Гидродинамические передачи
.pdf30
нии 22 масло по линии 23 поступит в пружинную полость редукционного клапана РК. В результате этого в линиях 10, 11, 13, 14, 15 и 22 давление масла поднимается до 1 1,2 МПа, что приведёт к большему зажатию фрикциона ФМз.х., и, следовательно, можно преодолеть больший крутящий момент на колёсах автомобиля.
При выключении передачи заднего хода пружинная полость редукционного клапана РК по линиям 23 и 22 соединится со сливом и давление в линиях нагнетания главной насосной секции Н1.2 уменьшится до нормальной величины 0,6 0,65 МПа.
Для обеспечения плавного уменьшения (изменения) скорости автомобиля служит гидродинамический тормоз – замедлитель ТЗ, установленный на ведущем валу В2. Он является вспомогательной тормозной системой, позволяющей поддерживать постоянную скорость движения автомобиля или регулировать её при движении под гору. При этом основная тормозная система автомобиля может не использоваться.
Ротор тормоза-замедлителя во многом подобен рабочему колесу центробежного лопастного насоса и помещён в неподвижный корпус с крышкой. На корпусе и крышке с внутренней стороны, так же как и на роторе, имеются лопатки определённого профиля, обеспечивающие создание гидродинамического тормозного момента.
Тормозной момент тормоза – замедлителя создаётся только при движении автомобиля с включенной ступенью коробки передач и после заполнения рабочей полости маслом и зависит от частоты вращения ротора, которая определяется скоростью автомобиля и включенной ступенью.
Управление тормозом – замедлителем осуществляет водитель путём нажатия ногой на кнопку пневматического пилота управления ПУ. При нажатии на кнопку пилот ПУ переключается во вторую (правую по чертежу) позицию, подавая воздух из рабочей тормозной системы под торец золотника включение ЗТЗ тормоза – замедлителя. Под давлением воздуха золотник ЗТЗ переместится во вторую позицию, соединяя рабочую полость тормоза – замедлителя по линии 7 с нагнетающими линиями 4 и 2 трансформаторной секции насоса Н1.1. Рабочая полость тормоза – замедлителя заполняется маслом. Создаётся сопротивление вращению ротора. Из рабочей полости тормоза – замедлителя масло поступает по линии 9 через фильтр Ф1 и маслоохладитель МО во всасывающую линию насоса Н1.
31
Такая циркуляция масла исключает его перегрев. При снятии ноги с кнопки пилота ПУ последний возвращается под действием пружины в исходное положение, соединяя торец золотника ЗТЗ с атмосферой. Золотник ЗТЗ пружиной возвращается в исходное положение, соединяет рабочую полость тормоза – замедлителя со сливом и закрывает подвод масла по линии 7. Рабочая полость тормоза – замедлителя опоражнивается, и он выключается.
Применение такой гидромеханической коробки передач позволяет существенно облегчить труд водителя автомобиля и более полно использовать тяговые возможности приводного двигателя.
32
2. Расчетно-графическая работа Характеристики гидродинамического привода в тяговом
режиме работы
Цель работы: Получение навыков построения характеристик гидродинамической муфты, графиков ее совместной работы с электродвигателем и определение режимной точки.
2.1.Содержание работы и требования к ее оформлению
В задании должны содержаться:
1. Исходные данные, выбранные студентом в таблице в соответствии с вариантом задания.
2.Расчеты входных и внешних характеристик.
3.Обоснование выбора электродвигателя.
4.Необходимые графики с указанием режимной точки (рис.3). Задание оформляется на одной стороне листов формата А4. Гра-
фики строятся на миллиметровке.
2.2. Рабочие характеристики гидродинамической муфты
На рис.1 показана схема гидродинамического привода.
Рис.1. Схема гидродинамического привода:
1- электродвигатель; 2-гидромуфта; 3-приводимая машина
Вал электродвигателя 1 жестко связан с валом насосного колеса гидромуфты 2. Вал турбинного колеса жестко связан с валом рабочего органа приводимой машины 3. Поэтому ω э= ω н , ω т= ω р.о. ,
33
где ω э, ω н, ω т, ω р.о. - угловые скорости вращения на валах, соответственно, электродвигателя, насосного и турбинного колес гидромуфты и рабочего органа приводимой машины.
