Рабочий процесс и характеристика гидромуфты.

Уравнение равновесия гидромуфты.

При установившемся режиме работы сумма моментов, приложенных из вне к гидромуфте, равна нулю. Внешними моментами являются крутящий момент М₁, приложенный со стороны двигателя к входному валу 5; момент сопротивления М₂ потребителя, приложенный к выходному валу 11; момент трения М_В вращающегося корпуса 1 об окружающую среду. Следовательно,

М₁-М₂-М_В=0 (XI-1)

Момент М_В обычно мал, и приближенно принимают, что М₁ передается потребителю без изменения, т. е.

М₁ ≈ М₂=М. (XI-2)

Гидродинамический (поточный) момент муфты.

Главная часть М, которую обозначим т_П, передается турбинному колесу потоком жидкости, обтекающим лопастные системы. Момент т_П равен изменению момента количества движения потока, вызванному воздействием лопастей:

т_П=ρQ(υ_u2HR₂-υ_u2TR₁) (XI-3)

Уравнение (XI-3) показывает, что момент т_П пропорционален расходу Q и увеличению момента скорости потока (увеличению его загрузки) υ_uR. В промежутках 2Н-1Т и 2Т-1Н между лопастными системами момент количества движения потока не изменен, поэтому его уменьшение в турбинном колесе всегда равно приращению в насосном колесе. Небольшая часть момента т_ф передается трением: жидкость в зазоре между корпусом 1 и поверхностью 7 турбинного колеса увлекается во вращение трением о корпус 1 и тормозит при трении о поверхность 7, сообщая некоторый момент выходному валу. Таким образом:

М= т_П+ т_ф ≈ т_П (XI-4)

Момент от двигателя передается только при обгоне турбинного колеса насосным, когда n₁ > n₂. Отношение частот вращения колес i= n₂/ n₁ называется передаточным отношением. Относительная разность частот s=(n₁- n₂)/ n₁=1-i называется скольжением. Без скольжения расход Q и, согласно формуле (XI-3), момент т_П равны нулю. Отсутствует и передача момента трением. При малых n₂ и, следовательно, слабом поле центробежных сил в межлопастных каналах турбинное колесо оказывает малое противодействие протеканию потока жидкости. При этом Q→Q_max и передоваемый момент т_П также максимален.

Характеристика гидромуфты.

(рис. XI-4)

Правое поле ОК характеристики соответствует основному режиму, при котором i положительно и колеса вращаются в одном направлении. В ней зависимость M=f(n₂) имеет вид падающей кривой. Характеристика включает также зависимость КПД η от n₂ или i. Согласно выражению (XI-2) момент передается гидромуфтой практически без изменения и КПД равно передаточному отношению:

η=N₂/N₁=M₂ n₂/M₁ n₁=n₂/ n₁=i. (XI-5)

В основной зоне эксплуатационных режимов (0< i < i_p) зависимость η= f(i) линейная. При i→1 линейность нарушается. Момент М, передаваемый гидромуфтой, в этой зоне быстро убывает. Его значение становится соизмеримым с моментом М_В трения корпуса об окружающую среду.

Область OL характеристики представляет совокупность режимов противовращения колес. В ней i <0, и гидромуфта выполняет функцию тормоза. Здесь η=0. Режимы противовращения часто используются в подъемно-транспортных машинах при опускании грузов.

Дата добавления: 2015-07-26