Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гаспарянц, Г. А. Некоторые автоматические системы автомобиля учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.82 Mб
Скачать

- 99 -

зультате этого жидкость вытекает из рабочей полости насоса и втекает в рабочую полость турбины со средней абсолютной скоро­ стью I f , направленной под углом cL к направлению вращения ко­ лес.

При вытекании из турбины и втекании в насос (сечение Б Б )

поток жидкости обладает

скоростями

1лГв , U6 и Vg

, а абсолют­

ная скорость направлена

под углом р

к направлению

вращения ко­

лес.

Из курса гидравлики известно, что крутящий момент на валу центробежного насоса или центростремительной турбины, являющий­ ся результатом взаимодействия потока жидкости с лопатками, ра­ вен алгебраической разности моментов количества движения потока относительно оси вращения колеса при выходе и входе жидкости в межлопаточнуто полость.

Таким образом, крутящий момент Мн , противодействующий вращению колеса насоса и являющийся для двигателя нагрузкой,ра­ вен

Мн= ^ (/?„ V„сова - RBUBcosp )=-М.

а

В процессе движения жидкости в меклопаточной полости тур­ бины от периферии к центру момент количества движения жидкости уменьшается, а сила взаимодействия потока с лопаткой создает крутящий момент на валу турбины, равный

 

 

Мт=

Ug cosp - Rfj Ул c°s°!-J

 

где

у -

удельный вес рабочей жидкости ;

 

 

& -

секундный расход жидкости через насос к турбину;

 

^ е ~

крутящий момент двигателя,

необходимый для

вращения

 

 

колеса

насоса.

 

 

 

Остальные

величины

ясны из

фиг.40 пли

были разъяснено

ранее.

100—

А -

£ U

vU “r0. Схоаа гидромуфты

-IOI-

Складывая почленно эти уравнения, получим равенство

м т-~ Ме ,

убеждающее в том, что, несмотря на отсутствие жесткой связи меж­

ду ведущим и ведомым элементами, ГМ может выполнять функции сцеп­

ления .

 

 

Из курса

гидравлики известно

также, что крутящий момент М

и обороты П

на валу лопаточного

колеса связаны зависимостью

М = А

(26)

 

где D - активный диаметр (см .л и г.40) ;

 

А- коэффициент пропорциональности, именуемый коэффициен­ том момента, зависящий от особенностей лопаточного колеса и режима работы М , определяемый эксперимен­

тально и имеющий размерность Эта зависимость, которую для Ш можно переписать в виде

Mc = j\ fl)5nt

показывает, что подобно ЦБС параболическая рабочая характеристи­ ка является органическим свойством ГМ и достигается без каких- -либо внешних средств автоматики (ф и г.41 ,6). Помимо этого, до­ стоинствами ГМ являются:

- отсутствие трения между ведущим и ведомым элементами Ш ,

вследствие чего его работа даже с длительным скольжением не соп­ ровождается износом этих элементов. Таким образом, применение на автомобиле ГМ обеспечивает не только более плавное трогай ,е с места, но также возможность устойчивого движения с малой скоро­ стью даже на прямой передаче, т .е . допускает более редкое пере­ ключение передач;

- М обладает хорошими демпфирующими и предохраняющими свой­ ствами вследствие того, что в ней связь между ведущим и ведомым

-102-

элементами осуществляется потоком жидкости и всегда М ц - М т = Mg

Благодаря этому значительно снижаются динамические нагрузки в

трансмиссии.

Недостатки гидромуфты следующие:

- уже при оборотах холостого хода ГМ, как следует из выра­

жения

(2 6 ), передает

некоторый

крутящий момент

на последующие

 

детали

трансмиссии (

фиг.41; ё

) . Это затрудняет

включение пер­

вой передачи;

 

 

 

 

-

во время движения автомобиля ВЛ подобно

ЦБС постоянно

на­

ходится во включенном состоянии. Это исключает

возможность пере­

ключения передач;

 

 

 

 

-

ГМ, хотя и обеспечивает

возможность запуска двигателя

с

буксира ( в этом случае насос и турбина меняются функциями).ис­

ключает возможность торможения автомобиля на стоянке; -в ГГ/, имеет место постоянное скольжение (буксование), что

сог.рспоедается потерей энергии.

Первые два недостатка вынуждают к комбинированию ГМ с уп­

равляемым фрикционным сцеплением, установленным последовательно,

как это сделано, например, у автомобиля ГАЗ-12 (ЗИМ). С двумя

другими недостатками мирятся, принимая необходимые

меры для

то­

го, чтобы

к .п .д . R,' на режимах,

соответствующих длительной

эксп­

луатации, достигал своего максимума.

