ГОСы / Трактора и Автомобили / 10

10. Гидромеханическая передача пред­ставляет собой сочетание гидромехани­ческого трансформатора с дополнитель­ной ступенчатой (фрикционно-зубчатой) коробкой передач. Такая передача не­обходима для автоматической и бессту­пенчатой трансформации энергии дви­гателя в зависимости от сопротивления движению машины. Свойством бессту­пенчатой трансформации энергии обла­дает гидротрансформатор, а механиче­ская коробка передач служит для рас­ширения диапазона передаточных чисел, поскольку передаточное число гидро­трансформатора, которое называют ко­эффициентом трансформации, сравни­тельно невелико.

Гидромеханические трансмиссии при­меняют в трансмиссиях автомобилей се­мейства БелАЗ и МоАЗ, автобусах ЛАЗ-695Ж и ЛиАЗ-677, на тракторах ДТ-175С и Т-330.

Гидромеханические передачи в эксплу­атации должны иметь силовой диапазон в соответствии с назначением машины. Минимально допустимый КПД должен быть не менее 0,75...0,8. Совместная ра­бота гидротрансформатора с двигателем должна обеспечивать требуемую эконо­мичность, т. е. перерасход топлива по сравнению с работой на заблокирован­ном трансформаторе в основных эксплуа­тационных режимах не должен превы­шать 6...8 %. С помощью этих передач должен обеспечиваться пуск двигателя в условиях низких температур, а также с буксира.

Срок службы передачи зависит от на­дежности и долговечности работы от­ дельных ее агрегатов. В гидротрансфор­маторе наибольшему изнашиванию под­вергаются уплотнения рабочей полости, муфты свободного хода и подшипники опор колес. В дополнительной коробке передач изнашиваются фрикционные эле­менты, шлицевые и зубчатые соединения.

Эффективность использования гидро­механической передачи зависит от пра­вильности расчета совместной работы двигателя, трансформатора и коробки передач, а также от правильности выбора водителем передачи в зависимости от условий движения или характера вы­полняемой работы.

Гидротрансформатор (рис. 5.20, а) со­стоит из нескольких (чаще всего трех или четырех) рабочих колес: насосного 1 (ведущее), турбинного 2 (ведомое) и од­ного или двух колес 3 реактора, воспри­нимающих реактивный момент.

При работающем двигателе насосное колесо воздействует лопатками на жид­кость, которая не только вращается вме­сте с колесом, но и перемещается вдоль лопаток по направлению от входа к вы­ходу. Выйдя из насосного колеса, поток жидкости проходит через турбинное ко­лесо, затем — через реактор и возвра­щается на вход насосного колеса, обра­зуя замкнутый круг циркуляции. При этом насосное колесо передает энергию потоку жидкости, а она — турбинному колесу. Энергия потока жидкости и силовое воздействие на лопатки зависят от значения и направления абсолютной ско­рости жидкости. Наличие двух колес 4 и 5 реактора, каждое из которых установлено на муфте 10, позволяет получить более приемле­мый показатель изменения КПД гидро­трансформатора (рис. 5.22) по мере по­вышения передаточного числа I. Из гра­фика видно, что при увеличении переда­точного числа i отключается сначала одно колесо, и трансформатор с режима «а» переходит на режим «б». После от­ключения второго колеса трансформатор переходит на режим «в» (гидромуфты). Так оба колеса реактора заторможены в интервале максимальных тяговых уси­лий (40...80 кН) при скорости движения агрегата от 0 до 7,5 км/ч.

В интервале тяговых усилий 12,5...40,0 кН и скоростей движения 7,5...17,5 км/ч колесо первого реактора на­чинает вращаться вместе с турбинным колесом.

На транспортном режиме, когда тяго­вое усилие на крюке находится в интер­вале от 0 до 12,5 кН при скорости дви­жения 17,5 км/ч, вращаются оба колеса реактора. Гидротрансформатор рассчи­тан на длительную работу в режиме трансформации и оборудован системами питания, охлаждения и фильтрации.

Индикаторные параметры рабочего цикла

Действительная индикаторная работа в одном цилиндре за один цикл

Рис. 3.9. Расчетная и действительная индика­торная диаграмма четырехтактного дизеля.

Положительную индикаторную работу можно представить в виде прямоуголь­ника с основанием, равным длине инди­каторной диаграммы, и высотой, пред­ставляющей действительное среднее индикаторное давление за цикл .

,

где - действительная индикаторная работа газов в одном цилиндре за один цикл, Н*м; -рабочий объём цилиндра, .

Откуда

Рис. 3.10. Расчетная и действительная инди­каторная диаграмма четырехтактного карбюраторного двигателя.

Среднее индикаторное давление -- условное постоянное давление на пор­шень в течение одного рабочего хода, совершающее работу, равную индика­торной работе переменного давления за один цикл (см. рис. 3.10).

Если индикаторная диаграмма цикла снята с реального двигателя, то можно определить среднее индикаторное дав­ление

где F — площадь индикаторной диаграммы, опре­деляемая планиметрированием, ; I — длина индикаторной диаграммы, мм; — масштаб дав­ления, МПа/мм.

Теоретическое среднее индикаторное давление можно определить по фор­муле:

где — положительная индикаторная работа теоретического цикла без учета работы насосных потерь и скруглений диаграммы, ; — ра­бочий объем цилиндра, м³.

Действительное среднее индикаторное давление с учетом скруглений и гидрав­лических потерь

где — потери давления на вспомогательные ходы впуска и выпуска (насосные), которые часто относят к механическим.

Насосные потери определяют

Значение этих потерь для двигателей принимают = 0,02...0,04 МПа.

Значение среднего индикаторного дав­ления при работе с полной нагрузкой: для карбюраторных двигателей — 0,5... 1,2 МПа; дизелей без наддува — 0,7... 1,2 МПа; дизелей с наддувом— 1.4...3,0 МПа.

Индикаторная работа цикла

где — среднее индикаторное давление, Па; — рабочий объем цилиндра, м³,

Индикаторная мощность одного ци­линдра — это индикаторная работа цик­ла за 1 с. Учитывая, что число рабочих циклов, совершаемых в цилиндре за 1 с, равно , где п — частота вращения, (2п — для четырехтактных двигате­лей); — тактность двигателя, или число ходов поршня за один цикл (для четырехтактных двигателей = 4, двухтактных = 2), можно записать

Индикаторная мощность двигателя с числом цилиндров i

Индикаторный КПД . Им характери­зуется экономичность действительного цикла (степень использования теплоты). Он представляет собой отношение тепло­ты, преобразованной в полезную работу ко всей подведенной теплоте

Если известна индикаторная мощность двигателя то ,a , где —часовой расход топ­лива, кг/ч; —низшая удельная теп­лота сгорания топлива, кДж/кг. Тогда индикаторный КПД /

Для карбюраторных двигателей =0.25…0,40, а для дизелей — 0,38...0,50.

Индикаторный КПД всегда ниже тер­мического КПД из-за дополнительных тепловых потерь, вызванных теплооб­меном между газом и стенками, непол­нотой сгорания, диссоциацией продук­тов сгорания и т. д.

Относительный коэффициент полезно­го действия . Им оценивают степень совершенства действительного рабочего цикла по отношению к теоретическому циклу,

Индикаторный удельный расход топ­лива показывает расход топлива на единицу индикаторной мощности. Им определяется экономичность действитель­ного цикла.

В современных карбюраторных двигателях =250...310 г/кВт-ч, а в. дизелях 175...230 г/кВт-ч.