дизелем (Д), на несколько движителей, что находит применение на судах с ограниченной осадкой, речного и смешанного плавания (рис. 14).

Рис. 14. Редукторная передача с разобщением мощности

К недостаткам данного типа передач мощности можно отнести большой уровень шума в МО, потерю мощности в редукторе на 2–4%, увеличение строительной стоимости и расходов на эксплуатацию.

3.3. Гидродинамические передачи

Гидродинамические передачи подразделяются на гидродинамические муфты и гидродинамические трансформаторы. Гидродинамические муфты предназначены для передачи крутящего момента ведущего вала к ведомому валу без изменения величины и знака момента.

Гидродинамические трансформаторы служат для передачи крутящего момента ведущего вала к ведомому валу при изменении величины, а в некоторых случаях и знака крутящего момента. В первом случае используют гидротрансформатор переднего хода, во втором – гидротрансформатор заднего хода (рис. 15).

Рис. 15. Гидродинамическая передача с гидромуфтой и гидротрансформатором

В гидродинамических передачах механическая энергия передается от ведущего вала к ведомому при помощи жидкого рабочего тела.

Простейший гидротрансформатор (рис. 16) состоит из насосного колеса 3, соединенного с ведущим валом 5; турбинного колеса 1, закрепленного на ведомом валу 6, и неподвижного направляющего аппарата 4, жестко соединенного с корпусом.

Направляющий аппарат устанавливают на входе рабочей жидкости в насос, иногда ставят два направляющих аппарата, один из которых – перед насосом, а другой – перед турбиной. В последнем случае может быть обеспечен реверс ведомого вала. Герметичность гидротрансформатора обеспечивают уплотнениями в кожухе 2. Наличие направляющего аппарата существенно изменяет процесс передачи вращающего момента гидротрансформатором по сравнению с гидромуфтой.

Рис. 16. Схема гидротрансформатора

При вращении ведущего вала насосное колесо подаст жидкость в неподвижный направляющий аппарат, под воздействием лопаток которого происходит увеличение момента количества движения рабочей жидкости. При этом жидкость поступает в турбинное колесо, где ее кинетическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения ведомого вала, в результате чего M₂ > M₁. Соответствующим профилированием лопаток направляющего аппарата можно получить М₂ = 3М₁.

В СЭУ гидротрансформаторы самостоятельно используются редко из-за сравнительно малого КПД (0,84–0,91) и низкой редукционной способности при высоких КПД. При небольших значениях передаточного отношения резко снижается КПД передачи. Обычно гидротрансформаторы входят в состав гидропередач, выполненных по различным схемам: с гидротрансформаторами переднего и заднего ходов; с гидромуфтой переднего хода и гидротрансформатором заднего хода; с гидротрансформаторами переднего и заднего ходов и гидромуфтой переднего хода.

КПД гидродинамических трансформаторов при номинальном режиме работы установки составляет 0,88–0,92. КПД гидродинамической муфты при номинальном режиме работы установки составляет 0,96–0,98.

Преимущество гидромуфты:

осуществляет гибкое соединение ГД с зубчатой передачей;

повышает надежность и маневренность СЭУ с несколькими двигателями, работающими на один винт;

облегчает пуск двигателя и уменьшает расход пускового воздуха;

улучшает условия реверсирования гребного винта.

Однако гидромуфта повышает массу СЭУ, снижает КПД.

Гидротрансформаторы и гидравлические муфты широко используются в установках судов ледового плавания и буксиров.