Гидродинамические передачи. Лекция 14

1.

Гидродинамические
передачи
Касабеков М.И.
для студентов специальности В056-5403
«Механика-прикладная математика»
Лекция 14
1
28.11.2023

2.

1
Da
2
3
Введение
4
Гидродинамические передачи представляют
сочетание в одном агрегате двух лопастных машин
– центробежного насоса и гидротурбины. С их
помощью энергия от двигателя переносится к
приводной машине потоком жидкости, т.е.
гидродинамические передачи являются
трансмиссиями
Лекция 14
2
28.11.2023

3.

Повестка дня
Часть 1
Общие сведения
Моделирование гидродинамических передач
Гидродинамические муфты
Гидродинамические трансформаторы
Часть 2
Совместная работа ДВС с гидромуфтой
Совместная работа гидротрансформатора и
ДВС
Система питания гидродинамической
передачи
Лекция 14
3
28.11.2023

4.

Гидродинамические
передачи способны
ограничивать
величину
передаваемого
момента и сглаживать его пульсации при
внезапном
изменении
сопротивления
движению машины. Этим они защищают
двигатель
и
механическую
часть
трансмиссии от перегрузок и ударных
нагрузок, увеличивая их долговечность.
Они также устраняют перегрузку двигателей
во время пуска, при разгоне машин,
обладающих большой инерцией. При этом
отпадает
необходимость
завышения
установленной мощности двигателей.
Лекция 14
4
28.11.2023

5.

Гидродинамические передачи могут быть
однопоточными
и
двухпоточными.
Словарь
Однопоточными называют гидродинамические
передачи которые передают всю мощность
посредством жидкости.
Двухпоточными называют гидродинамические
передачи которые только часть мощности
передают посредством жидкости, другую часть
они передают механическим путем, минуя
гидравлические колеса.
Лекция 14
5
28.11.2023

6.

Общие сведения
Гидродинамические передачи в зависимости от
конструктивного исполнения и назначения
подразделяются на:
• гидромуфты – гидродинамические сцепления
и
• гидротрансформаторы – преобразователи
крутящего момента.
Лекция 14
6
28.11.2023

7.

Коэффициент полезного действия любой
трансмиссии равен отношению мощности на
выходном валу N2 к мощности, подведенной к
входному валу N1
N 2 N1
Лекция 14
7
28.11.2023

8.

Используя уравнение, связывающее мощность с
крутящим моментом M и частотой вращения
вала w
w n 30
где n – число оборотов вала за минуту, получим
N 2 M 2w 2 M 2 n2
ki
N1
M 1w1
M 1 n1
Лекция 14
8
28.11.2023

9.

Отношение крутящих моментов на ведомом и
ведущем валах
k M 2 M1
называют коэффициентом трансформации
крутящего момента.
Отношение частоты вращения ведомого вала к
частоте вращения ведущего вала
i n 2 n1
называют передаточным отношением.
Лекция 14
9
28.11.2023

10.

В установившемся режиме работы условие
равновесия представляет собой равенство
нулю суммы моментов, действующих в
гидропередаче
M1 M 2 M 3 0
где М1 – момент на ведущем валу; М2 – момент
на ведомом валу; М3 – момент,
воспринимаемый внешними опорами.
Лекция 14
10
28.11.2023

11.

Трансмиссия, у которой отсутствует внешняя
опора (М3 = 0), называется муфтой
(в случае гидродинамической передачи –
гидромуфтой).
Для муфт, вне зависимости от принципа
действия, выполняются следующие
соотношения:
M 1 M 2 , k 1, i
Лекция 14
11
28.11.2023

12.

Гидромуфта передает крутящий момент
без изменения.
Для трансформации крутящего момента
наличие внешней опоры обязательно!
Лекция 14
12
28.11.2023

13.

Моделирование
гидродинамических передач
Сложный характер движения жидкости
в гидродинамических передачах не
поддается аналитическому описанию.
Поэтому при создании новых устройств
приходится выполнять большой объем
экспериментальных исследований.
Научной основой обобщения опытных
данных является теория подобия.
Лекция 14
13
28.11.2023

14.

