книги из ГПНТБ / Никитин А.О. Теория танка учебник

скольжением. Скольжением муфты называется отношение разно­ сти чисел оборотов колес насоса и турбины к оборотам колеса на­

Из теории гидродинамических передач известно, что моменты, действующие на валах гидромуфты, характеризуются зависимо­ стями

Тяговые свойства гидромуфты определяются ее внешней харак­ теристикой, приведенной на рис. 64 и представляющей собой зави­ симость момента на колесе турбины М т, а также к. п. д. гидромуф­

Эту зависимость находят в результате проведения стендовых

пн

170

Для того чтобы в последующем можно было пользоваться сня­ той внешней характеристикой гидромуфты для расчетов подобных конструкций муфт, отличающихся между собой лишь пропорцио­ нальным увеличением или уменьшением геометрических размеров гидроагрегатов (чем достигается соблюдение условий подобия), прибегают к безразмерной характеристике. За масштабный коэф­ фициент при пересчетах принимают отношение активных диамет­ ров D гидромуфт, поскольку наиболее показательным геометриче­ ским размером для муфты является ее диаметр.

Ли

Безразмерная характеристика гидромуфты, приведенная на

(или fX) получают расчетом по формуле (58), подставляя в нее значения Мтиз внешней характеристики гидромуфты, снятой

при п„ — const.

К. п. д. гидромуфты в зависимости от передаточного отношения г/ изменяется по прямой линии.

Пользуясь безразмерной характеристикой и формулой (58), можно определить размер активного диаметра D для передачи за­ данного крутящего момента при выбранном значении к. п. д. гидро­ муфты.

В отличие от гидромуфты гидротрансформатор и комплексная гидропередача, как уже указывалось ранее, обладают способ­ ностью изменять в широких пределах момент Мтна ведомом валу

171

при незначительном изменении момента Мн на ведущем валу. Этот тип гидродинамических передач, помимо колес насоса и турбины, имеет направляющий аппарат (реактор), обеспечивающий опору внешнего момента.

7 л [л]

п ,

Обозначим моменты, действующие на колесах насоса, турбины и направляющего аппарата, соответственно Мн, Мт и М р ^рис. 6 6 ). Для установившегося движения системы, не учитывая со­ противления воздуха и трения в опорах, будем иметь

МТ = Ми ± Мр.

Из последнего соотношения видно, что момент, действующий на турбине гидротрансформатора и комплексной гидропередачи, мо­ жет быть больше, равен (при Мр —0 ) и меньше момента на коле­

се насоса.

Аналогично гидромуфтам тяговые свойства гидропреобразова­ телей момента оцениваются при помощи снимаемых опытным путем на стендах внешних характеристик, показывающих изменение мо­ ментов Ми и Мт, а также к. п. д.т)г гидротрансформатора или ком­ плексной гидропередачи в зависимости от числа оборотов пт коле-

са турбины или от скоростного передаточного отношения 1Т — —

лн (рис. 67). Эти характеристики снимают при неизменных, оптималь­

ных для работы рассматриваемой гидропередачи оборотах ведуще­ го вала, т. е. при пн = const.

Для использования снятых внешних характеристик гидродина­ мических преобразователей момента при расчетах подобных им

172

м

Рис. 67

конструкций так же, как и в случае гидромуфт, прибегают к по­ строению безразмерных характеристик, представляющих собой за­

ответствуют определенной форме рабочей лопасти, углам входа и выхода лопаток, качеству их поверхности и т. д. и не зависят от раз­ меров гидропередачи, т. е. если все размеры гидропередачи пропор­ ционально увеличить или уменьшить, то безразмерная характери­ стика остается неизменной.

При построении безразмерных характеристик величины коэф­

в теории гидродинамических передач соотношения

Мя = чКп1&'

(59)

м, = fXT/i2 D5,

атакже значения М„ и Мт, полученные при снятии внешней

характеристики при тех же лт или //•

л

Силовое передаточное отношение гг гидропреобразователя мо­ мента (часто называемое также коэффициентом трансформации К)

Коэффициент полезного действия гидропреобразователя, очевид­ но, будет равен

На рис. 6 8 и 69 приведены безразмерные характеристики гидро­ трансформатора и комплексной гидропередачи '. В последнем слу­

ва пользования вместо кривой Хт часто приводят кривую /г (или К ) со своим масштабом по оси ординат.

174

ТЛИ i/r

;'= Пт

Г Пн

О

Рис. 69

менте на реактивном аппарате Мр = 0 ) гидропередача переходит на режим работы гидромуфты с изменением к. п. д. по линейной за­ висимости.

Оценочными параметрами гидродинамических преобразователей момента, характеризующими их тяговые свойства, являются (см.

рис. 67):

1 . Максимальное силовое передаточное отношение (или макси мальный коэффициент трансформации)

характеризующее преобразующие свойства гидропередачи при не­

приемлемого для танковых трансмиссий значения к. п. д. гидро­ передачи (обычно принимают т]г > 0,75)

3. Рабочий диапазон изменения силового передаточного отно-

Л

шения it в тех же пределах изменения к. п. д. гидропередачи

д

dp

л

Параметры dp и dp определяют диапазон передач механической коробки передач гидромеханической трансмиссии танка.

