Безразмерная характеристика гидромуфты

    В гидромуфте (рисунок 6.1) ведущей частью является насосное колесо 3, которое жёстко связано с коленчатым валом 1 двигателя.

2

1

4

3

Рисунок 6.1 Схема гидромуфты

Турбинное колесо 2 – ведомая часть гидромуфты. Оно жёстко соединено с первичным валом 4 коробки передач. Насос и турбина имеют радиально расположенные лопатки. Внутренняя полость гидромуфты заполнена мас-лом. Работает гидромуфта следующим образом. При вращении коленчатого вала двигателя масло под действием центробежной силы поступает к на-ружной части насоса 3, воздействует на лопатки турбины 2 и приводит её во вращение. Из турбины масло снова

поступает в насос, создавая при этом круг циркуляции, чем и обеспечивается передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии.

 

 

     Характерным для гидромуфты является то, что она не изменяет величину крутящего момента при его передаче от двигателя к трансмиссии.

i гм = ω т / ω н

    Режим работы гидромуфты характеризует её кинематическое передаточное число                                                                                                                                                                                                                                   

                                                                                                                             ,                                                         

где ω _т – угловая скорость турбины; ω _н - угловая скорость насоса.

Обязательным условием работы гидромуфты является наличие скольжения

              .        

    При неподвижной турбине скольжение S _гм = 100 %, т.е. в этом случае происходит полное скольжение. При возрастании угловой скорости турбины скольжение уменьшается, и наименьшая его величина составляет 2…3 %.

Гидромуфта не является преобразователем крутящего момента, т.к. она имеет только два рабочих колеса – насос и турбину, связанных между собой через промежуточный агент – жидкость.

Из условия равновесия между моментом сил на лопатках насоса и момен-том сил на лопатках турбины для установившегося движения имеем:

               М _Н + М _Т = 0 или М _Н = ─ М _Т ,

где М _Н и М _Т – моменты внешних сил, приложенные соответственно к колёсам насоса и турбины.

При работе ГМ часть мощности, подводимой к насосу от двигателя, теря-

ется на преодоление сопротивлений потоку жидкости в круге циркуляции ГМ, а оставшаяся часть реализуется на лопатках турбины и передаётся на входной вал коробки передач.

КПД гидромуфты равен η _гм = Р _т / Р _н  или η _гм = М _тּ ω _т / М _нּ ω _н . Поскольку для установившегося режима работы муфты │ М _н│ = │ М _т│, то

η _гм = ω _т / ω _н  или: η _гм = i _гм .

На рисунке 6.2 изображена схема силовой установки ДВС – ГМ.

P T P н

Pe= P н

ГМ

Д В С

                                       

Me= M н

M T P н

                                                                                                                              

ωe= ω н

ω T P н

 

 

    Рисунок 6.2 – Принципиальная схема силовой установки ДВС – ГМ

          

           Для определения выходных параметров силовой установки ДВС – ГМ необходимо располагать двумя графиками: внешней скоростной характеристи-кой двигателя и безразмерной характеристикой гидромуфты. Обе характерис-тики строятся по экспериментальным данным, полученным в результате стендо-вых испытаний двигателя и гидромуфты.

В интервале передаточных отношений i гм=0,975…1,0 цир-куляция жидкости быстро со-кращается, что вызывает резкое уменьшение величины переда-ваемой мощности и, следова-тельно, КПД гидромуфты.         Величина передаваемого гидромуфтой момента опреде-ляется по известному из теории подобия лопастных машин уравнению:           M н = λ н∙ ρж∙ D a ^5∙ ω н ^2     где λн – коэффициент крутящего момента насосного колеса;      ρж – плотность рабочей жидкости, кг/м^3;   Da – активный диаметр гидромуфты, м.

Б

λн2

    Безразмерная характеристика ГМ представлена на рисунке 6.3.

λн3

λн4

λн1

1,00

0,20

                                                                 

λн0

                        

0,15

                                                         0,75

λн5

                 

0,10

                                                         0,50

η ГМ

λ _н

                                                          0,25

0,05

          

 

0

В

i 0

i 1

i 2

i 3

i 4

i 5

1

i гм

 

Рисунок 6.3 – Безразмерная характеристика ГМ

 

        

 

    В гидропередачах ТМ роль рабочей жидкости выполняют минеральные масла: индустриальное, веретённое, турбинное, трансформаторное или их смеси. Для этих масел ρ_ж = 850…870 кг/м³.

    В качестве активного диаметра D_a принимается наибольший диаметр круга циркуляции. В гидромуфте таким размером является наибольший диаметр насосного колеса.