Входной характеристикой гидромуфты (рис.2,а) называют зависимость крутящего момента насосного колеса Мн от его скорости вращения ω н при фиксированных значениях передаточного отношения
i = ω т / ω н, которое может принимать значение в диапазоне 0 ≤ i ≤ 1 в тяговом режиме работы гидромуфты. При i = 1 график входной характеристики совпадает с осью абсцисс.
Рис.2. Входная (а), универсальная (б) и внешняя (в) характеристики гидродинамической муфты
34
Внешней характеристикой гидромуфты (рис.2,в) называется зависимость моментов (Мн и Мт), мощностей (Nн и Nт) и КПД (η ) от угловой скорости вращения турбины (ω т), скольжения (S) или передаточного отношения ( i) при фиксированной скорости вращения насосного колеса.
Универсальной характеристикой гидромуфты называют совокупность ее внешних характеристик Мт= f (ω т), построенных для разных фиксированных скоростей вращения насосного колеса (кривые 1 на рис.2,б).
Графики подобных режимов (кривые 2 на рис.2,б) строятся на универсальной характеристике и показывают зависимости Мт= f (ω т) при разных фиксированных значениях передаточного отношения.
2.3. Исходные данные
Вари- |
Ао |
ω |
max |
К |
ант |
н |
|||
1 |
0,1 |
|
10 |
8,5 |
2 |
0,1 |
|
9 |
7,5 |
3 |
0,1 |
|
8 |
6 |
4 |
0,09 |
|
10 |
8 |
5 |
0,09 |
|
9 |
7 |
6 |
0,09 |
|
8 |
5,5 |
7 |
0,08 |
|
10 |
8 |
8 |
0,08 |
|
9 |
6,25 |
9 |
0,08 |
|
8 |
5 |
Вари- |
Ао |
ω |
max |
К |
ант |
н |
|||
10 |
0,07 |
|
10 |
7 |
11 |
0,07 |
|
9 |
5,5 |
12 |
0,07 |
|
8 |
4,25 |
13 |
0,06 |
|
10 |
5,75 |
14 |
0,06 |
|
9 |
4 |
15 |
0,06 |
|
8 |
3,5 |
16 |
0,05 |
|
10 |
4,5 |
17 |
0,05 |
|
9 |
3,75 |
18 |
0,05 |
|
8 |
3 |
2.4.Порядок расчета и построения характеристик гидродинамического привода в тяговом режиме
Построение характеристик совместной работы электродвигателя, гидромуфты и рабочего органа осуществляют в следующем порядке.
1. Строят входную характеристику гидромуфты при пуске (i = 0) (рис.3,а) по формуле
Мнi=Ао ω н2 |
1 − i , |
(1) |
где Ао- рабочий параметр гидромуфты; |
н<ω нmax); |
|
ω н- скорость вращения насосного колеса (0<ω |
||
i- передаточное отношение гидромуфты.
35
Рис.3. Построение характеристик совместной работы электродвигателя, гидромуфты и рабочего органа в тяговом режиме работы
36
2. Строят график |
|
механической |
характеристики |
|
рабочего органа |
||||||||
(рис.3,б) по зависимостям |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
при 0 |
≤ ω |
|
≤ 0,5К |
М |
|
= |
К − Кω |
|
− |
ω |
2 |
|
|
т |
р.о. |
т |
т . |
|||||||||
|
|
|
> |
|
М |
= |
const |
|
|
||||
при ω |
т |
0,5К |
р.о. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ПРИМЕЧАНИЕ: масштабы осей на рис.3,а и б должны быть одинаковыми.
3. По максимальному значению нагрузки на рабочем органеМmaxр.о. (точ-
ка 2 на рис.3,б) на графике входной характеристики отмечается точка 1 и определяется скорость вращения насосного колеса ω н1 . Численное значение скорости ω н1 вычисляется по формуле (1) путем подстановки в нее i = 0 и Мн = Мmaxр.о. .
4. По графикам на рис.4,5,6 производят предварительный выбор электродвигателя таким образом, чтобы скорость вращения ω н1 была как можно ближе к скорости вращения вала электродвигателя ω э соответствующей максимальному крутящему моменту на валу электродвигателя
Мmaxэл . При этом максимальное значение нагрузки Мmaxр.о. должно быть меньше Мmaxэл .