4. Максимальное и среднее (в рабочей зоне) значения коэфф циента полезного действия гидропередачи

глт"

сто называется коэффициентом прозрачности П), представляющий собой отношение момента на колесе насоса при работе системы «двигатель — гидропередача» на расчетном скоростном режиме и при нейтрали в коробке передач к максимальному моменту на ко­ лесе насоса на этом же скоростном режиме (см. рис. 69)

М„

Лг = -

■ 'max м нгоах

176

Этот коэффициент характеризует совместную работу двигателя с гидропередачей и, в частности, определяет возможности исполь­ зования приспособляемости двигателя внутреннего сгорания к из­ менению внешней нагрузки.

В табл. 13 приведены пределы изменения основных оценочных параметров гидротрансформаторов и комплексных гидропередач, нашедших применение в транспортных машинах различного назна­

Хотя гидротрансформаторы по сравнению с комплексными гид­ ропередачами в большей степени могут преобразовывать подведен­ ный к насосу момент, тем не менее в танках большее распростране­ ние получают комплексные передачи, обладающие более высоким коэффициентом полезного действия.

§ 2. СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

. При работе любой гидродинамической передачи момент, дей­ ствующий на ведущем валу ее, т. е. на колесе насоса, изменяется прямо пропорционально квадрату оборотов этого вала и коэффи­ циенту момента .'насоса

Л*н.= ТГхип1 ° 5- .

С другой стороны, двигатель как источник энергии имеет также свою характеристику, по которой можно судить о величине момен­ та, развиваемого на коленчатом валу ггри о п р е д е л е н н ы х оборотах

этого вала и подаче топлива. Следовательно, при работе системы «двигатель — гидропередача» необходимо находить режимы сов­ местной работы, которые определяют из условия равенства момен­ тов двигателя (Мд) и приведенного к коленчатому валу двигателя момента сопротивления колеса насоса (Мн).

Режимы совместной работы двигателя и гидропередачи находят графически.

Безразмерная характеристика является основной и исходной за­ висимостью при исследовании совместной работы гидродинамиче­ ской передачи с двигателем.

Несмотря .на то, что при больших изменениях числа оборотов пп , момента Мн и активного диаметра D гидропередачи кривые безразмерной характеристики несколько изменяются, тем' не менее при исследовании работы гидропередачи с двигателем эти кривые принимают постоянными, что в практических расчетах оказывается вполне допустимым.

Совместная работа двигателя с полностью автоматичным (не­ прозрачным) гидротрансформатором, коэффициент автоматично­ сти которого равен единице или близок к ней, показана на рис. 70.

пЛп*)

Поскольку данный тип гидропередачи характеризуется постоянной величиной коэффициента Хн при всех значениях числа оборотов пт колеса турбины и передаточного отношения г / , изменение момента на колесе насоса Мн в зависимости от оборотов пн насоса во всем диапазоне изменения скоростного и нагрузочного режимов колеса

Т^н = const), которое берется из безразмерной характеристики рас­ сматриваемой гидропередачи. Задаваясь разными величинами пи,

178

но уравнению (59) получают значения Ми, по которым и строится параболическая кривая изменения момента на колесе насоса, назы­ ваемая входной характеристикой.

На этом же рисунке, нанесена кривая свободного крутящего мо­ мента Мд двигателя, приведенного к колесу насоса, при работе двигателя по внешней характеристике. Точка пересечения кривой нагрузки колеса насоса с кривой крутящего момента двигателя оп­ ределит режим совместной работы гидропередачи и двигателя, т. е. значения пл = пп, Мл Мп и N a при полной подаче топлива

вдвигатель.

Вто время как в рассматриваемом случае двигатель и насос гидропередачи работают на постоянном режиме, установленном подачей топлива в двигатель, при изменении внешнего сопротивле­ ния автоматически изменяются скоростные и нагрузочные режимы работы колеса турбины (пг и /Ит) в соответствии с преобразую­

так называемую выходную характеристику системы «двигатель — гидропередача» Мт— f( n T), приведенную на рис. 71. На ней вы­ деляется зона рабочего диапазона, которой пользуются при тяговых расчетах танка с гидромеханической трансмиссией.

Если исследуется совместная работа гидропередачи с двигате­ лем на частичных характеристиках (с неполными подачами топли­ ва), то все расчеты проводят таким же образом. Режимы совмест­ ной работы при этом.находят путем пересечения..кривой нагрузки насоса с приведенными к насосу кривыми крутящих моментов дви­ гателя при его работе с различными подачами топлива (на рис. 70 кривее момента двигателя на частичных характеристиках нанесены пунктиром).

В случае рассмотрения совместной работы двигателя и гидро­ передачи с коэффициентом автоматичности меньше единицы, у которой на безразмерной характеристике значения Хн в зависимо­ сти от /'Р (или пт) изменяются значительно, приходится строить нагрузочные параболы насоса для каждого выбранного на безраз-