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

зультате чего конструкция упрощается и делается более компакт­ ной.

Гидротрансформаторы грузовых автомобилей и городских автобусов работают в более тяжелых условиях, чем легковых, причем значительную часть времени на режиме преобразования момента. В связи с этим количество выделяющегося тепла, а сле­

через радиатор значительное количество рабочей жидкости, чтобы обеспечить удовлетворительный отвод тепла, которое выделяется при работе гидротрансформатора. Давление на входе в гидро­ трансформатор зависит также и от размеров: с увеличением актив­ ного диаметра повышается давление, необходимое для предотвра­

проходящей через гидротрансформатор, составляет 0,0005 м3 /с. В гидротрансформаторах, предназначенных для использования на тяжелых грузовых автомобилях и самосвалах с двигателями значительной мощности (184—368 кВт), давление на входе в гидро­ трансформатор равно (3,9н-7,8) • 105 Н/м2 , а расход через гидро­ трансформатор составляет от 0,001—0,007 м3 /с.

На легковых автомобилях «Чайка», как и в гидромехани­ ческой коробке передач городского автобуса ЛАЗ-695-Ж, в ка­ честве рабочей жидкости используется масло ВНИИ-НП-1. На

температуры от 50 до 90° С вязкость уменьшается примерно в 3 раза [14]. Как известно, температура рабочей жидкости в реальных условиях эксплуатации автомобиля изменяется в довольно ши­ роком диапазоне. Обычно рекомендуется поддерживать темпера­ туру рабочей жидкости в пределах 90 ± 5° С. Зимой температура рабочей жидкости в гидромеханической коробке передач несколько ниже, а летом выше. Так опыт эксплуатации автобусов ЛАЗ по­ казал, что зимой температура рабочей жидкости равна 70—80°, летом 80—110° С, а в напряженных условиях эксплуатации крат­ ковременно может достигнуть и более высоких значений (100— 120° С). Исследования гидротрансформатора ЛГ-340, проведенные

Гидродинамические передачи тепловозов можно разделить на две основные группы: многоциркуляционные и одноциркуляционные.

Многоциркуляционная передача состоит из нескольких гид­ равлических машин-гидротрансформаторов и гидромуфт, объеди­ ненных одним общим приводным валом и работающих поочередно в определенном интервале скоростей движения тепловоза. Пе­ реключение ступеней скорости происходит гидравлическим путем (рис. 162).

Одноциркуляционная передача состоит из одного гидротранс­ форматора и механической коробки передач, ступени скорости которой переключаются при помощи специальных муфт или лен­ точных тормозов.

К первой группе относятся, например, передачи тепловозов ТГМ1, ТГ102 и передачи немецкой фирмы Фойт; ко второй — передачи тепловозов ТГК, ТГМЗ и передачи немецкой фирмы Майбах (рис. 163).

Основным качественным показателем многоциркуляционных передач является исключительная плавность и устойчивая надеж­ ность переходных процессов, обусловленная равномерным перете­ канием рабочей жидкости из одной рабочей полости в другую. Однако масса, а следовательно, и стоимость передачи в среднем на 30% выше,чем гидропередач второй группы. Так, лучшие образцы

зов, оборудованных многоциркуляционными передачами. Доволь­ но большая величина этих потерь объясняется тем, что гидро­ аппараты при опоражнивании работают в режимах весьма малых значений к. п. д., и поэтому, несмотря на замену жидкой среды воздухом, энергия интенсивно расходуется на его нагревание (отсюда высокая температура в аппаратах холостого хода). При двух-трех ступенях скорости в многоциркуляционных передачах диапазон регулирования по скорости равен 6, в то время как в одноциркуляционных с коробкой передач на три-четыре ступени ско­

достоинства обеих групп гидропередач. Целесообразное сочета­

свойственных одноциркуляционной передаче, позволяет получить комбинированную гидропередачу, обладающую достаточно вы­ сокими технико-экономическими показателями.

Впервые конкретные схемы комбинированных гидропередач для тепловозов были разработаны и испытаны в СССР. На 'рис. 164

292

294

Нйческйх муфт сцепления. При этом гидромуфта в схеме может быть также использована для тяги и гидродинамического тормо­ жения. Фирма Майбах создала комбинированную гидромехани­ ческую передачу К184В со входной мощностью 1400 кВт с двумя

С ГИДРОТРАНСФОРМАТОРОМ В ПРИВОДЕ

При совмещении характеристик двигателя и гидротрансформа­ тора решается задача определения оптимального совмещения, обеспечивающего наилучшие эксплуатационные качества данного типа машины: тяговые, разгонные, топливно-экономические, тепло­ вые (количество тепла, выделяемого в систему охлаждения си­

имеют паровые машины, паровые и газовые турбины (индекс и

Рис. 165. Характеристики двигателей и гидротрансформаторов:

гатели внутреннего сгорания (карбюраторные и дизели безрегуляторная ветвь);

295

ветвь характеристики асинхронного двигателя, причем в послед­

нем случае МЛНШ<МД

max-

Необходимость применения гидротрансформатора, как и лю­ бой передачи, определяется несоответствием характеристик при­ водящего двигателя эксплуатационным требованиям; в частности, недостаточным силовым DM = ^ m a x — и кинематическим Dn =

'ѵ'п шах

=я "1 а х диапазонами. Качества гидротрансформатора как

ристикой для обеспечения наилучших тяговых качеств при лю­

которая определяется с учетом передаточного числа механической передачи через л т ) .

