3 Гидродинамические передачи Лабораторная работа № 7 «Изучение конструкций и исследование характеристик гидромуфт, гидротрансформаторов и гсом»

Цель: приобрести знания по устройству и навыки по эксплуатации гидродинамических передач.

Задание:

1) изучить конструкцию и принцип работы гидромуфт и гидротрансформаторов;

2) изучить конструкцию гидравлической системы отбора мощности.

Гидродинамические передачи

В гидродинамических передачах (муфтах и гидротрансформаторах) крутящий момент от двигателя на вал трансмиссии передается тремя способами: за счет изменения момента количества движения при циркуляции жидкости из насосного колеса в турбинное; за счет трения жидкости, находящейся между ведомой и ведущей частями; путем механического трения.

Гидромуфта (рисунок 7.1, а) состоит из двух или нескольких лопастных колес, расположенных в непосредственной близости и образующих общую рабочую полость. Одно из колес — насосное 1 (ведущее), другое — турбинное 2 (ведомое). Насосное колесо связано с двигателем, а турбинное с трансмиссией машины. Принцип действия заключается в преобразовании гидравлической энергии: при вращении насосного колеса жидкость нагнетается по лопастям к его периферии, а затем поступает на лопасти турбинного колеса, где кинетическая энергия жидкости преобразуется в механическую энергию выходного звена

Гидротрансформатор по сравнению с гидромуфтой имеет дополнительно неподвижное лопастное колесо — реактора 3 (рисунок 7.1, б) для преобразования крутящегося момента по направлению.

Рисунок 7.1 — Гидродинамические передачи:

а — гидромуфта; б — гидротрансформатор; 1 — насосное колесо;

2 — турбинное колесо; 3 — реактор

К преимуществам гидродинамических передач относятся:

– плавное включение и остановка;

– независимое вращение ведомого и ведущего валов;

– отсутствие трущихся пар и износа;

– бесшумность;

– возможность автоматического управления;

– высокий КПД (0,96...0,98).

Пример конструктивного исполнения гидромуфты показан на рисунке 7.2. Турбинное колесо 1 установлено на ступице 7. Насосное колесо 3 герметизировано с корпусом 4 и камерой 5, в которой установлен подпиточный клапан. Для отвода жидкости используются радиальные каналы 8.

Различают гидромуфты с регулируемым наполнением (с черпаковой трубкой и жиклерные) и замкнутые.

Рисунок 7.2 — Гидромуфта:

1 — турбинное колесо; 2 — корпус; 3 — насосное колесо; 4 — корпус; 5 — камера; 6 — пружина; 7 — ступица; 6 — канал

Расход потока жидкости при скорости w определяется выражением:

. (7.1)

Передаваемая мощность:

, (7.2)

где К — число ступеней.

Общий КПД зависит от относительных потерь в каждой ступени:

. (7.3)

Коэффициент полезного действия гидротрансформатора на тяговом режиме:

. (7.4)

Коэффициент полезного действия нерегулируемой гидромуфты:

. (7.5)

На рисунке 7.3 приведен общий вид гидротрансформатор. Гидротрансформатор смонтирован в корпусе 7 с крышкой 9. Насосное колесо 6 приводится в действие валом 1, установленным в шарикоподшипниках 2 и 10. Осевое турбинное колесо 5 смонтировано с выходным валом 13, имеющим приводной шкив 14. Вал 13 установлен в подшипниках 11 и 3. Реактор 4 выполнен неподвижным. Между насосным и турбинным колесами имеется механизм свободного хода. Подпиточный насос установлен на двигателе, рабочая жидкость поступает к предохранительному клапану с переливным золотником, к распределителю и насосу-колесу.

Отводится рабочая жидкость через кольцевые щели между стаканом реактора, насосным колесом и выходным валом.

При анализе параметров гидродинамических передач строят характеристики зависимости коэффициента передаваемого момента от передаточного отношения при различных углах установки лопастей и числе радиальных лопастей.

Рисунок 7.3 — Гидротрансформатор:

1 — вал; 2, 3, 10, 11 — подлинники; 4 — реактор; 5 — турбинное колесо; 6 — насосное колесо; 7, 12 — корпус; 8 — втулка; 9 — крышка;

13 — выходной вал; 14 — шкив