50. Охарактеризувати будову та принцип дії і сферу застосування гідротрансформаторів.

Гідротрансформа́тор (рос.гидротрансформатор; англ. hydrotransformer, torque converter; нім. Hydrotransformator m) —механізм (лопатевий насос, напрямний апарат і гідротурбіна), що з допомогою рідини (води, мастила) передає або перетворює обертальний рух.

На відміну від гідромуфти у тороїдальній порожнині гідротрансформатора, заповненій робочою рідиною, крім лопатей насоса та турбіни є ще й лопаті реактора, або так званого напрямного апарата. Реактор, як правило, закріплюється у корпусі гідротрансформатора нерухомо.

Моменти сил, що діють на колеса гідротрансформатора, можна виразити так:

M_н = -ṁ (R_рнv_рнcos α_рн - R_нтv_нтcos α_нт),

M_т = ṁ (R_нтv_нтcos α_нт - R_трv_трcos α_тр),

M_р = -ṁ (R_трv_трcos α_тр - R_рнv_рнcos α_рн),

де M — момент сили, ṁ — маса рідини, що перетікає через переріз кола циркуляції за одиницю часу, R — відстань від перерізу до осі обертання колеса, v — абсолютна швидкість потока в міжлопатевих каналах, α — кут між напрямком обертання колеса (вектором швидкості лопаті) та вектором v, індекси н, т, р вказують на насос, турбіну і реактор відповідно.

Таким чином обертальний момент турбіни дорівнює сумі моментів насоса та напрямного апарата. Якщо навантаження турбіни зросте, то її обертання уповільниться, зменшиться відцентрова сила, збільшиться швидкість циркуляції та маса рідини, що проходить крізь турбіну за одиницю часу, зменшиться кут виходу рідини з-між лопатей турбіни, а отже збільшиться обертальний момент, що створюється турбіною. При цьому момент, що підводиться до насоса та швидкість його обертання майже не змінюються.

Якщо i = ω_т/ω_н — передатне відношення гідротрансформатора, а k = M_т/M_н — коефіцієнт трансформації моменту, токоефіцієнт корисної дії η = k·i.

Існують також гідротрансформатори, в яких реактор зв’язаний з корпусом через обгінну муфту. Коли обгінна муфта розблокована, усі колеса гідротрансформатора обертаються з приблизно однаковою швидкістю і він працює в режимі гідромуфти. Для гідромуфти M_т = M_н, коефіцієнт трансформації k = 1 і коефіцієнт корисної дії η = i за такого режиму роботи наближається до одиниці. При значному навантаженні турбіна сповільнюється, потік рідини з неї набігає на передні поверхні лопатей реактора, обгінна муфта заклинюється, передаючи реактивний момент, машина переходить в режим гідротрансформатора, який має вищий ККД при нижчому i.

Деякі гідротрансформатори мають декілька турбінних та реакторних коліс (багатоступеневі гідротрансформатори).

Гідротрансформатори застосовуються у трансмісіях автомобілів, автобусів, тракторів, тепловозів.

51. Обгрунтувати класифікацію відцентрових насосів за коефіцієнтом швидкохідності.

1. Відцентрові:

А. Тихохідні, що мають малий коефіцієнт швидкохідності (пs = 50ч90). З рівняння (3-19) слідує, що при постійній подачі і постійній частоті обертання, чому відповідає постійний діаметр горловини робочого колеса D0 (див. рис. табл. 3-1), коефіцієнт швидкохідності тим менше ніж більше набір. Для того щоб отримати великий натиск, необхідно збільшити діаметр робочого колеса D2. Тому тихохідні робочі колеса мають велике відношення діаметрів D2/D0, що досягає 3,0. Лопатки робочого колеса звичайно мають просту циліндрову форму із утворюючою циліндра, паралельної осі насоса.

Би.. Нормальні (пs ? 80ч300). Збільшення швидкохідності, пов'язане із зниженням натиску, веде до зменшення діаметра робочого колеса виходу (D2/D0 = 2,5ч1,4). Для зменшення гідравлічних втрат на вході в робоче колесо, значення яких в загальному балансі анергии зростає у міру зниження натиску насоса вхідна ділянка лопаток виконується подвійної кривизни. При швидкохідності 80-160 ділянка виходу має циліндрову форму, а при швидкохідності 150—300 він виконується подвійної кривизни, щоб забезпечити лопатці більш плавну форму.

2.Напівосьові або діагональні (пs = 250ч500; D2/D0 = 1,4ч0,9). Зменшити відношення D2/D0 до величини, близької або меншої одиниці, можна в тому випадку, якщо вихідну кромку лопаток нахилити до осі. Нахил кромки виходу забезпечує також більш плавну форму лопатки, що зменшує гідравлічні втрати в робочому колесі. Щоб на різних цівках, що мають різний діаметр виходу, отримати однаковий натиск, лопатку доводиться виконувати подвійної кривизни не тільки на вході, але і на виході.

3.Осьові або пропелерні (п8= 500 ч1000;  . При подальшому збільшенні швидкохідності нахил кромки лопатки виходу зростає і вона стає майже перпендикулярній осі насоса. При цьому рідина рухається через робоче колесо приблизно на постійній відстані від його осі. На відміну від більшості відцентрових насосів колесо осьового насоса не має зовнішнього обода. Воно складається з насадженої на вал втулки 1 і закріплених на ній лопатей 2, що мають подвійну кривизну (рис. 3-8). Колесо схоже на весельний гвинт.