6.1.2. Характеристики гідромуфт.

Для оцінки енергетичних і експлуатаційних якостей гідромуфт служать їх механічні характеристики. При розрахунках використовують зовнішню, приведену і універсальну характеристики.

Зовнішня характеристика (рис. 6.3.,а) являє собою залежність крутного моменту М і коефіцієнта корисної дії η від передаточного відношення ι або частоти обертання n_т турбінного колеса при постійній в’язкості і густині робочої рідини, частоті обертання n_н насосного колеса. При роботі гідромуфти частота обертання турбінного колеса змінюється від n_т = 0 до n_т = n_н. Коефіцієнт корисної дії (ККД) гідромуфти змінюється по прямій лінії і прагне до η = 1. Так як передаваєма потужність при цьому близька до нуля, ККД не може бути рівним одиниці, а досягає значення η_max = 0,99...0,995. При збільшенні навантаження ККД падає і при n_т = n_н стає рівним нулю.

Приведена характеристика (рис. 6.3.,б) являє собою залежність коефіцієнта моменту λ_м гідромуфти і повного ККД від передаточного відношення ι при постійній в’язкості і густині робочої рідини і частоті обертання n_н насосного колеса. Значення λ_м знаходять із формули 2.3.

На зовнішній характеристиці можна виділити три характерні точки: 1 – холостий хід, коли М_н = М_т = 0; S = 0; ι = 0; η = 0; n_т = n_н; 2 – робота на номінальному розрахунковому режимі, коли η = η_max = η_р = 0,95...0,97; 3 – стоповий режим, коли n_т = 0; ι =0; η = 0; S = 100%; M = M_max. Робота гідромуфти на цьому режимі можлива, але небажана із-за перегрівання масла.

Відношення моменту М_max при S = 100% до моменту М_н при роботі на номінальному режимі із ковзанням S = 95...97% називають коефіцієнтом перевантаження δ. В сучасних гідромуфтах коефіцієнт δ досягає значення 12...13, а при роботі з двигунами внутрішнього згоряння 4...5.

В деяких випадках (підйомно-транспортні машини, автомобілі і інші машини) необхідно мати повну зовнішню характеристику гідромуфти (рис. 6.3.,в). Гідромуфти можуть працювати в тяговому і гальмівному режимах. Основний режим роботи гідромуфти – тяговий в межах зміни передаточного відношення від ι = 0 до ι = 1. Всі зовнішні характеристики гідромуфт відносяться до цього режиму.

Рис. 6. 3. Характеристики гідромуфт: а –зовнішня, б – приведена, в – повна

Вліво від 0 і вправо від точки К (в четвертому квадранті) проявляються гальмівні режими. Відрізняють слідуючи види гальмівних режимів: обгінний, проти обертання і гідродинамічного гальмування.

Область 0-ι гідромуфти відноситься до режимів проти обертання. В цій області турбінне колесо спочатку зупиняється, а потім обертається в бік, протилежний обертанню насосного колеса. Гідромуфта в цьому режимі виконує функції гальма.

В режимі проти обертання гідромуфта працює, наприклад, на підйомному крані при опусканні вантажу, коли реверс не ввімкнутий, при цьому отримують так називаємі монтажні “повзучі” швидкості.

За тяговим режимом в гідромуфтах настає обгінний режим, який наведено в четвертому квадранті. Він характерний тим, що при великому моменті, який надходить від споживача, взаємовідношення коліс змінюється: турбінне колесо рухається, насосне гальмує. Напрямок обертання обох коліс однаковий.

В обгінному режимі гідромуфта працює, наприклад, на підйомних кранах при опусканні вантажу з ввімкнутим реверсом, а також при русі автомобіля під уклін.

Режим гідродинамічного гальмування гідромуфти настає при зупиненому насосному колесі (n_н = 0). При цьому гідромуфта працює в якості гальма, наприклад, при опусканні вантажів в підйомних машинах.