Принцип трансформации
Рис. 8. Гидротрансформаторы; а — первого класса; б — второго класса. Н - насосное колесо, Т - турбинное колесо, НА - неподвижный направляющий аппарат (реактор)
Направляющий аппарат меняет направление потока жидкости и обеспечивает постоянный угол входа жидкости на лопатки насосного колеса. Таким образом, условия их обтекания практически не меняются при изменении режима работы турбинного колеса и это дает возможность преобразовывать (трансформировать) момент, передаваемый гидротрансформатором.
Направляющий аппарат в круге циркуляции гидротрансформатора конструктивно может быть расположен или перед насосным колесом (рис. 8, а), или перед турбинным колесом (рис. 8, б). В первом случае гидротрансформатор относят к первому классу, во втором — ко второму. При этом характерно, что для гидротрансформаторов первого класса турбинное колесо может вращаться только в направлении вращения насосного колеса, тогда как для гидротрансформаторов второго класса направление вращения турбинного колеса может быть любым — в зависимости от расположения лопаток направляющего аппарата. На рисунке 8, стрелками показаны направления действия крутящих моментов на рабочих колесах, создаваемых рабочей жидкостью. Направления действия крутящих моментов турбины и реактора показывают, что при освобожденном реакторе и заторможенной турбине реактор будет вращаться в обратную сторону (возможность получения заднего хода).
В обоих случаях назначение направляющего аппарата одинаково — увеличивать кинетическую энергию жидкости (динамический напор) за счет преобразования части статического давления путем изменения скорости и направления потока на неподвижных лопатках вследствие их реакции. Так как направляющий аппарат воспринимает реактивные силы, при изменении режима работы турбинного колеса на него действует переменный по величине и знаку крутящий момент, передающийся на неподвижный корпус. Знак этого момента зависит от направления потока на лопатки направляющего аппарата. Момент турбинного колеса в соответствии с законом сохранения энергии равен МТ=МН±МНА. При этом, если направляющий аппарат расположен перед входом в турбинное колесо (гидротрансформаторы второго класса), то он увеличивает момент, передаваемый турбинному валу, по сравнению с моментом на ведущем валу. Если направляющий аппарат расположен перед насосным колесом (гидротрансформаторы первого класса), то реактивный момент (момент на направляющем аппарате) складывается с моментом, приобретаемым жидкостью в насосном колесе, что в конечном итоге также приводит к увеличению момента на валу турбинного колеса. Таким образом, в обеих схемах осуществляется преобразование момента и скорости вращения ведомого вала при постоянных моменте и скорости вращения ведущего вала. Отношение момента турбинного колеса Мт к моменту насосного колеса Мн называют коэффициентом трансформации момента: i = Мт/Мн.
Список литературы
Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. Учебник для вузов. М.: Недра 1981, 295 с.
Караев М.А. Гидравлика буровых насосов. М.: Недра 1983, 184 с.
http://dieselloc.ru/books/kuzmich/page_33.html