Условием подобия рабочих режимов
гидропередач с геометрически подобными
лопастными системами является
кинематическое подобие, которое выражается
в подобии треугольников скоростей на
границах рабочих колес.
Внешним проявлением подобия режимов
работы сравниваемых гидропередач является
равенство у них передаточного отношения.
Лекция 14
14
28.11.2023

15.

Мощность, передаваемую гидродинамической
передачей можно описать следующей
функциональной зависимостью
N f M , gH , Q, , , D, w
или
N , M , gH , Q, , , D, w 0
-теорема подобия утверждает, что физическое
уравнение, содержащее n 2 размерных величин, из
которых k 1 величин имеют независимую
размерность, после приведения к безразмерному
виду будет содержать n k безразмерных величин.

16.

Согласно – теореме теории подобия из
вышеприведенной зависимости можно
составить пять безразмерных комплексов:
N
N
коэффициент мощности;
3 5
w D
M
M
коэффициент момента;
2 5
w D
gH
2 2
коэффициент напора;
w D
Q
коэффициент расхода;
3
wD
w D2
16
ReЛекция
14
критерий Рейнольдса
28.11.2023

17.

В результате многочисленных
экспериментов было показано,
что реальные гидравлические
передачи работают в
автомодельной области
относительно критерия
Рейнольдса.
Лекция 14
17
28.11.2023

18.

При проектировании гидравлических передач в
качестве основных используют следующие
уравнения:
N N w D
3
5
и
M M w D
2
Лекция 14
5
18
28.11.2023

19.

Значения коэффициентов
мощности N и момента
находят экспериментально.
M
Они зависят от конструкции проточной части
передачи и ее размеров.
При соблюдении геометрического подобия и
равенства передаточных отношений данные
коэффициенты имеют одинаковые значения у
модели и гидропередачи, выполненной в
натуральную величину.
Лекция 14
19
28.11.2023

20.

Графики зависимостей коэффициентов
мощности и момента от передаточного
отношения называют обобщенными
характеристиками.
У модели и натуры они одинаковы, т.е.
имеют универсальный вид, что
позволяет использовать данные
модельных исследований при расчете
полномасштабных объектов.
Лекция 14
20
28.11.2023

21.

Гидродинамические муфты
Гидромуфта была создана в Германии в
1909 – 1910 годах профессором
Фиттингером
и
впервые
была
применена в качестве эластичной связи
двух валов на судне.
В
настоящее время гидромуфты
используются для передачи мощности
от 0,5 до 35000 кВт в одном агрегате и
более.
Лекция 14
21
28.11.2023

22.

r2
r1
Da
nн
1
nт
1н
2т
2
3
2н
1т
Гидромуфты состоят из
расположенных в
общем корпусе 3
лопастных колес:
насосного 1,
соединенного с валом
двигателя;
и турбинного 2,
связанного с ведомым
валом.

23.

Лопасти рабочих колес, как правило, плоские
радиальные.
Они крепятся к торообразным направляющим
поверхностям.
В образованной ими рабочей полости
гидропередачи движется поток жидкости,
обтекающий лопасти колес (жидкость
движется по замкнутому кругу, образуя
гидродинамическую цепь с поворотом потока
на 360о).
Лекция 14
23
28.11.2023

24.

Поскольку направление движения жидкости в
полости турбинного колеса противоположно
действию центробежной силы, то
возникновение циркуляции жидкости
возможно лишь в случае, когда на частицу
жидкости массой m, находящуюся на радиусе
r, в насосном колесе будет действовать
большая центробежная сила, чем на
аналогичную частицу в турбинном колесе, т.е.
цб
н
F
Лекция 14
F
цб
т
24
28.11.2023

25.

Так как
и
цб
н
mw r
цб
т
mw r ,
F
F
2
н
2
т
то для реализации указанного условия
необходимо, чтобы скорость вращения
насосного колеса превышала скорость
вращения турбинного.
Лекция 14
25
28.11.2023

26.

