Коэффициент полезного действия ГТР

.                                    (4)        

Степень прозрачности ГТР характеризуется коэффициентом прозрачности. Под коэффициентом прозрачности понимают отношение максимального момента на валу насосного колеса М_{н max} к моменту М_нм  (при к_т=1):

.

При монотонном изменении М_н максимальный момент соответствует стоповому режиму (М_{н max} =М_н0, l_{н max}= l_н0 ).

Тяговые свойства ГТР оцениваются с помощью внешних характеристик, снимаемых опытным путем на стендах и показывающих изменение момента на насосном колесе М_н, момента на турбинном колесе М_т и КПД передачи η_гтр от частоты вращения n _т  или от передаточного отношения.

В практических целях удобно пользоваться так называемой безразмерной характеристикой ГТР[*]. Строится она пересчетом из внешней с использованием соотношений (1), (2), (3), (4) и представляет собой законы изменения λ_н , к_т и η_гтр в зависимости от . Характеристика задается либо графически, либо в табличной форме. Часто вместо коэффициента λ_н дается значение ρ·λ_н или γ·λ_н. Здесь γ – удельный вес рабочей жидкости. При использовании безразмерной характеристики ГТР в своих расчетах особое внимание следует обратить на размерность этих коэффициентов и при необходимости выполнить соответствующие преобразования.Рекомендуем для значений коэффициента λ_н использовать размерность .Типичный вид безразмерной характеристики комплексной гидропередачи с одним реактором представлен на рис. 4.1.

 

Рис.4.1. Безразмерная характеристика ГТР

 

Для построения тяговой характеристики машины и оценки совместной работы гидропередачи с двигателем строятся входная и выходная характеристика гидропередачи. Известные графические методы их построения довольно трудоемки, поэтому рекомендуем ориентироваться на использование машинных методов расчета с применением ЭВМ, а для оценки результатов расчета использовать средства машинной графики.

 

 

Характеристика совместной работы двигателя и ГТР (входная характеристика гидропередачи)

Для установившегося режима работы

М_св = .

Здесь ^’- момент внешней нагрузки двигателя (со стороны насосного колеса) или приведенный к валу двигателя момент на насосном колесе. При наличии СР

= ; n _д = n _н · u _р,                                         (5)

где u _р и η_р – передаточное число и КПД согласующего редуктора, n _д – частота вращения вала двигателя. При отсутствии редуктора = М_н и n _д = n _н.

Совмещенные на одном графике характеристики М_св=f(n_д) и =ψ(n_д) для ряда скоростных передаточных отношений ГТР называются характеристикой совместной работы двигателя и ГТР.

Исходными данными для построения этой характеристики являются внешняя скоростная характеристика двигателя, безразмерная характеристика ГТР, параметры u _р и η_р СР (если он присутствует) и величина активного диаметра гидропередачи D _а.

Зависимость М_д= f ( n _д ) определяется по внешней характеристике двигателя.Зависимость = ψ ( n _д ) рассчитывается с использованием выражений (1) и (5) и представляет собой квадратичную зависимость (параболу нагружения):

=                                               (6)

 Точка пересечения кривой момента двигателя и параболы нагружения (точка «входа») определяет режим совместной работы двигателя и ГТР.

 При построении входной характеристики наносятся несколько парабол нагружения для характерных режимов работы ГТР. Как правило, это режим полного торможения выходного вала ГТР или «стоповый» режим ( =0), режим для максимального значения λ_н (может совпадать со «стоповым» режимом), режим максимального КПД при работе на режиме гидротрансформатора ( = _η), переход на режим гидромуфты ( = _м), режим минимального допустимого значения КПД ГТР (η_{гтр min}=0,8…0,85) для длительной работы ( = _min), режим максимального значения передаточного отношения при длительной работе (для комплексной передачи _max≈0.95).

 Частота вращения вала двигателя в точке «входа» может быть определена либо графически, либо аналитически. При аналитическом способе решения может быть предложен следующий метод.

Зависимость М_св=f(n_д) аппроксимируется кубическим полиномом

 М_св=a_м0 + a_м1∙ n_д + a_м2∙ n_д ² + a_м3∙ n_д ³.

Коэффициенты а_м определяются отдельно для корректорного и регуляторного участков внешней скоростной характеристики (см. Приложение 1).

Тогда

М_св -  = a _м0 + a _м1 ∙ n _д + a _м2 ∙ n _д ² + a _м3 ∙ n _д ³ - = 0.

