Конструкция тяговой ГМ приведена на. 42. Сразу же оговоримся, что помимо тяговых гидромуфт в тепловозных гидропередачах широко применяются тормозные гидромуфты, имеющие несколько другое устройство и назначение.
Тяговая ГМ является простейшей гидравлической машиной и состоит из двух практически одинаковых лопастных колес: центробежного насоса Н и центростремительной турбины Т, имеющих прямые радиальные лопатки, а также вращающегося вместе с насосным колесом кожуха 2 (колокола), предотвращающего утечки рабочей жидкости из круга циркуляции ГМ. Таким образом, в ГМ нет неподвижного колеса – реактора, чем ее конструкция принципиальным образом отличается от устройства ГДТ.
Насосное колесо Н жестко закреплено на ведущем насосном валу 1 и через повышающий редуктор связано с коленчатым валом дизеля тепловоза. По аналогии с ГДТ турбинное колесо Т гидромуфты закреплено на турбинном валу 3, имеет жесткую связь и вращается вместе с колесными парами тепловоза. Необходимо подчеркнуть, что обычно количество прямых радиальных лопаток в насосном колесе на две штуки больше, чем у турбинного колеса тяговой ГМ. Этим уменьшается пульсация потока жидкости и возможность появления резонансных колебаний в круге циркуляции ГМ.
Принцип действия тяговой гидромуфты состоит в следующем: вследствие вращения насосного колеса Н на каждую частицу жидкости действует центробежная сила, которая обеспечивает течение всей массы потока жидкости от входа 1 (центра) к выходу 2 (периферии) колеса. Таким образом, механическая энергия вала дизеля, приложенная к лопастям насосного колеса ГМ, преобразуется в кинетическую и потенциальную энергии движущегося потока жидкости.
Гидравлическая энергия потока жидкости отдается лопаткам турбины ГМ как бы в два этапа. Сначала, при попадании частицы жидкости на лопатку турбинного колеса, происходит ее резкое ударное торможение от скорости U2Н до скорости U1Т. Этот процесс создает так называемую активную составляющую циркуляционного момента МТА. Протекая по лопастям турбины, жидкость тормозится уже вследствие перехода ее частиц с большего радиуса R1т на меньший радиус R2т. При этом на лопатки турбины действуют силы Кориолиса и, как следствие, создается реактивный момент Мт. В тяговых ГМ, работающих при i = 0,85 – 0,97, доля активной составляющей МTA незначительна (5 – 7%) и работа турбины будет определяться реактивной составляющей циркуляционного момента Мт (в тормозных ТМ, при i < 0, наоборот – активная составляющая циркуляционного момента будет превалирующей).
Таким образом, условия входа потока на насосное колесо ГМ и обтекание его лопастей полностью зависят от параметров потока на выходе из турбины. Точно так же работа насосного колеса оказывает влияние на работу турбинного колеса. Поскольку в ГМ нет неподвижного реактора, воспринимающего разницу вращающих моментов на рабочих колесах, вращающие моменты на насосе и турбине ГМ равны (Мт – Мн), т.е. в ГМ нет трансформации момента при передаче энергии посредством жидкости.
Как известно, любое преобразование энергии связано с потерями, следовательно, Nт < NН; Мтnт < Мнnн, соответственно nт < nн (так как для ГМ Мт – Мн). Другими словами, при работе ГМ турбинное колесо несколько отстает по частоте вращения от насосного. Разность между частотами вращения этих колес, отнесенная к частоте вращения насосного колеса, называется скольжением s:
.
Значению максимального кпд (
= 0,97) и nТ* (или i*) соответствует внешняя характетика ГМ (. 43). Учитывая высокие способности ГМ к перегрузке дизеля, даже при незначительном снижении частоты вращения турбинного вала nт, ГМ используют для тяги в очень узком диапазоне изменения nт и i.
На. 43, б представлена внешняя приведенная характетика ГМ. Как следует из. 43, б, с уменьшением скольжения s кпд ГМ возрастает по линейной зависимости. При достижении величины скольжения s = 0,03, кпд ГМ достигает максимального значения, а затем резко падает до нуля (при s = 0 или i=1).
Таким образом, при отсутствии скольжения s = 0 (при nт = nн) передача энергии между валами ГМ прекращается. Эксплуатация ГМ в качестве тяговой передачи по экономическим соображениям целесообразна в очень узком диапазоне изменения передаточного отношения i = 0,85 – 0,97. Являясь абсолютно «прозрачным» гидроаппаратом, т.е. гидравлическим сцеплением, ГМ пригодна для использования в тяговых передачах при повышенных скоростях движения, когда не требуются заметные преобразования вращающего момента Мт и силы тяги локомотива, соответственно.
Основы научной
организации труда
В современных условиях развития производства, в условиях рыночной экономики и применения гибких технологий, оснащения средствами механизации и автоматизации, особо важное значение приобретает научная организация труда (НОТ). Под научной организацией труда на предприятиях различных форм собственност ...
Железнодорожное хозяйство порта
Морские рыбные порты связаны с внутренними районами страны железнодорожным транспортом, которым отправляется подавляющее количество рыбной продукции из порта. Многие грузы, предназначенные для судов (топливо, тара, соль и др.), также поступают по железной дороге, поэтому порты должны иметь широко р ...
Кинематический расчет рулевого управления
Исходные данные автобуса низкопольного городского типа большого класса МАЗ-103 4×2: База – 6140мм; Колея – 2048мм; Размерность шин – 11,00/70R22,5; Полная масса – 18000кг; Снаряженная масса – 10800кг; Нагрузка на управляемую ось – 6500кг; Тип рулевого механизма – винт и шариковая гайка-рейка; ...