Словарь
Отставание
частоты
вращения
колеса
турбины по отношению к частоте вращения
колеса насоса называют скольжением
гидромуфты.
Численное значение скольжения определяют
по формуле
w н w т nн n т
s
1 i
wн
nн

27.

В установившемся режиме
сумма моментов,
приложенных к гидромуфте извне,
равна нулю.
Лекция 14
27
28.11.2023

28.

Внешними моментами являются:
М1 – момент, приложенный со стороны
двигателя к входному (ведущему) валу;
М2 – момент сопротивления потребителя,
приложенный к выходному валу;
М3 – момент трения вращающегося
корпуса об окружающую гидромуфту
среду (обычно его численное значение невелико, и в
приближенных расчетах им пренебрегают).
Лекция 14
28
28.11.2023

29.

Следовательно,
M1 M 2 M 3 M 2 M
Лекция 14
29
28.11.2023

30.

Момент М передается турбинному колесу
потоком жидкости, обтекающим рабочие
лопатки, за счет:
изменения момента количества движения
и трением через жидкость, находящуюся
между корпусом и поверхностью турбинного
колеса.
Вторая составляющая момента существенно меньше по
величине первой.
Лекция 14
30
28.11.2023

31.

Da
r1
r2
В промежутках между выходным сечением
насоса 2Н и входным сечением турбины
1Т, выходным сечением турбины 2Т и
входным сечением насоса 1Н моменты
количества движения потока неизменны,
поэтому уменьшение момента количества
движения в турбинном колесе всегда
равно приращению его в насосном колесе.
nн
1
nт
1н
2т
2
3
2н
1т

32.

Согласно теореме об изменении момента
количества движения, момент, требуемый от
двигателя для увеличения момента
количества движения потока в насосном
колесе равен
r V r
V r Q V r V r
M Q V
н
2u
н
1u 1
Лекция 14
н
2u 2
н
1u 1
2
т
2u 1
32
28.11.2023

33.

Из уравнения видно, что момент, приложенный
к двигателю, пропорционален расходу
жидкости Q и изменению момента скорости
потока Vur в рабочем колесе насоса.
При отсутствии скольжения расход Q и момент
М равны нулю.
При низкой частоте вращения ведомого вала (nт)
и, следовательно, слабом поле центробежных
сил в межлопастных каналах, турбинное
колесо оказывает малое противодействие
протеканию потока жидкости.
При этом
Q Qmax
и передаваемый момент также максимален.

34.

Словарь
Внешней
характеристикой гидромуфты
называют
зависимость
момента,
мощности и КПД гидромуфты от числа
оборотов ведомого вала, при постоянной
частоте вращения ведущего вала, или от
передаточного отношения.
Лекция 14
34
28.11.2023

35.

Внешняя характеристика гидромуфты
M,
N,
M
Nн
р
Nт
-i
Лекция 14
i (n2)
35
28.11.2023

36.

Так как гидромуфта не производит изменения
крутящего момента, т.е. коэффициент
трансформации крутящего момента у нее
равен единице, то справедливы следующие
выражения:
k 1, i, s 1 i
Лекция 14
36
28.11.2023

37.

В основной зоне эксплуатационных
режимов (0 < i < ip), зависимость
коэффициента полезного действия от
передаточного отношения линейная.
i 1 , КПД падает.
При
Момент, передаваемый гидромуфтой, в
этой зоне быстро убывает, и его значение
становится соизмеримым с моментом М3
трения корпуса об окружающую среду.
M1 M 3
M2
i
i. При M 1 M 3 0
M1
M1
Лекция 14
37
28.11.2023

38.

Область отрицательного значения
передаточного отношения на характеристике
гидромуфты соответствует режиму
противоположного вращения насосного и
турбинного колеса.
В этой области гидромуфта выполняет функцию
тормоза, КПД при этом равен нулю.
Теряемая энергия, затрачиваемая на преодоление трения потока
о лопасти и стенки рабочей полости, а также на
вихреобразование, превращается в теплоту.
В гидромуфтах, длительно работающих при больших
скольжениях и, особенно в области противоположного
вращения насосного и турбинного колес, необходимо
предусматривать системы охлаждения. При малых
скольжениях достаточно естественного обдува корпуса
потоком воздуха.

