4.3.1. Регулирование гидромуфт

Изменение скорости вращения ведомого вала можно изменить двигателем или рабочей машиной. Если двигатель и рабочая машина являются нерегулируемыми, то регулирование гидромуфтой является единственным.

Изменять скорость вращения ведомого вала с помощью гидромуфты, работающей с постоянной скоростью вращения ведущего вала, можно двумя способами:

изменением степени заполнения проточной части гидромуфты;

изменением формы проточной части и воздействием на её рабочие органы.

Наиболее распространённым является первый способ регулирования.

Для полного наполнения гидромуфты объём рабочей жидкости теоретически должен быть равен объёму проточной части гидромуфты. На практике наполнение считают полным, если объём жидкости составляет примерно 90 % проточной части гидромуфты, а 10 % свободного пространства внутренней полости гидромуфты заполняется выделяющимися парами масла.

Регулирование изменением заполнения приводит как бы к разным очертаниям проточной части с размерами, отличающимися друг от друга, и, следовательно, к различным характеристикам гидромуфт (рис. 96).

П ри полном наполнении гидромуфты форма потока определяется границами проточной части. В случае частичного наполнения жидкость имеет возможность принимать различные очертания в зависимости от действующих сил, определяемых режимом работы (рис. 97).

При скольжении S=0 (в близи нуля) движение жидкости отсутствует, и она под действием центробежных сил располагается на периферии проточной части (рис. 97, а).

С увеличением скольжения возникает движение жидкости и взаимодействие её с лопастными системами насоса и турбины. Так как турбина вращается с меньшей скоростью, то в ней меньше и центробежные силы (рис. 97, б).

При дальнейшем увеличении скольжения жидкость ещё больше заполняет турбину, а затем поток в меридианном сечении принимает кольцевую форму (рис. 97, г).

Переход от компактной к кольцевой форме сопровождается резким увеличением крутящего момента, что подтверждается характеристикой гидромуфты при различных наполнениях (рис. 96). Резкое увеличение момента, связанное с преобразованием формы жидкости, имеет место при различных величинах скольжения для каждого наполнения.

Для объяснения увеличения крутящего момента рассмотрим уравнение

П ри перестройке потока из компактной формы в кольцевую возрастает расход . Кроме того, увеличивается разность , так как резко уменьшается величина . Это и обуславливает скачкообразное изменение момента при переходе от компактной к кольцевой форме потока в гидромуфте и наоборот.

Следовательно, при частичных наполнениях, в пределах границ В и Н, где происходит резкое изменение крутящего момента, работа гидромуфты является неустойчивой.

Для борьбы со скочкообразным изменением формы движения жидкости, на выходе турбинного колеса устанавливают так называемый порог 4 (рис. 96).

При увеличении скольжения, что ведёт к возрастанию расхода в проточной части, в гидромуфте с порогом часть жидкости забрасывается за порог и не участвует в рабочем процессе, что практически исключает образование кольцевой формы потока в ней и позволяет уменьшить или полностью устранить колебания передаваемого крутящего момента.