ОСОБЛИВОСТІ ТЯГОВИХ І ПАЛИВНО-ЕКОНОМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ АВТОМОБІЛІВ, ОБЛАДНАНИХ ГІДРОПЕРЕДАЧЕЮ

Вихідні характеристики гідропередач

В даний час трансмісії деяких типів автомобілів забезпечуються Гідропередача, а саме гидростатическими і гідродинамічними.

Гідростатичними (гідрооб'ємними) називаються передачі, що використовують для передачі енергії статичний тиск рідини, що створюється в об'ємному Гідронасоси (наприклад, поршневому або шестерним), пов'язаному з двигуном. Це тиск використовується для приведення в обертання об'ємного гідромотора, пов'язаного з провідними колесами. Гідростатичні передачі застосовуються головним чином в активних автопоїздах (т. Е. Автопоїздах, у яких провідними є не тільки колеса тягача, а й причепів). Для інших типів автомобілів гідростатичні передачі застосовуються поки тільки на експериментальних зразках.

Гідродинамічними називають передачі, що використовують для передачі енергії кінетичну енергію рідини, що приводиться в рух лопатками гідродинамічного насоса, що обертається двигуном. Гідродинамічні передачі набули широкого поширення на легкових автомобілях США. Такими передачами забезпечуються також трансмісії вітчизняних і західноєвропейських автомобілів високого класу, а також деяких західноєвропейських автомобілів середнього класу. Досить широке поширення гідродинамічні передачі отримали на автобусах і кар'єрних самоскидах. Надалі під терміном гидропередача ми будемо розуміти тільки гідродинамічні передачі.

Основною перевагою гидропередач є значне полегшення роботи водія. Крім того, застосування гидропередач дозволяє збільшити довговічність двигуна, поліпшити прохідність автомобіля по важких дорогах і бездоріжжю, а також дещо поліпшити динамічність автомобілів.

Є два типи гідродинамічних передач: гідромуфти і гідротрансформатори.

Гидромуфта (рис. 29, а) являє собою гідродинамічну передачу, що складається з двох робочих коліс - насоса Н, пов'язаного безпосередньо або через додатковий редуктор з колінчастим валом двигуна, і турбіни Т, пов'язаної через ряд механізмів трансмісії з провідними колесами автомобіля.

Гідротрансформатор (рис. 29, б) в найпростішому випадку складається з трьох робочих коліс - насоса Н, турбіни Т і реактора (направляючого апарату) Р. Насос безпосередньо або через додатковий редуктор зв'язаний з колінчастим валом двигуна. Турбіна через механізми механічної частини трансмісії пов'язана з провідними колесами автомобіля. Реактор в найпростішому випадку закріплений нерухомо. У багатьох конструкціях гидротрансформаторов реактор встановлюється на муфті вільного ходу. В автомобілебудуванні застосовуються і більш складні гідротрансформатори, що мають кілька турбін і реакторів. Як самостійний механізм гідромуфти майже нс застосовуються на сучасних автомобілях. Однак досить поширеними є гідротрансформатори, що мають таку конструкцію, яка за певних умов забезпечує їх перетворення в гідромуфту (перехід на режим гідромуфти). Також гідротрансформатори називаються комплексними.

Розглянемо основні характеристики гідромуфти і гідротрансформатора, що визначають особливості тягових і паливно-економічних властивостей автомобіля, оснащеного гидропередачей.

Кінематичні властивості гидропередачи характеризуються передавальним відношенням г, рівним відношенню кутової швидкості (частоти обертання) до кутової швидкості (числу оборотів) насоса:

Іноді кінематичні властивості гидропередачи характеризують також ковзанням (%):

Силові (перетворюють) властивості гидропередачи характеризуються коефіцієнтом трансформації К, рівним відношенню

Г " ^ тур

моменту на валу турбіни до моменту на валу насоса: К = -.

М н

Співвідношення між моментами на валах турбіни і насоса у гідромуфти і гідротрансформатора можна знайти з умови рівності нулю суми моментів зовнішніх сил, що діють на гідропередачу.

