- •Радиусы качения колеса
- •Образование силы тяги на ободе колеса
- •Скорость движения машины
- •Откуда скорость
- •Силы сопротивления движению машины
- •Сила сопротивления качению
- •Сила сопротивления подъему
- •Мощность затрачиваемая на преодоление автомобилями подъема равна:
- •Для легковых автомобилей
- •Силы инерции
- •Тяговый баланс
- •Динамическая характеристика и динамический паспорт
- •Мощностной баланс
- •Проходимость лесотранспортных машин
- •Определение опорных реакций колесных машин
- •Определение центра давления гусеничных машин
- •Определение координат центра тяжести колесных и гусеничных машин
- •Устойчивость автомобиля (трактора)
- •Поперечная устойчивость
- •Устойчивость при повороте
- •Занос передних и задних колес
- •Основы общей динамики лесотранспортных машин.
- •Определение нагрузок на элементы ходовых систем
- •Типы трансмисии и основные требования к ним
- •Механические коробки передач
- •Установление передаточных чисел
- •Карданные передачи
- •Кинематика и статика дифференциала
- •Привод к ведущим колесам (самоподготовка)
- •Механизмы поворота гусеничных машин
- •Муфты поворота (бортовые фрикционы)
- •Одноступенчатые планетарные механизмы поворота (тт-4)
- •Силы и моменты, действующие на гусеничный трактор при повороте
- •Основные параметры механизмов поворота
- •Гидростатические (гидрообъемные) передачи
- •Гидродинамические муфты
- •Характеристика гидромуфты
- •Гидродинамические трансформаторы
- •Характеристики трансформатора
- •Конструкция рулевых механизмов (самоподготовка)
- •Тормозная система лесных машин (самоподготовка)
- •Определение основных тормозных параметров
- •Приводы управления тормозами
- •Силы, действующие на тормозные колодки при торможении
- •Ходовая часть колесных машин
- •Подвеска колесных и гусеничных машин
- •Плавность хода и характеристика подвески
Гидростатические (гидрообъемные) передачи
Гидропередачи, в которых энергия передается замкнутым объемом жидкости за счет изменения статического напора, называются гидростатическими. Большинство объемных гидромашин обратимы, т.е. одинаковые агрегаты могут работать и насосом и мотором - рисунок 44.
Насос 1 по нагнетательному трубопроводу подаёт жидкость к гидромотору 2, пройдя который жидкость возвращается в насос. Насос 6 восполняет утечки и через обратные клапаны 3 подаёт рабочую жидкость в магистраль низкого давления (т.е.в ту, по которой жидкость возвращается в насос). В качестве насосов и моторов в объемных гидроприводах применяются поршневые, шестерённые, лопастные, винтовые и другие гидромашины объёмного типа. Шестерённые и лопастные насосы имеют более низкий КПД, чем поршневые и поэтому применяются реже. Мощность, потребляемая гидромашиной этого типа, в общем виде определяется:
N=p∙ν∙n / (61.4∙104 ) , (173)
где р - давление в системе;
ν - объём рабочих полостей машины, см3;
n – частота вращения вала машины, об/мин.
На основания формулы (173) можно найти кинематическое передаточное число объёмного гидропривода. Полагая давление для насоса и мотора одинаковым (η=1), найдём i = nн / nм=Vм / Vн ,
где Vм и Vн - соответственно рабочий объем мотора и насоса.
Рисунок 44 Простейшая схема гидростатической (гидрообъемной) передачи
Таким образом, для изменения кинематического передаточного числа объёмного гидропривода необходимо изменять суммарный объем рабочих полостей в насосе или моторе, или одновременно и в том и в другом.
Эту задачу решают правильным выбором типа и числа гидромоторов, их размещением, способом их соединения и переключения, иными словами, правильным выбором схемы трансмиссии.
Так, если в колёсном 2-х осном тягаче, установить гидромоторы во всех колёсах и предусмотреть выключение одной из осей, то площадь поршней моторов уменьшится вдвое, а, следовательно, изменится и передаточное число гидромашины в два раза.
Гидродинамические муфты
Гидромуфты-состоят из 2-х основных элементов.