График характеристики выбранного электродвигателя строят по соответствующему уравнению рабочей ветви на входной характеристике гидромуфты.
Электродвигатель будет выбран правильно при соблюдении следующих условий:
1) точка Б пересечения графиков рабочей ветви характеристики электродвигателя и входной характеристики гидромуфты должна быть
расположена правее точки А, соответствующей Мmaxэл , и как можно ближе к ней;
2)для обеспечения условия страгивания турбинного колеса значение
Мmaxр.о. , соответствующее максимальной величине нагрузки на рабо-
чем органе, должно быть меньше крутящего момента МБ.
При несоблюдении этих условий следует выбрать электродвигатель с большим значением Мmaxэл , построить график его характеристики
на входной характеристике гидромуфты и повторить процедуру проверки его пригодности для совместной работы с гидромуфтой.
37
1-Мэ = 27ω - 2,25ω 2 - 72 |
|
|
||
2- Мэ = 24ω |
- 2,00ω 2 - 64 |
|
|
|
3- Мэ = 21ω |
- 1,75ω 2 - 56 |
|
|
|
4- Мэ = 18ω |
- 1,50ω 2 - 48 |
|
||
5- Мэ = 15ω |
- 1,25ω 2 - 40 |
|
||
6- Мэ = 52ω |
- 4,00ω 2 - 160 |
|||
7- Мэ = 46,222ω |
- 3,555ω |
2 |
- 142,222 |
|
8- Мэ = 40,444ω |
- 3,111ω |
2 |
- 124,444 |
|
9- Мэ = 34,667ω |
- 2,667ω |
2 |
- 106,667 |
|
10Мэ = 28,889ω |
- 2,222ω |
2 |
- 88,889 |
|
11Мэ = 126ω |
- 9ω 2 - 432 |
|
|
|
12Мэ = 112ω |
- 8ω 2 - 384 |
|
|
|
13Мэ = 98ω |
- 7ω 2 - 336 |
|
|
|
14Мэ = 84ω |
- 6ω 2 - 288 |
|
|
|
15Мэ = 70ω |
- 5ω 2 - 240 |
|
|
|
Рис.4. Графики и уравнения характеристик электродвигателей
38
16Мэ = 31,5ω - 2,25ω 2 - 101,25 17Мэ = 28,0ω - 2,00ω 2 - 90
18Мэ = 24,5ω - 1,75ω 2 - 78,75 19Мэ = 21,0ω - 1,50ω 2 - 67,5
20Мэ = 17,5ω - 1,25ω 2 - 56,25 21Мэ = 60ω - 4,00ω 2 - 216
22Мэ = 53,333ω - 3,555ω 2 - 192 23Мэ = 46,666ω - 3,111ω 2 - 168 24Мэ = 39,999ω - 2,667ω 2 - 144
25Мэ = 33,333ω - 2,222ω 2 - 120 26Мэ = 144ω - 9ω 2 - 567 27Мэ = 128ω - 8ω 2 - 504 28Мэ = 112ω - 7ω 2 - 441 29Мэ = 96ω - 6ω 2 - 378 30Мэ = 80ω - 5ω 2 - 315
Рис.5. Графики и уравнения характеристик электродвигателей
39
31Мэ = 36ω - 2,25ω 2 - 135
32Мэ = 32ω - 2,00ω 2 - 120 33Мэ = 28ω - 1,75ω 2 - 105 34Мэ = 24ω - 1,50ω 2 - 90 35Мэ = 20ω - 1,25ω 2 - 75
36Мэ = 68ω - 4,00ω 2 - 280 37Мэ = 60,444ω - 3,555ω 2 38Мэ = 52,888ω - 3,111ω 2 39Мэ =45,333 ω - 2,667ω 2
40Мэ = 37,777ω - 2,222ω 2 41Мэ = 162ω - 9ω 2 - 720 42Мэ = 144ω - 8ω 2 - 640 43Мэ = 126ω - 7ω 2 - 560 44Мэ = 108ω - 6ω 2 - 480 45Мэ = 90ω - 5ω 2 - 400
-248,889
-217,777
-186,666
-155,555
Рис.6. Графики и уравнения характеристик электродвигателей