39.

Регулирование гидромуфты производят с целью
изменения частоты вращения ведомого вала
при неизменной частоте ведущего.
Его осуществляют путем воздействия на форму
проточной части, либо изменением степени
наполнения муфты жидкостью.
Лекция 14
39
28.11.2023

40.

Поскольку момент, передаваемый гидромуфтой,
зависит от расхода циркулирующей жидкости,
то, изменяя ее количество, можно изменять и
величину передаваемого момента при той же
величине скольжения.
С другой стороны, если момент остается
неизменным, то происходит изменение
скольжения и, следовательно, изменяется
передаточное отношение. Результатом этого
будет изменение частоты вращения ведомого
вала.
Лекция 14
40
28.11.2023

41.

Реализация этого способа регулирования
осуществляется путем установки
"черпальных" трубок, позволяющих выводить,
при необходимости, часть жидкости из
контура циркуляции.
Лекция 14
41
28.11.2023

42.

Область применения
Гидромуфты целесообразно применять на
машинах, работающих при переменных
режимах, когда требуется часто
переключать передачи при резком
изменении сопротивления движению, а
также при частом изменении
направления движения.
Лекция 14
42
28.11.2023

43.

Достоинства гидромуфты
Установка гидромуфты в механическую
трансмиссию обеспечивает устойчивую
работу двигателя независимо от нагрузки и
частоты вращения коленчатого вала, создает
условия для плавного трогания с места и
интенсивного разгона машины. Плавное
трогание машины способствует также
повышению ее проходимости.
Кроме того, агрегаты трансмиссии с
гидромуфтой предохраняются от
возникающих динамических нагрузок, что
способствует
увеличению
их
долговечности.
43
Лекция 14
28.11.2023

44.

Недостатки гидромуфты
Прежде всего, гидромуфта не обеспечивает
чистоту выключения передач и вынуждает
вводить дополнительную фрикционную
муфту, что усложняет и удорожает
трансмиссию.
Вторым недостатком является постоянная
потеря мощности в пределах (2,5…3)% от
передаваемой эффективной мощности
двигателя.
Лекция 14
44
28.11.2023

45.

Гидродинамические
трансформаторы
Гидродинамические передачи,
обладающие свойством
автоматического и бесступенчатого
изменения в определенных пределах
крутящего момента, называются
гидротрансформаторами.
Лекция 14
45
28.11.2023

46.

Достоинства гидротрансформаторов
Установка гидротрансформатора в
трансмиссию тяговой машины позволяет
существенно облегчить управление машиной,
обеспечивает плавное трогание ее с места,
плавный разгон, а также более полное
использование мощности двигателя на резко
переменных нагрузках.
Лекция 14
46
28.11.2023

47.

Вследствие плавного возрастания тягового
усилия на ведущих органах у машины с
гидротрансформатором уменьшается
возможность буксования, что способствует
повышению ее проходимости на слабых
грунтах.
Наличие гидротрансформатора в трансмиссии
способствует увеличению долговечности
двигателя и агрегатов трансмиссии за счет
уменьшения возникновения крутильных
колебаний и динамических нагрузок.
Лекция 14
47
28.11.2023

48.

При работе машины в тяжелых дорожных
условиях гидродинамическая передача
позволяет улучшить важнейшие
эксплуатационные показатели тяговой
машины – производительность и топливную
экономичность.
Лекция 14
48
28.11.2023

49.

Недостатки гидротрансформаторов
более низкий коэффициент полезного
действия по сравнению с механической
коробкой передач;
более высокая стоимость;
затрудненный запуск двигателя буксировкой
машины;
неэффективное торможение машины
двигателем.
Лекция 14
49
28.11.2023

50.

Схема гидротрансформатора
1
3
2
Гидротрансформатор
состоит из трех соосных
рабочих колес лопастного
типа:
• насосного 1 (ведущего),
• турбинного 2 (ведомого) и
• неподвижного колеса
реактора 3,
расположенных в общем
корпусе, заполненном
рабочей жидкостью.