Колёса 1 центробежного насоса, имеющего в сечении полуокружность. В нём устанавливается большое число лопаток, образующих лопаточный венец насоса и колёса 2 турбины, установленного на ведомом валу. Колесо 1 и кожух 3 образуют замкнутый круг циркуляции - рисунок 45. Рабочие колёса тракторных и автомобильных гидромуфт изготавливаются обычно с радиальными лопатками. Полости насоса и турбины образует замкнутый объем, ограничи вающий и направляющий движение рабочей жидкости, называемый рабочей полостью. Корпус муфт на 80-85% объема заполняется рабочей жидкостью. Колесо насоса соединяется с кожухом 3, охватывающим колесо турбины. Колесо насоса, приводимое в движение двигателем, с помощью лопаток сообщает рабочей жидкости кинетическую и потенциальную энергию и направляет её от центра к периферии - к входу в турбину. В каналах, образуемых лопатками турбины, энергия потока превращается в механическую работу на ведомом валу. Затем жидкость вновь поступает в насос и цикл повторяется. Когда колесо насоса вращается, элементарные частицы жидкости находящиеся в его полости участвуют в 2-х движениях: относительном - под действием центробежных сил перемещаются по каналам между лопатками насоса от центра к периферии с нарастающей относительной скоростью от ω1 на входе до ω2 на выходе насоса; и переносном - вместе с лопатками вращаются вокруг оси муфты с переносной скоростью -u.
Величина относительной скорости зависит от размеров гидромуфты и режима её работы. В результате круговой циркуляции частиц жидкости они движутся с переменной абсолютной скоростью ν по сложной траектории.
При разгоне частиц жидкости в колесе насоса, когда абсолютные скорости их увеличиваются от ν1 на входе до ν2 при выходе, количество движения жидкости растёт.
Согласно теории гидравлических турбопередач крутящий момент насоса Мн равен разности моментов количества движения жидкости при выходе из насоса и при входе в него: Мн=(Q∙γ/g)∙(ν2н∙r2-ν1н∙r1) , (174)
где Q – расход потока жидкости, протекающей через насос в единицу времени; γ – удельный вес жидкости; g – ускорение силы тяжести; ν1н и ν2н – абсолютные скорости частиц жидкости соответственно при входе в насос и выходе из насоса; r1 и r2 – средние радиусы входа и выхода жидкости, одинаковые для насоса и турбины.
Так как ν2н=ν1т, а ν1н=ν2т, то жидкость теряет в турбине такое же количество движения, какое она приобрела в насосе. Тогда Мт=Мн. Гидромуфты не имеют внешней опоры момента и поэтому при установившемся движении момент, подводимый к валу насоса, равен моменту сопротивления на валу турбины.
Насос и турбина образуют общий круг циркуляции, поэтому в любой момент времени расход жидкости в турбине равен расходу в насосе. Этот расход называется расходом жидкости в круге циркуляции и обозначается буквой Q.
Рисунок 45 Схема гидромуфты
Расход в круге циркуляции зависит от совместной работы насоса и турбины и определяется циркуляционным напором Нц, равным разности напора насоса Нн и напора противодавления турбины Нт, т.е. Нц = Нн - Нт.
Дело в том, что напор насоса обеспечивает движение жидкости в круге циркуляции в направлении от насоса к турбине. Но при вращении турбины на жидкость будут действовать центробежные силы, создающие напор противодавления, который действует в противоположном направлении относительно напора насоса. И этот напор тем больше, чем больше обороты турбины.
В момент трогания, когда отсутствует напор противодавления турбины, циркуляционный напор является наибольшим, он обеспечивает максимальный расход жидкости Q, а, следовательно, и наибольшую скорость циркуляции. В результате при трогании турбины крутящий момент также будет максимальным.
По мере разгона турбины гидромуфты циркуляционный напор Нц уменьшается, это приводит к уменьшению расхода Q, а, следовательно, и к уменьшению крутящего момента. При равенстве оборотов и насоса и турбины (nн=nт) циркуляционный напор равен нулю, т.к. напор насоса уравновешивается напором противодавления турбины. Расход жидкости Q, а также передаваемый момент от насоса к турбине также будет равен нулю.
Таким образом, расход Q пропорционален передаваемому гидромуфтой моменту. Следовательно, для работы гидромуфты необходимо, чтобы nн ≠ nт, а именно nн > nт.
Это означает, что при работе гидромуфты колесо насоса всегда проскальзывает относительно колеса турбины.
При трогании трактора с места, когда ωт=0, проскальзывание будет наибольшим, при установившейся работе оно составляет ≈ 2.0…4.0%.