Реальные характеристики гидротрансформаторов существенно отличаются от идеальных. Эти отличия заключаются в следующем.

мую величину к. п. д. (для транспортных машин обычно прини­

при высоких значениях і применяют блокируемые (или отклю­ чаемые) либо комплексные гидротрансформаторы. Анализ выход­ ных характеристик силового агрегата с непрозрачным некомплекс­ ным гидротрансформатором (рис. 166) позволяет отметить сле­ дующее.

1. При идеальной характеристике 1 двигателя (см. рис. 165) применение гидротрансформатора нерационально, так как при

296

Идеальная бесступенчатая передача не обладает этими недо­ статками и может способствовать улучшению (при Хх = const) топливно-зкономических, разгонных и других качеств силового агрегата, но не тяговых (под тяговой характеристикой мы пони­ маем зависимость удельной силы тяги или момента на выходном валу силового агрегата от скорости движения машины или ско­ рости выходного вала силового агрегата).

2. При характеристиках 2, 4 и 5 (см. рис. 165) двигателя для получения наибольших моментов М2 при любой частоте вращения

о

увеличения нагрузок на детали трансмиссии при нерабочих кратковременных режимах, тогда для уменьшения стопового мо­ мента Мто целесообразно применение гидротрансформаторов, обладающих при г ' < і ' т Ш Э и характеристиках 5 (см. рис. 165) — обратной (Я < 1), а при характеристиках 4 — прямой прозрач­ ностью. При характеристике 5 двигателя (дизель со всережимным регулятором) уменьшение момента Мто соответствует также работе на частичных характеристиках.

Выясним, при каком отличии характеристик двигателя от кривой / (см. рис. 165) становится целесообразным применение

297

Рис. 167. Определение нагружающих свойств гидротранс­

того, необходимо сравнить силовые и кинематические диапа­ зоны.

Следует отметить, что основное влияние на величину требуемой

вой Мд = / (пд ), как показано на рис. 168, а. Для работы с дви­ гателем, характеристика которого соответствует кривой /, не­ обходимы прозрачность гидротрансформатора Пэ = 1 и совме­ щение характеристик двигателя и гидротрансформатора в точке а, для кривой 2 — требуется совмещение этих характеристик в зоне бе. Области значений прозрачностей, обеспечивающих значительное улучшение тяговых качеств, показаны на рис. 168, б.

298

= 1,04 MN, причем для характеристик, близких к М„ — — — , (Од

целесообразность применения гидротрансформатора значительно зависит от его к. п. д. в рабочем диапазоне и значений силового диапазона D K . При остальных типах характеристик двигателей значительное улучшение тяговых качеств обеспечивается непро­ зрачным гидротрансформатором с загрузкой двигателя на режиме максимальной мощности. Прямая прозрачность обеспечивает расширение кинематического диапазона, что особенно важно,

лении с учетом имеющихся ограничений могут оказаться целе­ сообразными решения, отличающиеся от приведенных выше. Например, для обеспечения Aî 2 œ const (при Мд 4= const) в не­ котором диапазоне изменения частоты вращения пт необходим гидротрансформатор, обладающий обратной прозрачностью.

4. Для схем с независимым отбором мощности выбор коэф­ фициента прозрачности гидротрансформатора зависит от типа

трансформатором можно разделить на следующие основные пе­

299

Особенности разгона систем с гидротрансформатором в основ­ ном заключаются в следующем:

1) начало вращения ведомого вала происходит при сравни­ тельно низкой угловой скорости ведущего вала, определяемой характеристикой нагружения Кх. Следовательно, в начале разгона

исходит при выключенном сцеплении, и значит, без сопротивления. Начало разгона ведомого вала происходит при использовании значительной кинетической энергии вращающихся масс ведущего вала. Следовательно, разгон ведомого вала в начальный период при механической трансмиссии должен происходить значительно

рениях ведущего вала характеристики гидротрансформатора мо­

а при последовательном соединении гидротрансформатора с при­ водящим двигателем и трансмиссией — к двухмассовой системе (рис. 169).

2. Составляются дифференциальные уравнения равновесия для валов насоса и турбины. При этом должны быть известны

300