3.1.2. Устройство и рабочий процесс гидромуфты
Основными элементамигидравлической муфтыявляютсядва соостно установленных лопастныхколеса: насосное и турбинное, а такжекорпус, подшипникии другие детали. На рис. 3.1 приведенасхемаодной из возможныхконструкций гидромуфт. На осевом разрезе гидромуфты показаны насосное колесо Н, турбинное колесо Т и корпус гидромуфты К. У большинства муфтконструкциялопастныхколес однотипнаи представляет собойполовину торообразнойполостис плоскимирадиально расположеннымилопатками.
Насосное колесоН приводится во вращение двигателем с угловойскоростью ω1.Жидкость, находящаясяв межлопастном пространственасосного колеса,раскручиваетсявместе с ним и центробежными силамиотбрасывается от осивращения к периферии колеса. Участвуя во вращательном движении вместе с насосным колесом, частицы жидкости приобретает кинетическую энергию и скорость в направле-
нии движения этого колеса. Далее жидкость перемещаетсяснасосногоколеса Нна турбинноеколесо Т.
В межлопаточном пространстве турбинногоколеса Тчастицыжидкости оказываютвоздействие на его лопаткиизаставляютего вращаться с угловойскоростью ω2.Вращаясьвместе с турбинным колесом,частицыжидкости постепенноотдаютему кинетическуюэнергию, полученнуюв насосномколесе. При этом ониперемещаются от периферииколесак его оси вращения. Затемжидкостьпереходитс турбинногоколеса Тна насосное колесоН. Далее рабочийпроцесс повторяется, т.е. жидкость циркулирует в межлопаточном пространстве колес по замкнутому контуру.
Графическая зависимость M = f (i) приω1= const,гдеi = ω2/ω1 - передаточное отношение гидромуфты, называетсяхарактеристикой гидромуфты. К характеристике гидромуфты также относятзависимость ее КПДот передаточного отношенияη = f(i).Режиммаксимального КПД гидромуфты (95-98%)принято считать расчетным.
3.1.3. Устройство и рабочий процесс гидротрансформатора
Основными элементамигидравлического трансформатора являютсятри соосноустановленныхлопастных колеса:насосное, турбинное и реактивное(реактор), а такжекорпус, подшипники и другие вспомогательные детали. Наосевом разрезегидротрансформатора (рис. 3.2) показанонасосноеколесо Н,турбинноеколесо Т,реактивноеколесо (реактор) Р икорпусгидротрансформатора К, а такжемуфта свободного хода.Основным конструктивнымотличием колесгидротрансформатора от колес гидромуфтыявляется сложныйкриволинейныйпрофиль их лопаток(рис. 3.2).
Насосное колесо Нприводитсяво вращениекрутящиммоментом двигателяМ1.Жидкость, находящаясяв межлопаточномпространстве насосараскручиваетсявместе с ним с угловойскоростью ω1иотбрасывается от осивращенияк периферииколеса. При этомкаждая частицажидкостиприобретаеткинетическуюэнергиюи скорость в направлении вращения колеса. Затем потокжидкостиперемещаетсяс насосного колесана турбинноеколесо Т.
Вмежлопаточномпространстве турбинногоколесажидкость, раскрученная в насосном колесе,воздействуетналопатки турбинногоколеса иприводитегово вращениес угловой скоростьюω1. При этомчастицы жидкостипостепеннотеряюткинетическуюэнергию, полученную в насосном колесе, идвижутся от периферии к осивращения. Затемпотокжидкостиперемещаетсяс турбинного колеса Тна реакторР.Далее потокжидкостипроходитчерез межлопаточноепространство неподвижного реактораиперемещаетсянанасосное колесо.Затем рабочий процесс повторяется, т.е. жидкость циркулирует в межлопаточном пространстве колес по замкнутому контуру.
РеакторР служит дляизменениякрутящегомоментана гидротрансформаторе, т.е. дляполучения на выходном валумоментаМ2, отличного от входного моментаМ1.
В конструкциюгидротрансформаторавключают муфту свободного хода. Приположительномзначениимоментанареактивном колесеонаобеспечивает неподвижностьреактивногоколеса(“стопорит”).При изменении направлениямоментана реакторе обгонная муфтаосвобождает реактор, который начинаетсвободно вращатьсявместес потокомжидкости. При этомгидротрансформаторначинаетработатьв режиме гидромуфты, так как в этом случае у негоотсутствуетнеподвижноереактивное колесо.Такой гидротрансформатор, в котором совмещаются свойства гидротрансформатора и гидромуфты,называется комплексным гидротрансформатором.
Применениегидротрансформаторовограничиваетсянедостаточно высокими КПД. Так, ихмаксимальныезначения составляютη = 0,8…0,93,но существенно падаютпри отклонении от этого режима. Особеннонеприемлемо это падениев областивысокихзначенийпередаточного отношения, т.е. приi → 1.