51.

Насосное колесо приводится во вращение
непосредственно от вала двигателя тяговой
машины или через редуктор, а турбинное
колесо соединено через механическую
передачу трансмиссии с ведущими органами
машины. Колесо реактора (реактивное колесо)
соединено с неподвижным корпусом
гидротрансформатора и служит для
автоматического преобразования крутящего
момента.
Лекция 14
51
28.11.2023

52.

В гидротрансформаторах используют лопасти с
криволинейным профилем. Это необходимо
для получения высокого коэффициента
полезного действия в широком диапазоне
изменения передаточных отношений.
Лекция 14
52
28.11.2023

53.

Схема движения жидкости в
гидротрансформаторе
Vт1u
Vн 2
u т1
а)
Vт1
w н2
wт1
b)
u т2
w т2
Vт2
uн2
Vр1
Vр2
Vн 1
wн1
uн1

54.

При анализе движения жидкости в
гидротрансформаторе принимают
V r V r ; V r V r
н н
2u 2
Лекция 14
т т
1u 1
р р
2u 2
н н
1u 1
54
28.11.2023

55.

Насосное колесо, используя момент
двигателя, увеличивает момент количества
движения потока. Это проявляется в
увеличении момента скорости потока от
значения на выходе из реактора ( V 2pu r2p )
до значения на выходе из насосного колеса
( V 2нu r2н ).

56.

Согласно турбинному уравнению Эйлера
M 1 Q V r V r
н н
2u 2
р р
2u 2
Так как лопасти реактора также изменяют момент
скорости потока, то общее приращение момента
количества движения, как в реакторе, так и в
насосном колесе, будет равным
M 1 M 3 Q V r V r
Лекция 14
н н
2u 2
т т
2u 2
56
28.11.2023

57.

В турбинном колесе момент скорости потока
уменьшается от значения на входе
н н
2u 2
V r
до значения на выходе из него
т т
2u 2
V r
за счет чего возникает момент, позволяющий
преодолевать сопротивление, приложенное к
выходному валу гидротрансформатора
M 2 Q V r V r
Лекция 14
т т
2u 2
н н
2u 2
57
28.11.2023

58.

Из формул видно, что гидротрансформатор
развивает на выходном валу момент M2
больший, чем момент, которым он сам
нагружает двигатель M1.
При этом частота вращения выходного вала
ниже, чем у двигателя, т.е. n2 < n1 или i < 1.
Небольшая часть момента передается за счет
дискового трения и трения в подшипниках и
уплотнениях. По этой причине
гидротрансформаторы с вращающимся
корпусом имеют более высокий КПД.
Лекция 14
58
28.11.2023

59.

Словарь
Внешней характеристикой гидротрансформатора
называют
графическое
изображение
зависимости крутящих моментов на насосном
и турбинном колесах, а также КПД
гидротрансформатора от частоты вращения
турбинного колеса при постоянной частоте
вращения
насосного
колеса
(или
от
передаточного отношения).
Лекция 14
59
28.11.2023

60.

Внешняя характеристика ГТ
гм
M,
M2
+М3
Г
-М3
M1
-i
0,8
Д
Лекция 14
А
1,0
Б
1,2
i
В
60
28.11.2023

61.

Падение момента сопротивления с повышением
передаточного отношения объясняется
изменением треугольников скоростей в связи
со значительным изменением оборотов
ведомого вала n2.
Режим работы насосного колеса при изменении
частоты вращения ведомого вала меняется
незначительно (обороты ведущего вала
постоянны, направление и величина скорости
потока на входе в насос определены
неподвижной лопастной системой реактора и
слабо меняющимся расходом жидкости).
Следовательно, незначительно меняется
скорость и на выходе из насосного колеса.
Лекция 14
61
28.11.2023

62.

