2.6 Основні характеристики гідротрансформатора

Зовнішня характеристика гідротрансформатора дає криві залежностей крутних моментів насосного та турбінного коліс і ККД гідротрансформатора від значень частоти обертання турбінного колеса при постійній номінальній частоті обертання насосного колеса. Зовнішню характеристику іноді доповнюють залежністю коефіцієнта трансформації:

(2.47)

Для графічного зображення кривих на зовнішній характеристиці по осі абсцис відкладають передавальне відношення і=n_т/n_н або n_т; всі інші величини відкладають по осі ординат.

Гарантовані дані для побудови зовнішньої характеристики гідротрансформатора можуть бути отримані тільки шляхом випробування гідротрансформатора, тому, як правило, зовнішня характеристика будується за даними випробувань гідротрансформатора.

Універсальна характеристика гідротрансформатора може бути двох видів.

Перший вид універсальної характеристики – виходить після суміщення на одному графіку ряду зовнішніх характеристик гідротрансформатора, побудованих за результатами випробувань при кількох постійних частотах обертання насосного колеса.

Універсальна характеристика гідротрансформатора першого виду будується по зовнішній характеристиці так само, як і для гідромуфти. Припустимо, нам дана зовнішня характеристика гідротрансформатора. На зовнішній характеристиці частоти обертання турбінного колеса n_1т є точка. У цій точці поводить момент турбіни при частоті обертання насосного колеса n_1н дорівнює М_н, замінимо частоту обертання обертів насосного колеса і зробимо її рівною n_2н, причому n_2н<n_1н, тоді й поводить момент зміниться пропорційно відношенню квадратів частот обертання.

Відношення моментів турбінного колеса М_1т до М_2т, буде прямо пропорційно відношенню квадратів частот обертання насосного колеса:

(2.48)

або

(2.49)

Частоту обертання турбінного колеса n_2т, відповідно крутному моменту М_2т, можна знайти з рівності ККД гідротрансформатора

(2.50)

а саме

, (2.51)

отже

(2.52)

Значення моментів М_1н при n_1н і М_2н при n_2н підставимо в рівняння (2.52), тоді отримаємо:

(2.53)

За відомому n_2т відкладаємо момент М_2т.

За кривою моментів насосного колеса на зовнішній характеристиці при номінальній частоті обертання колеса будують криві моментів насосного колеса для інших значень частот обертання насосного колеса. Якщо при частоті обертання турбінного колеса n_1т крутний момент насосного колеса М_1н відповідає частоті обертання насосного колеса n_1н, то момент насосного колеса М_2н відповідає частоті обертання насосного колеса n_2н при частоті обертання турбінного колеса n_2т і знаходиться зі співвідношення:

(2.54)

звідки

(2.55)

Потім по відомим крутним моментам і частотам обертання визначають ККД гідротрансформатора за формулою:

(2.56)

Другий вид універсальної характеристики – гідротрансформатора будують по його наведеній характеристиці.

Для цього вибирають частоту обертання насосного колеса n_н=const і задають послідовно ряд значень і, тоді n₂=in₁. Користуючись наведеною характеристикою, обчислюють

(2.57)

(2.58)

де λ_м1 – коефіцієнт пропорційності моменту насоса або турбіни.

За рівнянням (2.57) і (2.58) будують криві М₁ і М₂ залежно від частоти обертання турбінного колеса.

Таким же чином будують криві для інших значень частоти обертання насосного колеса n^’=аn₁, де а=0,9; 0,8; 0,7 і т. д.

В універсальній характеристиці другого виду на відміну від універсальної характеристики першого виду кривих ККД, відповідно постійних частотам обертання насосного колеса, наносять на характеристиці кривих рівних ККД.