Влияние гидропередачи на тягово-скоростные свойства автомобиля

Влияние гидротрансформатора на тягово-скоростные свойства автомобиля иллюстрируют рис. 5.7 — 5.9, на которых представлены тяговая и динамическая характеристики, а также график ускорений автомобиля с гидротрансформатором. для сравнения на рисунках штриховыми линиями показаны тяговая и динамическая характеристики и ускорения автомобиля со ступенчатой механической коробкой передач.

Из представленных рисунков видно, что значения тяговой силы на ведущих колесах, динамического фактора по тяге и ускорений разгона автомобиля с гидротрансформатором несколько меньше чем у автомобиля с механической коробкой передач. Это объясняется тем, что КПД гидротрансформатора непостоянен и имеет низкое значение в широком диапазоне угловых скоростей, т. е. его средний КПД меньше, чем у механической коробки передач. Таким образом, тягово-скоростные свойства автомобиля с гидротрансформатором несколько хуже, чем у автомобиля с механической коробкой передач.

Наличие гидропередачи приводит к дополнительным потерям мощности в трансмиссии автомобиля по сравнению с механической ступенчатой трансмиссией.

С учетом потерь мощности в гидропередаче уравнение расхода топлива можно записать в следующем виде:

где — КПД гидротрансформатора.

При определении удельного эффективного расхода топлива кроме угловой скорости коленчатого вала ω_е необходимо знать эффективную мощность двигателя N_е затрачиваемую на преодоление сил сопротивления движению автомобиля. Для нахождения N_е с учетом рассчитанных значений тяговой силы F_Т используют следующее выражение:

N_е= F_Тv/(1000 )

Подставив найденные значения удельного эффективного расхода топлива в уравнение расхода топлива автомобиля с гидротрансформатором при равномерном движении и различных со противлениях дороги, определяют путевой расход топлива. Затем строят топливно-экономическую характеристику автомобиля на высшей передаче.

При одинаковых дорожных условиях расход топлива у автомобиля с гидротрансформатором несколько выше, чем у автомобиля с механической коробкой передач. Это можно объяснить сравнительно низким КПД гидротрансформатора и влиянием на его значение скорости движения автомобиля.

Как показали исследования, в большинстве случаев расход топлива у автомобилей с гидропередачей на 3 ...7 % превышает расход топлива у автомобилей с механической трансмиссией.

Повышение тягово-скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля с гидропередачей

Для улучшения тягово-скоростных свойств автомобилей с гидропере- дачей необходимо повысить КПД гидротрансформаторов, т. е. улучшить их преобразующие свойства.

С этой целью гидротрансформаторы, устанавливаемые на автомобилях, изготавливают комплексными, многоступенчатыми и блокируемыми.

Комплексный гидротрансформатор. При соответствующем переда- точном отношении комплексный гидротрансформатор переходит на режим работы гидромуфты, вследствие чего улучшаются его преобразующие свойства. На рис. 5.11 представлена характеристика комплексного гидротрансформатора.

При коэффициенте трансформации μ_гт(k_гт) > 1 муфта свободного хода комплексного гидротрансформатора заклинена и ротор не-подвижен. В этом случае изменение КПД гидротрансформатора характеризуется линией ОА кривой η_гт При передаточном отношении i^/_гт, соответствующем коэффициенту трансформации μ_гт(k_гт) > 1, муфта свободного хода расклинивается (точка А), и реактор вращается вместе с турбиной, не оказывая влияния на циркуляцию масла. Гидротрансформатор переходит на режим работы гидромуфты, и изменение его КПД характеризуется отрезком АБ прямой η_гм .

Таким образом, у комплексного гидротрансформатора зависимость КПД от передаточного отношения представляет собой ломаную линию ОАБ. Вследствие этого при больших передаточных отношениях, т. е. при больших скоростях движения автомобиля, значение КПД комплексного гидротрансформатора не уменьшается.

Многоступенчатыйгидротрансформатор. По сравнению с комплексным гидротрансформатором многоступенчатый гидротрансформатор обладает еще лучшими преобразующими свойствами.

В круге циркуляции масла гидротрансформатора (рис. 5.12) между насосом 2 и турбиной 1 на муфтах свободного хода 4 устанавливают вместо одного два реактора — 3 и 5. Оба реактора при совместной работе обеспечивают изменение КПД по линии ОА кривой η^/_гт (рис. 5.13).

Конструкция первого реактора 3 (см. рис. 5.12) выполнена таким образом (профиль лопаток), что при определенном передаточном отношении i^/_гт соответствующем точке А (см. рис. 5.13), нагрузка на этот реактор становится равной нулю. Муфта свободного хода первого реактора при этом расклинивается, и реактор вращается вместе с турбиной, не оказывая влияния на поток масла. При более высоких передаточных отношениях работает только второй реактор. Изменение КПД гидротрансформатора в этом случае характеризуется участком АБ кривой η^//_гт.

При определенном передаточном отношении i^//_гт (точка Б) муфта свободного хода второго реактора также расклинивается, и многоступенчатый гидротрансформатор переходит на режим работы гидромуфты (отрезок БВ прямой η_гм)

Таким образом, у многоступенчатого комплексного гцдротрансфор- матора изменение КПД характеризуется ломаной линией ОАБВ, вследствие чего расширяется область высоких значений КПД.

Блокируемый гидротрансформатор. Аналогично комплексному и многоступенчатому гидротрансформаторам блокируемый гидротрансфор- матор позволяет улучшить тягово-скоростньте свойства и повысить топлив-ную экономичность автомобиля.

На рис. 5.14 приведена характеристика блокируемого гидротрансформатора.

При определенном передаточном отношении i^/_гт соответствующем коэффициенту трансформации к_гт = 1, валы насоса и турбины гидротрансформатора блокируются (жестко соединяются) с помощью специальной фрикционной муфты, что отвечает точке А на рис. 5.14.

После блокирования валов КПД гидротрансформатора возрастает до η_гт = 1. Изменение КПД блокируемого гидротрансформатора в этом случае определяется ломаной линией ОАБВ, благодаря чему расширяется диапазон высоких значений КПД.