На выходе из турбинного колеса скорость
потока изменяется в соответствии с оборотами
выходного вала.
Снижение частоты вращения последнего
приводит к уменьшению переносной скорости.
Это ведет к уменьшению окружной
составляющей выходной скорости потока,
которая может стать даже отрицательной, т.е.
направленной против вращения колеса. В этих
условиях момент на ведомом валу будет
превышать момент на ведущем (М2>М1).
Лекция 14
62
28.11.2023

63.

Vт1u
а)
Vт1
wт1
b)
u т2
w т2
Vт2
Лекция 14
Vн 2
u т1
uн2
Vр1
Vр2
63
28.11.2023

64.

На характеристике такой режим соответствует
области А.
гм
M,
M2
+М3
Г
-М3
M1
-i
0,8
Д
Лекция 14
А
1,0
Б
1,2
i
В
64
28.11.2023

65.

При увеличении частоты вращения ведомого
вала, окружная составляющая скорости потока
на выходе из турбинного колеса
V
т
2u
растет, что приводит к уменьшению момента,
создаваемого турбинным колесом. При этом
уменьшается и воздействие реактора на поток.
Лекция 14
65
28.11.2023

66.

Границей зоны А является точка,
соответствующая режиму, при котором
реактор не воздействует на поток
V r V r
т т
2u 2
р р
2u 2
Этот режим называют режимом
гидромуфты (точка Г). В режиме
гидромуфты выполняются следующие
соотношения:
M 3 0, k 1, i
Лекция 14
66
28.11.2023

67.

При дальнейшем повышении оборотов
ведомого вала (зона Б характеристики),
момент, развиваемый турбинным
колесом станет меньше момента
двигателя (k<1). Реактор в этой зоне
раскручивает поток
V r V r
т т
2u 2
р р
2u 2
и направление действия момента M3,
приложенного к лопастям реактора,
меняется на противоположное.
Лекция 14
67
28.11.2023

68.

Характеристика может включать и зону В, в
которой при очень малых значениях М2
гидротрансформатор выполняет роль
ускоряющей передачи (i>1),
а также зону Д – режим противоположного
вращения турбинного и насосного колеса, в
которой гидротрансформатор выполняет
функцию тормоза.
В зоне А, где k>1, КПД гидротрансформатора
всегда больше КПД гидромуфты.
Лекция 14
68
28.11.2023

69.

Величина потерь энергии в
гидротрансформаторе оценивается
коэффициентом полезного
действия:
Nт
ki
Nн
Максимальное значение коэффициента
полезного действия
гидротрансформатора находится в
пределах 0,85…0,92.
Лекция 14
69
28.11.2023

70.

1
Da
2
3
4
Лекция 14
При отсоединении
реактора от
неподвижного корпуса в
точке Г
гидротрансформатор
превращается в
гидромуфту.
Гидравлические
трансформаторы,
которые могут работать
и как гидромуфты,
называются
комплексными.
70
28.11.2023

71.

В комплексном гидротрансформаторе колесо
реактора (может быть и два реактивных
колеса) установлено на механизме свободного
хода 4 и в зависимости от степени
преобразования крутящего момента оно может
быть во время работы неподвижным или
вращаться совместно с турбинным колесом.
Лекция 14
71
28.11.2023

72.

Комплексные гидротрансформаторы позволяют
повысить КПД передачи, когда не требуется
преобразования крутящего момента. На
высоких скоростях движения машины по
хорошим дорогам комплексные
гидротрансформаторы обеспечивают более
высокую топливную экономичность
автомобиля, поэтому они получили
преимущественное распространение на
автотранспорте.
Лекция 14
72
28.11.2023

73.

Колесо реактора может быть установлено на
выходе рабочей жидкости из насосного колеса
или на выходе из турбинного колеса.
При размещении реактора в зоне максимальных
скоростей потока на выходе жидкости из
колеса насоса можно получить более высокие
значения коэффициента трансформации, но
вследствие значительных потерь энергии
работа гидротрансформатора по этой схеме
имеет более низкий КПД.
При размещении колеса реактора на выходе
жидкости из турбинного колеса (в зоне низких
скоростей жидкости) КПД гидропередачи
имеет более высокое значение, и такие
гидротрансформаторы получили наибольшее
распространение в автотракторостроении.
73
Лекция 14
28.11.2023

74.