Для гідромуфти зовнішніми моментами будуть тільки А / н і М т Отже, можна записати:

звідки М н = М.у (момент М т узятий зі знаком мінус тому, що його напрям протилежний напрямку моменту М і ). Отже, гидромуфта не змінює моменту, що підводиться до валу насоса, і коефіцієнт трансформації гідромуфти До т завжди дорівнює одиниці ш = 1).

Для гідротрансформатора крім моментів М і і М.у додається зовнішній момент M v , діючий на реактор. следова-

Схеми гидропередач

Мал. 29. Схеми гидропередач

Отже, коефіцієнт трансформації До гідротрансформатора

тсльно, умова рівності нулю суми зовнішніх моментів запишеться так:

Якщо М р > 0, го М т > 0, М Т > М і + Мр.

При закріпленому реакторі момент М р може бути в принципі як позитивним, так і негативним. Однак для автомобільних гидропередач робочий діапазон обмежується зазвичай випадком, коли М р > 0 і К> 1.

У комплексних гидротрансформаторов, у яких реактор встановлений на муфті вільного ходу, момент М р не може бути негативним, оскільки механізм вільного ходу не перешкоджає обертанню реактора в сторону дії негативного моменту Мр. У таких гидротрансформаторов До п не може бути меншим одиниці. При зменшенні М р до нуля такої гідротрансформатор працює як гідромуфта у = М і К т = 1).

Енергетичні властивості гидропередачи характеризуються коефіцієнтом корисної дії (ККД ц ), рівним відношенню потужності, що відводиться від турбіни, до потужності, що підводиться до насоса

а для гідромуфти п = /, оскільки До т = 1. Як коефіцієнт трансформації, гак і ККД гідропередачі змінюються зі зміною передавального відношення /. Графік залежності До і Г | гм від / гм називають вихідної (безрозмірною) характеристикою гидропередачи.

Для гідромуфти залежність До = f [i) зображується прямою, паралельною осі абсцис, а залежність Л = Л0 - прямий, що проходить через початок координат під кутом 45 ° до координатним осях (г | Г м = / гм ) (рис. 30, а).

Залежно від передавального відношення ККД гідромуфти може змінюватися від нуля до величини, близької до одиниці. При нерухомому валі турбіни / = т) = 0. Максимальні значення передавального відношення і ККД гідромуфти тим вище, чим менше навантаження на валу турбіни. Зазвичай конструкцію гідромуфти підбирають таким чином, щоб при передачі максимальної потужності двигуна ККД було рівним Г | гм = 0,97 .. .0,975 (ковзання 2,5 .. .3%). При часткових навантаженнях ковзання трохи менше і ККД ближче до одиниці.

Безрозмірна характеристика гідротрансформатора показана на рис. 30, б.

Залежність K rt = J {i) виражається пологої кривої, близькою до прямої.

Перетворюють властивості гідротрансформатора прийнято характеризувати максимальним коефіцієнтом трансформації К , який виходить при нерухомому валі турбіни, т. Е. / = 0 (стоповий коефіцієнт трансформації). В трансмісіях легкових автомобілів зазвичай застосовуються гідротрансформатори з максимальним коефіцієнтом трансформації К п тах = = 2 ... 2,5, а у вантажних автомобілів і тягачів До = 2,2 ... 4,0.

Залежність г | | Т = .Д /) виражається кривою, близькою до квадратичної параболи.

При i rr = 0 і К п = 0 - Пп- = О

Максимальне значення ККД сучасних автомобільних гідротрансформаторів в залежності від їх конструкції становить г) = 0,88 ... 0,92, а передавальне відношення, соотвстствую- щсс Пргщах 'зазвичай вибирається рівним / = 0,7 ... 0,8. Зі збільшенням До [[ тах значення ККД дещо знижується і передавальне число, відповідне г | | т , зменшується.

Вихідні характеристики гидропередач

Мал. 30. Вихідні характеристики гидропередач

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >