книги из ГПНТБ / Стесин С.П. Гидродинамические передачи учебник

При выборе мест расположения точек подвода и отвода рабо­ чей жидкости необходимо учитывать еще один фактор. В процессе длительной эксплуатации гидротрансформатора изнашиваются контактные уплотнения рабочей полости и трущиеся детали подпиточного насоса, в результате чего увеличиваются утечки рабо­ чей жидкости из системы. Это приводит к уменьшению расхода подпитки Q n через магистраль отвода рабочей жидкости, гидравли­

где гидравлические потери пропорциональны расходу Q2 , то при отводе рабочей жидкости перед насосом для некоторого определен­

Из уравнений (131) и (132) следует, что при прочих равных условиях с увеличением Ар, т. е. с удалением точки отвода рабо­ чей жидкости из зоны минимального давления, величина р п ста­ новится более чувствительной к изменению расхода Q n . В таких случаях необходимо назначать относительно больший запас давления подпитки р п или вводить в систему питания дополни­ тельные устройства, стабилизирующие это давление, что нежела­ тельно.

251

В качестве теоретического параметра, характеризующего кавитационные качества колес гидротрансформатора, можно принять коэффициент кавитации

q = — коэффициент расхода.

"н2 Коэффициент о для условий кавитации, только что начав­

шейся в некоторой точке рабочего колеса, обозначим о к р и назо­ вем критическим коэффициентом кавитации:

_ А Я 5 к Р

252

ского давления по входному участку тыльной стороны лопатки насоса гидротрансформатора У358011А

При изменении режима работы гидротрансформатора в сто­ рону стопового статическое давление на тыльной стороне лопатки насоса возрастает. Непосредственно на стоповом режиме и режи­ мах противовращения при замерах были получены значения вели­ чины Рнтіп' близкие к нулю и даже положительные (рис. 143, б), т. е. разрежение на тыльной стороне лопатки насоса отсутство­ вало. Замеры статического давления на лицевой стороне лопатки насоса на режимах — 0,5 < і < 1 дали положительные значения.

Полученные результаты можно объяснить следующим обра­ зом. Большинству гидротрансформаторов свойственно увеличение

253

расхода рабочей жидкости в рабочей полости на режимах работы, близких к стоповому по сравнению с номинальным режимом. Увеличение расхода на этих режимах одновременно приводит к искажению треугольника скоростей на входе в насос. Вектор

к перераспределению статического давления по поверхности вход­ ного участка лопаток насоса. Давление на тыльной стороне воз­ растает, а на лицевой падает. Замер вектора абсолютной скоро­

углы атаки (в данном случае до 20°) приводят к улучшению обте­ кания входной кромки насоса с точки зрения кавитации.

Для турбины наиболее опасным в кавитационном отношении является сечение, близкое к выходным кромкам. Измерить стати­ ческое давление на вращающейся турбине сложно, поэтому при исследовании кавитационных качеств турбины можно измерять статическое давление за турбиной в зазоре между ней и реактором. Статическое давление в этом зазоре будет отличаться от давления на выходных кромках турбины на величину, обусловленную стеснением потока, которое в первом приближении можно не учи­ тывать.

На рис. 144 показаны результаты замера статического давле­ ния по средней струйке за турбиной гидротрансформаторов У358011А и У358015. Эти данные показывают, что статическое давление за турбиной во всем исследуемом диапазоне і — поло­ жительное (рТ > 0 ) , причем к стоповому режиму величина р г возрастает, т. е. увеличивается кавитационный запас турбины.

254

Таким образом, исключается возможность возникновения кавита­ ции в турбине.

Особенностью работы реактора является постоянное измене­ ние в широких пределах угла входа в него потока рабочей жидко­ сти при изменении режима работы гидротрансформатора. При углах входа в колесо, отличающихся от расчетных, возможен отрыв потока от входных кромок с последующим прилипанием его в некоторой точке поверхности лопаток. В отрывной зоне основной поток сжимается. За счет этого скорость рабочей жидко­

работы гидротрансформатора к стоповому, на входном участке лопатки с тыльной стороны образуется зона с пониженным давле­

У3580ПА и У358015 в зависимости от режима работы і. Давле­ ние ррш і п для каждой линии тока определялось по минимальному давлению эпюры распределения давления на тыльной стороне лопатки реактора. Сравнивая результаты исследования минималь­ ного статического давления в колесах, можно заметить, что на

255

ного статического давления в реакторе (по наружному тору), при достижении критического давления начала кавитации неза­

к искажению внешней характеристики, называют скрытой кави­

мент на валах или коэффициент трансформации в зависимости от давления подпитки. При этом часто рекомендуют завышенное значение рп для некоторых типов гидротрансформаторов (напри-

256

мер, для гидротрансформаторов с центростремительной турбиной типа ГТК, ТТК, ЛГ и др.), объясняя эту необходимость опасностью возникновения кавитации. Экспериментальные исследования, про­ веденные в МАДИ, позволили сделать вывод, что в большин­ стве случаев (в том числе и для гидротрансформаторов У358015 с центростремительной турбиной) уменьшение моментов на валах

Допустимая температура рабочей жидкости гидротрансформа­ тора зависит от применяемой жидкости. Для стандартного мине­ рального масла (трансформаторного, веретенного и т. д.) нормаль­ ная эксплуатационная температура должна быть в пределах 80— 90° С. Кратковременное повышение температуры указанных масел можеі быть допущено до ПО—120° С. Дл я специальных рабочих жидкостей допустимые температуры могут быть выше.

На автобусах, грузовых автомобилях, танках, экскаваторах, кранах для охлаждения применяют масляно-воздушные радиа­ торы, на тепловозах и в судовых установках — масляно-водяные холодильники.

При определении количества протекающей жидкости для обес­ печения ее охлаждения в рабочей полости гидропередачи необхо­ димо определить режим наиболее длительной работы. Из харак­ теристики гидротрансформатора следует, что наиболее неблаго­ приятным режимом с точки зрения охлаждения является режим при і — 0. Если имеются режимы противовращения, то тепла будет выделяться еще больше, так как на этих режимах в тепло превращается как мощность, подводимая от двигателя, так и мощ­ ность, подводимая к турбине от рабочей машины. Поэтому, если вышеуказанные режимы являются длительными, то систему охлаждения необходимо рассчитывать на самый напряженный режим в тепловом отношении. Если система работает на этих ре­ жимах кратковременно, а основная доля приходится на режим { = 0,4t*, где, как правило, требуют, чтобы к. п. д. не был меньше 75—80%, то расчет ведется из условий наименьшего допускаемого к. п. д. Количество тепла, которое необходимо отвести от гидро­ передачи,

R = N 1 ( l - i \ ) .

Весовой расход рабочей жидкости, необходимый для обеспе­ чения охлаждения, предварительно можно определить по формуле

трансформатора;

tRX — температура рабочей жидкости на входе в гидро­ трансформатор.

Общую поверхность радиатора, соприкасающуюся с охлаждаю­ щей средой, предварительно определяют по формуле

где At = іж — tc — разность между температурами охлаждаемой

щадь радиатора или площадь проходного сечения для рабочей жидкости в радиаторе).

Рабочие жидкости, применяющиеся в гидротрансформаторах.

При расчете, а следовательно, и при проектировании гидродина­ мической передачи очень важно выбрать рабочую жидкость, которая в значительной степени влияет на проектные размеры гидротрансформатора, его нагружающую способность и к. п. д. При расчете гидротрансформаторов пользуются таким физическим параметром рабочей жидкости, как кинематическая вязкость ѵ,

гидротрансформатор малых размеров и с хорошими преобразую­

минеральные масла, дизельное топливо, а в гидротрансформато­ рах, устанавливаемых на судах — забортную воду. Минеральные масла могут быть различных сортов в зависимости от того, является ли система подпитки и охлаждения гидротрансформа­ тора изолированной или она одновременно обслуживает и систему смазки и охлаждения вспомогательных зубчатых механизмов, входящих, например, в гидромеханическую передачу. В послед­ нем случае применяются более вязкие масла.

Система питания и охлаждения может быть единой с системой питания двигателя, если в качестве двигателя на машине приме-

258