Значения n _д , соответствующие точке «входа» для каждого выбранного передаточного отношения находятся путем решения кубического уравнения

a_м3∙ n_д³+ ( a_м2 - ) n_д²+ a_м1∙ n_д + a_м0 = 0.                 (7)

Если зависимость М_св= f ( n _д ) аппроксимируется полиномом второй степени, уравнение (7) превращается в квадратное (a _м3 = 0).

Определенный интерес для анализа характеристики совместной работы двигателя и ГТР представляет режим работы в точке перехода на участок регуляторной ветви. Значение λ_н при этом определяется из уравнения (6) для = M_{св N}, n _д = n _{д N}. Остальные параметры ГТР находятся графически по безразмерной характеристике, либо аналитически, используя, например, метод линейной интерполяции по двум соседним точкам. В этом случае значение функции y ( x_i )  для некоторой точки, лежащей внутри интервала x_{i -1} и x_{i +1} при известных значениях y_{i -1} и   y_{i +1} находится из выражения

y_i = y _i-1 + (y _i+1 - y _i-1) ∙ (x _i-1 - x _i) / (x _i-1 - x _i+1) .

Иногда на входной характеристике дается зависимость удельного расхода топлива от частоты вращения вала двигателя.

Примерный вид характеристики совместной работы двигателя и ГТР представлен на рис.4.2.

По взаимному расположению парабол нагружения и кривой момента М_св= f ( n _д ) можно оценить правильность выбора параметров D _а и u _р проектируемой передачи с точки зрения выполнения требований совместной работы двигателя и ГТР.

    

Рис.4.2. Характеристика совместной работы двигателя и ГТР

 

Совместная работа двигателя и гидропередачи на транспортной машине должна обеспечивать выполнение следующих требований:

1.Использование номинальной мощности выбранного двигателя.

Требование выполняется, если точка «входа» для М_{св N} лежит внутри пучка парабол нагружения. Обеспечивается выбором параметров D _а и u _р.

2.Наилучшее использование приспособляемости двигателя для расширения скоростного рабочего диапазона и уменьшения числа передач ДКП.

Требование выполняется полностью, если весь корректорный участок внешней характеристики двигателя лежит внутри пучка парабол нагружения. Для конкретного двигателя обеспечивается рациональным выбором модели ГТР и параметров D _а и u _р.

Предварительную приближенную оценку пригодности выбранной модели по использованию приспособляемости двигателя при работе на внешней характеристике можно сделать, использую величину расчетного коэффициента прозрачности ГТР:

.

Здесь  - коэффициент приспособляемости двигателя по частоте, П – прозрачность ГТР.

Если расчетный коэффициент прозрачности выбранного ГТР равен коэффициенту приспособляемости двигателя  k _дв, то при работе передачи возможно использование всего корректорного участка характеристики двигателя, при П_р< k _дв скоростной диапазон двигателя используется не полностью, при П_р>k_дв наряду с корректорным будет использоваться и регуляторный участок. Следует отметить, что при использовании комплексного ГТР расчетный коэффициент прозрачности увеличивается в силу того, что гидромуфта обладает прямой прозрачностью.

Анализ характеристик реальных двигателей и ГТР показывает, что выполнение условия П_р k_дв возможно только для комплексных передач. На транспортных машинах, оборудованных ГМКП, преимущественное распространение получили комплексные ГТР, имеющие прямую прозрачность.

3.Высокие средние скорости движения машины и движение на максимальной скорости по хорошей дороге с преодолением подъемов 2-4% без снижения скорости.

Требование выполняется, если мощность двигателя определяется с учетом преодоления подъема на максимальной скорости, а парабола нагружения для _max имеет точку «входа» на регуляторной ветви.

4.Возможность длительной работы в тяжелых условиях движения без перегрева рабочей жидкости гидропередачи.

Требование обеспечивается рациональным выбором числа передач в ДКП.

5.Работу двигателя (по возможности) на экономичных режимах расхода топлива.

Требование можно обеспечить, выбрав значения параметров D _а и u _р таким образом, чтобы точки «входа», соответствующие наиболее высоким значениям КПД ГТР, располагались в области минимального удельного расхода топлива. Однако в этом случае могут не выполняться прочие требования. Поэтому такой подход к выбору параметров D _а и u _р следует применять только в особых случаях. 

6.Рациональное использование всережимного регулятора для облегчения управления скоростью движения машины.

Выполняется, если параболы нагружения имеют точки «входа» на регуляторной ветви характеристики двигателя. Обеспечивается выбором параметров D _а и u _р.

7.Устойчивую работу двигателя на внешней характеристике при «стоповом» режиме.

Выполняется, если пучок парабол нагружения располагается правее точки М_{д М}. Обеспечивается выбором параметров D _а и u _р.

 

---

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 510; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!