 

 

______ К .п .д . гидромуфты

равен отношению мощности подведенной

к

мощности

отведенной от

Ш

 

 

 

 

П - J h . -

У тС О т .

Пт

(27)

 

'

Мн СОн~

П« ~ 1 >

 

 

 

где

- кинематическое

передаточное число

Ш .

 

‘ ‘И

- 103-

Характеристики ГМ. 0 cBoiiCTBax, эффективности и возможностях

ГМ суцят по ее характеристикам: внешней,

обобщенной, нагружающей

и совместной работы с двигателем ( фиг.41 ) .

Внешняя характеристика (фиг.41; а )

которую обычно получают

экспериментально, иллюстрирует зависимость величины момента, пе­

редаваемого IM, и

к .п .д . от

числа оборотов вала турбины ( или от

I ) при постоянном

значении

оборотов

вала

насоса. При получении

внешней характеристики вал насоса вращают

с тем наибольшим чис­

лом оборотов, которое

предполагается

во время эксплуатации.

В соответствии с

выражением (27)

зависимость к .п .д . от L

изображается на внешней характеристике прямой, проходящей через начало координат под углом 45° к координатным осям. Вследствие постоянного скольжения к .п .д . ГМ не поднимается до единицы. Учи­

тывая характер изменения /р , ГТЛ проектируют обычно на возмож­

ность передачи момента такой величины, при которой ее работа бу­

дет происходить

с

0^7- r 0t98 .

Этот режим называют расчетным.

 

Из фиг.4Г,Д

и выражения

(26)

оледует, что коэффициент мо­

мента

j[

не является величиной постоянной,

а зависит от относи­

тельного скоростного режима в ГМ -

от L

.

Для иллюстрации этого

отроят обобщенную характеристику ГТ.

 

 

 

Обобщенная характеристика (фиг.4Г; с^ ) представляет ообой за­

висимость

коэффициента момента

у)

от

кинематического передаточ­

ного

числа

i

,

которую

получают

перестроением внешней характе­

ристики с

соблюдением условия

 

 

 

 

 

 

 

 

3 _

М

 

 

 

 

 

 

 

 

А r t> s п *

 

 

 

Очевидно, что внешняя характеристика, представленная в интер­ претации у] , не зависит от абсолютных значении ^ ri и J) .

Она харякт' ризует гидромуфту любого размера, еоли его колеса г е о -

104

Фиг.41 Характеристики

гидромуфты: а-внешняя;

б -

обобщающая;

в - нагружающая;

г -

совместной

работы с двигателем.

- 105 -

метрически подобны колесам прототипа, для которого эксперимен­

тально была определена

исходная зависимость

Л 7- ф (^ ) .Поэтому

рассмотренную характеристику называют обобщенной.

 

Нагружающей характеристикой (фиг.41; 6

)называют

зависимость

момента, передаваемого

гидромуфтой, от числа оборотов

вала насо­

са при определенном постоянном значении кинематического переда­

точного числа, т .е . при J[- const . Она иллюстрирует зависи­

мость нагрузки двигателя от оборотов его вала и кинематического передаточного числа.

Характеристика совместной работы двигателя и Ш (фиг.41; 2)

представляет собой совмещение двух характеристик - внесшей ско­ ростной характеристики двигателя и нагружающей характеристики ПИ.

Ее строят и исследуют в .-связи с подбором ГМ.

Подбор гидромуфты. И1 не рассчитывают,

а подбирают но зако­

нам подобия. Подбор сводится к выбору

прототипа и определению

не­

обходимого значения активного диаметра

D

Ш .

 

В качестве прототипа берут Ш , хорошо

зарекомендовавшую

се­

бя в производстве и эксплуатации. По ее обобщенной характеристик

ке определяют

расчетную

величину коэффициента момента J\p, со ­

ответствующую

работе

М

с наибольшим к .п .д . и затем искомую ве­

личину активного диаметра

 

 

 

 

 

I Г Ж

2

 

D

=

I

jfA p ilp

За Дфр и

Пр берут

значения крутящего момента и оборотов

коленчатого вала двигателя

при

его максимальной мощности

(фиг.4 1,3 ) . . Далее,

зная J)

ц

задавая текущие значения для П ,

рассчитывают

с использованием зависимости (26) и строят нагружа­

ющие харакг эристики проектируемой ГМ для двух

предельных его со ­

стояний: при

троганли, когда i = Q и

и при дай-

жении автомобиля с максимальной скоростью,

когда

L - Lmax и

Яр ■

 

Поле полученного графика (фиг.41 з ) ,

ограниченное двумя

 

упомянутыми кривыми и кривыми зависимости

М е =

(пе ) при наи­

большем и наименьшем углах открытия дроссельной заолонки ( d<

и

d.£ ) ,

представляет собой геометрическое место точек, координаты

которых определяют возможные параметры [ М

и п )

совместной рабо­

ты IM и двигателя.

 

 

 

 

Для достижения максимальных ускорений при трогании автомоби­

ля с

места необходимо, чтобы левая граница

этого

поля пересекала

кривую М е - ц! (Пв ) в точке, близкой к максимуму момента. Если

это условие не удовлетворяется, нужно повторить попытку подбора га с выбором другого прототипа.

Зн.ая активный диаметр прототипа В Пр. и располагая его чер­

тежом, определяют размеры проектируемой И! посредством пересчета всех линейных размеров прототипа пропорционально отношению D Dnp

сохраняя при этом угловые размеры.

______ Обычное оцепление, оснащенное САР

Обычное сцепление, оснащенное САР, которое в дальнейшем бу­ дем называть автоматизированным, имеет три существенных достоин­

ства, благодаря которым этот путь автоматического регулирования сцепления представляется весьма перспективным: ■

- не подвергается изменениям конструкция самого сцепления,

а следовательно,

сохраняется неизменным текущее производство ;

-

без особых производственно-организационных трудностей мо­

гут выпускаться автомобили

с обычным и автоматизированным

сцепле­

ниями

;

 

 

 

-

внешними

средствами

автоматического регулирования

сцепле-

- 107 -

ния могут быть оснащены автомобили, уже находящиеся в эксплуа­ тации .

При разработке САР обычного сцепления необходимо, во-первых,

.установить параметры управляющего воздействия исполнительного механизма на регулирующий орган сцепления - вилку выключения;

во-вторых, разработать схему регулятора и определить параметры его отдельных элементов.

_______Определение параметров управляющего воздействия произведем

с использованием фиг.42, на которой приведена схема обычного сцепления, условно изобракенного одновременно во включенном и

выключенном состоянии. Искомыми параметрами являются усилие &

на штоке исполнительного механизма и его

ход Ц,

. Для определе­

ния их величин, соответствующих различным состояниям

сцепления,

рассмотрим поэтапно процесс выключения сцепления.

 

 

______ 1-й этап является

подготовительным:

происходит

перемещение

муфты выключения до ее

соприкосновения с

рычагами

выключения,

,т .е . устраняется зазор

Д п , в обычных

конструкциях определя­

ющий свободный ход педали и необходимый для обеспечения полного

включения сцепления.

 

 

 

 

 

 

 

 

Усилие на штоке и его перемещение определяются на этом эта­

пе

зависимостями

( здесь

и в дальнейшем трением

в приводе

прене­

 

 

&I ~ [ - * К<Д п - Q - ) -g" + 2 + К2 А п ) - Q - )

 

 

= Д *

6

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

где

Р /

- Р2

установочный натяг, a

Kf и

Кг ~ жесткость

 

 

 

возвратных пружин I и 2.

 

 

 

 

 

______ П-й

этап является основным:

по мере

роста

силы

0-

проис­

ходит постепенное

уравновешивание

суммарной силы

N

нажимных

- 108 -

пружин, а следовательно уменьшение момента трения сцепления от

M c -M e J $ до M e - 0 . На этом этапе перемещения деталей отсутствуют и имеем

(28)

______ Ш-й этап является окончательным: происходит перемещение на­ жимного диска на величину Д с для обеспечения чистого выклю­ чения сцепления. В этом этапе искомые величины определяются из условий

 

^ = 0

BL £ _ С

 

п

а

где ' Кз -

жеоткооть нажимных пружин.

 

 

Рассматривая процесс включения сцепления обратным процессу

выключения,

можно сделать из рассмотренного

следующие

практичес­

кие выводы о параметрах управляющего воздействия, необходимые при проектировании САР оцепления:

I . Если задано максимальное рабочее давление в исполните ном механизме рх , то для полного выключения сцепления площадь поршня или эффективная площадь диафрагмы исполнительного механиз­ ма и ход его штока должны быть

Здесь ивдеко „ л " указывав* на

то, что эти

параметры

соот­

ветствуют холостому ходу двигателя.

 

 

 

2 .

Чтобы наступило начало включения сцепления необходим

давление

в исполнительном механизме

уменьшить до

величины

^JL

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