Совместная работа двс с гтр.

Мощность потребная для вращения насосного колеса

М_н=λ_н ρ_ж D⁵_гтрω²_н , λ_н = М_н /(ρ_ж D⁵_гтрω²_н)где :

λ_н – коэффициент насосного колеса;

ρ_ж – плотность рабочей жидкости;

D – активный диаметр ГТР;

При λ_н = cоnst( зависит от конструктивных параметров) ГТР непрозрачен.

При λ_н= f(i_гтр) ГТР прозрачен

Для непрозрачных ГТР зависимость М_н=f(n_н) характеризуется узким пучком парабол, которые заменяются обычно одной параболой, а у прозрачных – пучком парабол (рис.), ширина которых тем больше, чем выше коэффициент прозрачности П=λ_н0/ λ_нм (λ_нм – коэффициент насоса при μ=1; λ_н0 – при i_гтр=0)

При наличии ГТР - F_т рассчитывают по следующей формуле

F_т= М_нμu_тη_т/r_д

Параметры тягово-скоростных свойств: V_мах=f(ψ) ; i=f(V, f_а); j;τ_р;S_р определяются также , как и для АТС с механической трансмиссией.

С учетом потерь мощности в ГТР уравнение расхода топлива запишется в виде:

Q_s=g_е(N_д+N_в+N_и)/(36Vρ_тη_тη_гтр)= g_е(F_д+F_в+F_и)/(36000ρ_тη_тη_гтр)

Учитывая, что удельный расход топлива зависит от частоты вращения коленвала, то у АТС с ГТР { n=9,55Vη_т/(r_кi_гтр), а также, что ω_н=ω_т/i_гтр=ω_кu_т/i_гтр= Vu_т/( r_к i_гтр), можно записать:

λ_нμ/ i²_гтр= F_тr_дr²_к//(ρ_жD⁵_гтрV²u³_тη_т)

Характерной особенностью гидротрансформатора является изменение значения крутящего момента при его передаче от двигателя к трансмиссии. Свойства гидротрансформатора оцениваются его безразмерной характеристикой, которая представлена на рис. 5.4 (для сравнения штриховыми линиями показана характеристика гидромуфты).

Безразмерная характеристика представляет собой зависимости коэффициента полезного действия и коэффициента трансформации μ(k на рис.) и коэффициента крутящего момента насоса λ_н от передаточного отношения гидротрансформатора i_гт.

Безразмерная характеристика гидротрансформатора определяется экспериментально. При этом коэффициенты полезного действия, трансформации и крутящего момента насоса используют в безразмерном виде.

Коэффициент трансформации характеризует степень увеличения крутящего момента, передаваемого гидротрансформатором:

Коэффициент полезного действия гидротрансформатора характеризует его энергетические свойства.

Основным недостатком гидротрансформаторов является то, что они имеют значительно меньший КПД, чем ступенчатые механические коробки передач. Так, наибольшие значения КПД гидротрансформатора (0,85 . ..0,92) достижимы только при оптимальном передаточном отношении (0,7... 0,8). При других передаточных отношениях, больших или меньших оптимального, КПД гидротрансформатора быстро уменьшается.

Коэффициент крутящего момента насоса гидротрансформатора λ_н определяет прозрачность гидротрансформатора, т. е. его свойство изменять нагрузку на валу насоса в зависимости от нагрузки на валу турбины.

Гидротрансформаторы могут быть прозрачными и непрозрачными.

При использовании непрозрачного гидротрансформатора изменение сопротивления движению автомобиля не влияет на режим работы двигателя (λ_н = соnst). В этом случае режим работы двигателя зависит только от качества горючей смеси, поступающей в его цилиндры.

У непрозрачного гидротрансформатора коэффициент трансформации составляет 3... 4, т. е. передаваемый крутящий момент увеличивается в 3—4 раза. Это преимущество непрозрачных гидротрансформаторов способствует их широкому применению на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и на автобусах.

В случае применения прозрачного гидротрансформатора изменение сопротивления движению автомобиля вызывает изменение режима работы двигателя даже при постоянном количестве горючей смеси, поступающей в цилиндры (λ_н = соnst). При увеличении сопротивления движению угловая скорость насоса прозрачного гидротрансформатора и, следовательно, угловая скорость коленчатого вала двигателя автоматически уменьшаются, а крутящий момент двигателя возрастает. При уменьшении сопротивления движению угловая скорость коленчатого вала и скорость движения автомобиля с прозрачным гидротрансформатором автоматически увеличиваются.

У прозрачных гидротрансформаторов коэффициент трансформации составляет 2,2... 3,0, т. е. передаваемый крутящий момент возрастает в 2—3 раза. Поэтому прозрачные гидротрансформаторы получили большее распространение на легковых автомобилях.

Степень прозрачности гидротрансформатора определяется следующим отношением:

П = λ_н._мах / λ^/_н

где λ_н._мах — максимальное значение коэффициента трансформации крутящего момента насоса;

λ^/_н - значение коэффициента трансформации крутящего момента насоса при μ_гт = 1.

Если П = 1,0... 1,2, то гидротрансформатор непрозрачный. При П > 1,2 гидротрансформатор прозрачный.

Гидромуфта и ступенчатая механическая коробка передач являются прозрачными, так как полностью передают на коленчатый вал двигателя момент силы сопротивления, приложенный к трансмиссии

Чем больше прозрачность ГТР, тем больше диапазон режимов работы ДВС при неизменном положении дросселя. При трогании с места двигатель может работать на режиме мах. крутящих моментов, улучшающих интенсивность разгона. Однако применение ГТР несколько ухудшает характеристику разгона и повышает расход топлива, для устранения этих недостатков, обычно встраивают несколько понижающих передач и при переходе в режим работы с малым сопротивлением движению ГТР переходит в режим ГМ.