Причина снижения экономичности передачи

Причина снижения экономичности передачи при уменьшении заполнения рабочей полости, вероятно, объясняется тем, что при частичном заполнении реактивно-активные турбины переда­чи начинают работать, как активные. При этом величина пере­даваемой мощности падает, а величина потерь напора, разви­ваемого насосом в проточной части передачи, не уменьшается, а, может быть, даже увеличивается.

Характеристики передачи при таком регулировании имеют такой же вид, как в случае регулирования передачи изменением числа оборотов двигателя. Жесткость статических выходных ха­рактеристик передачи при этом остается для всех величин за­полнения примерно одинаковой. Это обеспечивает возможность устойчивого регулирования по числам оборотов при постоянном моменте в диапазоне изменения вторичных чисел оборотов.

Когда говорится о скорости реакции гидротрансформатора на команду, то рассматривается не случай совершения простей­ших операций — включение или выключение ее, а более слож­ные случаи перехода с одного режима на другой (частичный).

В этом более сложном случае время реакции передачи на команду складывается не только из времени, затрачиваемого на изменение заполнения, но к этому времени добавляется время, потребное на ассимиляцию жидкости, на установление потока по рабочим колесам передачи и на установление режима при­вода.

Во всех случаях время становления режима работы приводи­мого механизма включает время становления режима механи­ческой системы двигатель — передача — приводимая машина и время становления режима в передаче, причем в зависимости от характера приводимого механизма процессы могут идти после­довательно или накладываясь друг на друга.

Время изменения степени заполнения при подаче жидкости в передачу в основном определяется производительностью насо­са, подающего жидкость. При опорожнении это время во мно­гом зависит от параметров передачи и конструктивного оформле­ния места отвода жидкости. Для трансформаторов это время составит 10—12 сек, для меньших машин это время меньше.

Время становления режима в передаче

Время становления режима в передаче условно можно пред­ставить в виде двух отрезков: времени становления характери­стики передачи и времени становления рабочей точки на этой характеристике. Влитая в передачу порция жидкости не сразу вступает в работу. Проходит некоторое время, пока это но­вое количество жидкости в передаче будет ассимилировано. Опыт показывает, что чем меньше заполнение передачи, тем больше это время, условно называемое временем становления характеристики.

Становление характеристики можно представить себе как сумму времени, необходимого для того, чтобы жидкость, вве­денная в передачу, приобрела устойчивую траекторию в ее ра­бочей полости, и времени, необходимого для установления опре­деленного количества жидкости, совершающей постоянную цир­куляцию в рабочей полости передачи. Во многих случаях второй процесс так и не устанавливается до тех пор, пока не установит­ся режим привода, т.е. эти процессы, накладываясь друг на друга, определяют время становления друг друга, причем все эти процессы становятся существенно более длительными при час­тичном заполнении по сравнению со временем, потребным для изменения заполнения. При включении передачи полностью, т.е. в случае, когда регулирование (управление) сводится к полно­му заполнению, время запаздывания между заданием и исполне­нием команды определяется только временем заполнения и вре­менем, определяемым управлением движения системы:

где Мвв — момент на валу двигателя; Мст — статическая нагрузка; К — коэффициент трансформации, являющийся функцией передаточного отношения; момент инерции приводимой машины; угловая скорость приводимой машины. В заполненной полностью передаче с некоторыми допуще­ниями можно не учитывать инерции потока в рабочей полости передачи и пренебречь различием в статических и динамических ее характеристиках.

Такой способ регулирования не обеспечивает достаточной скорости исполнения команд, что существенно затрудняет при­менение регулирования за счет изменения заполнения даже в тех случаях, где можно было бы пренебречь уменьшением к.п.д.

Важным случаем использования гидродинамических транс­форматоров, регулируемых за счет изменения заполнения, явля­ются судовые установки с дизелями, где на передачу, как прави­ло, возлагается задача включения и выключения.

Одним из недостатков судового дизеля является его малая глубина регулирования по числам оборотов. В сочетании с вин­товой нагрузкой, создаваемой корабельным движителем — вин­том, это свойство дизеля не позволяет  при  гидродинамическом трансформаторе обеспечить требуемую глубину изменения ско­рости судна: она оказывается равной эластичности двигателя.

При работе на режимах весьма малых мощностей и малой длительности этих режимов вопрос экономичности (т.е. к.п.д.) передачи не является решающим. В этом случае гидротран­сформаторы, регулируемые наполнением, могли бы также найти применение. Однако несовершенство существующих способов уп­равления заполнением их рабочих полостей не позволяет широ­ко распространить эти передачи и на судах.