О возможностях гидротрансформатора можно
судить по его внешней характеристике.
M,
k,
M,
k,
Mт
Mт
k
k
Mн
a)
Mн
nт
a– некомплексного ГТ
nт
b)
b – комплексного ГТ

75.

Способность гидротрансформатора
автоматически изменять нагрузку на валу
двигателя в зависимости от нагрузки на
турбинном колесе называют прозрачностью
гидротрансформатора.
По степени воздействия внешней нагрузки на
работу двигателя гидротрансформаторы
подразделяют на прозрачные, непрозрачные и
с переменной прозрачностью.
Лекция 14
75
28.11.2023

76.

Прозрачными называют гидротрансформаторы,
у которых внешняя нагрузка оказывает
влияние на работу двигателя.
Возрастание нагрузки на турбинном колесе без
изменения подачи топлива вызывает снижение
скорости движения машины, а вместе с этим и
снижение частоты вращения коленчатого вала
двигателя и наоборот. Благодаря этому работа
двигателя при больших сопротивлениях
движению машины протекает в области
высоких крутящих моментов, а по мере
уменьшения внешних сопротивлений
переходит в область повышенной частоты
вращения коленчатого вала с использованием
соответственно большей мощности.
Лекция 14
76
28.11.2023

77.

Непрозрачный гидротрансформатор как бы
изолирует двигатель от влияния внешней
нагрузки, действующей на машину.
Для оценки степени прозрачности
гидротрансформатора используют
коэффициент прозрачности, который равен
отношению максимального значения момента
на насосном колесе к моменту на насосном
колесе в точке, где он равен моменту на
турбинном колесе (или где н = т), т.е. при
коэффициенте трансформации равном
единице.
Лекция 14
77
28.11.2023

78.

В соответствии с этим определением
коэффициент прозрачности П находят
по формуле
П M нmax M н k 1
Лекция 14
или
П нmax н k 1
78
28.11.2023

79.

Безразмерная (обобщенная) характеристика
гидротрансформатора представляет собой
зависимости коэффициента трансформации,
коэффициентов крутящих моментов на
ведущем и ведомых валах и КПД от
передаточного отношения.
Ее получают посредством пересчета внешней
характеристики гидротрансформатора.
Лекция 14
79
28.11.2023

80.

Значения коэффициентов моментов
насосного и турбинного колес
определяют по формулам:
н M н w D и т M т w D
2
н
Лекция 14
5
a
2
т
5
a
80
28.11.2023

81.

Безразмерные характеристики
гидротрансформаторов
т,
н,
т,
н,
т
k,
н
i
а – непрозрачного
Лекция 14
н
k
а)
т
b)
i
b – прозрачного
81
28.11.2023

82.

При коэффициенте прозрачности от 1,3 до 2,5
гидротрансформаторы принято считать
прозрачными, а при коэффициенте
прозрачности ниже 1,3 – непрозрачными.
В машинах, работающих в тяжелых условиях,
применяются обычно гидротрансформаторы с
меньшим значением коэффициента
прозрачности.
Прозрачная характеристика гидротрансформатора
обеспечивает большее нагружение двигателя
при трогании машины с места и лучшую
топливную экономичность по сравнению с
непрозрачной характеристикой.
Лекция 14
82
28.11.2023

83.

Недостатком прозрачного гидротрансформатора
по сравнению с непрозрачным является
получение меньших значений коэффициента
трансформации с увеличением коэффициента
прозрачности.
Следует отметить, что для совместной работы с
карбюраторным двигателем наиболее
целесообразно применять
гидротрансформатор прозрачный, а с
дизельным двигателем – непрозрачный или с
меньшим коэффициентом прозрачности.
Лекция 14
83
28.11.2023

84.

Прозрачность гидротрансформатора достигается
за счет соответствующего конструктивного
исполнения лопаток насосного колеса.
Лекция 14
84
28.11.2023