Рабочий процесс и характеристики гидромуфты

Рабочие колеса турбин являются лопастными, в этом случае для них справедливо применение основного уравнения лопастных насосов и уравнений гидродинамического подобия.

Характерным размером гидромуфты является активный диаметр Da, соответствующий диаметру рабочего колеса по выходным кромкам лопастей.

При установившемся режиме работы гидромуфты вращающий момент насосного колеса

где С, С — окружные составляющие абсолютной скорости на выходе и входе на лопасти рабочего колеса; Rx, R2 радиусы на выходе и входе колеса.

Момент турбинного колеса

Радиусы насосного и турбинного колес одинаковы, R2 = Щ = = R2- R,н = RJ=RX.

Момент Мх момент, прикладываемый на ведущий вал от двигателя. Момент М2 — момент приводной машины или механизма.

При работе гидромуфты некоторая часть момента Aпередается в результате трения между корпусом и поверхностями колес и в уплотнениях.

AA/jp < Мх, в этом случае величиной АМтр можно пренебречь.

При вращении корпуса возникают сопротивления трения его наружной поверхности об окружающую воздушную среду АМсоп.

Уравнение моментов для гидромуфты

Момент сопротивления весьма мал по сравнению с Мх х » Мсоп). Тогда Мх * М2.

Момент Мх зависит от расхода Q перемещающейся в гидромуфте рабочей жидкости плотностью р и от момента окружной составляющей абсолютной скорости С. Моменты Мх и М2 направлены в разные стороны.

Параметры, определяющие работу гидромуфты и ее характеристику

Коэффициент трансформации является силовым показателем

Для гидромуфты = 1.

Мощности на ведомом и ведущем валах гидромуфты

Энергетический параметр — общий КПД гидромуфты

Внешняя характеристика гидромуфты представляет собой зависимость момента М, КПД г от передаточного отношения i или от частоты вращения ведомого вала п2 при постоянной частоте вращения ведущего вала пх, вязкости и плотности рабочей жидкости.

Характеристики гидромуфты Mx—i и г—i или Nx—i строятся на основании испытаний на специальном стенде с nx = const и р = const.

На рис. 9.5 приведена внешняя характеристика гидромуфты.

В диапазоне от / = 0 до /р зависимость r—i линейна, при / > /р г| резко уменьшается от r|max до 0 так же, как и момент — от Мр до 0.

/р — передаточное отношение, соответствующее максимальному КПД и оптимальному моменту Мр.

На характеристике гидромуфты можно выделить следующие характерные режимы ее работы.

Точка 1 характеризует режим запуска приводной машины (столовый режим). В этом режиме М, = Mmax, п2 = 0, / = 0, S = 1,

N = Nmax’ N = const> Л = 0, N2 = 0.

Режим работы в этом случае должен быть кратковременным, так как энергия, создаваемая двигателем, преобразуется в тепло и гидромуфта начинает нагреваться.

Внешняя характеристика гидромуфты

Рис. 9.5. Внешняя характеристика гидромуфты

Точка 2 соответствует оптимальной расчетной работе гидромуфты, так как соответствует ц = rjmax, r|max находится в пределах Л = 0,95 - 0,98. М, = Мр, i = ip, Nx = Np, nx = const, n2 = np.

Точка 3 характеризует режим холостого хода М{ = М2 = 0 (нагрузка на приводную машину отсутствует), л, = п2, i = 1, Nx = N2 = 0, л = 0.

Режим работы гидромуфты между точками 1 и 2 является тяговым режимом, эксплуатационный нормальный режим находится в пределах КПД от г » 0,8 до гтах, до ц * 0,8 имеет место зона перегрузок гидромуфты.

Гидромуфта может работать в тормозном режиме, при котором происходит торможение насосного колеса. Например, при остановке двигателя п{ = 0, гидромуфта будет работать как гидротормоз. На грузоподъемных машинах при спуске массы груза будет происходить гидроторможение.

К тормозному режиму относится режим противовращения, когда турбинное и насосное колесо вращаются в разные стороны.

В случае перегрузки на ведомом валу п2 = 0 (точка 7), нагрузка направлена в другую сторону. Например, при спуске массы груза в подъемной машине (кране) скорость вращения ведомого вала будет направлена в обратную сторону относительно ведущего вала при п{ = const.

Турбина может работать в обгонном режиме, когда / > 1. Частота вращения ведомого вала больше частоты вращения ведущего п1,п2>п1. Вращение валов происходит в одном направлении. Это может иметь место при опускании массы груза грузоподъемной машины. Турбинное колесо работает как насос, а насосное — как турбинное колесо.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >