Определяют механический к. п. д. трансмиссии по формуле

Тр

ПОД

Или в общем виде

где (к — передаточное число механизмов с переключаемыми шестернями (коробка пе-
редач, раздаточная коробка, ходоуменьшитель, увеличитель крутящего момента и др.);
!д.п—передаточное число механизмов с шестернями постоянного зацепления.

Для общего случая работы трактора—буксировки агрегатируемой
машины и привода ее механизмов — мощность, развиваемая дви-
гателем трактора, подводится к ведущим колесам и валу отбора мощ-
ности. Крутящие моменты, передаваемые двигателем собственно транс-
миссии Л1_к.т и валу отбора мощности М„._в в сумме составляют крутя-
щий момент двигателя:

N,

(78)

М_к = М_кт + М_к

По аналогии с формулой (75) можно записать:

(79)

где М_иом — крутящий момент, подведенный к валу отбора мощности; i_BOm — переда-
точное число привода вала отбора мощности; г|_Пр — механический к. п. д., учитываю-
щий потери на трение в приводе вала отбора мощности.

Если подведенную к ведущим колесам мощность обозначить Л'_под,
а потери мощности при передаче ее от двигателя к ведущим колесам
N_Tp, то отношение мощности Л'_Под к сумме мощностей N_n од и N_Tp даст
к. п. д. трансмиссии:

ЛГ_ТР -I- iv_n

(80)

^вом ^к.в'вом Лпр>

Эти рассуждения справедливы и для вала отбора мощности:

jV»

(81)

N

пр

Ппр =

■ мощность,

где N_Пр — потерн мощности в приводе к валу отбора мощности;
подведенная к ВОМ.

Из формул (80) и (81) следует, что потери мощности при переда-
че ее от двигателя к ведущим колесам и к валу отбора мощности

= ^Л'поД %р) Лтр N ВОМ (1 — *1пр) Чпр

(82) (83)

N.

тр

N пр =

Механизмы вала отбора мощности (детали привода, редуктора,
муфты и др.) рассчитываются на передачу максимально возможной
мощности, что необходимо при стационарной работе с полной загруз-
кой (дождевальные установки позиционного действия и др.).

Механический к.п.д. трансмиссии зависит от потерь на трение в
зубчатых передачах, в опорах и сальниковых уплотнениях; взбалтыва-
ния, вязкости и количества масла; условий смазки трущихся деталей;
частоты вращения валов и окружных скоростей шестерен; нагрузки и
некоторых других факторов (рис. 207). При увеличении загрузки
к.п.д. трансмиссии возрастает (рис. 207,а). Если при этом уровень
масла более нормы (рис. 207,6), к. п. д. трансмиссии падает. Повыше-
ние скорости движения трактора увеличивает механические потери в
трансмиссии (рис. 207, в). К. п. д. трансмиссии с повышением темпера-
туры картерного масла в определенных пределах повышается. При
этом абсолютное значение к. п. д. с увеличением скорости движения ав-
томобиля падает (рис. 207,г).

Для уменьшения потерь на внутреннее трение масло должно иметь
возможно низкую вязкость во всем диапазоне рабочих температур.

= (84)

где t)i, т)2 — соответственно к. п. д. цилиндрической н конической пар шестерен; пи пг —
соответственно число пар цилиндрических н конических шестерен; 5 — коэффициент,
определяющий, какую часть номинального крутящего момента двигателя М_к._н состав-
ляет крутящий момент холостого хода двигателя М_к._х. Значение этого коэффициента
лежит в пределах 0,03—0,05 и определяется по характеристике двигателя.

		Пгр-f	ад

20 <t0 60 80 а

Рнс. 207. Влияние различных факто-
ров на к. п. д. траисмнссни:

V 1. 0. 0.8 0,6 ОЛ 0.2

в —загрузки двигателя; б —загрузки дви-
гателя при различных уровнях масла: 1 —
уровень нормальный; 2 — уровень выше
нормы на 25 мм; в —скорости движения;
г — температуры масла: / — движение без
нагрузки; 11— движение с нагрузкой;
/ — скорость 20 км/ч; 2 — скорость 30 км/ч;
3 — скорость 40 км/ч.

		/
					щ	•п

''TP 0.9 0,7 0.5

за 50 ^ 70 90 N_BH°/₀

	1ТР=П	У)/""

1т_Р 0,950 0.325 0.900 0.875

!	5	7	в	9
	Л
'У	V	<
2	г

¹щ

0.9 0.8 0.7

V,HM/4

	I
/у;			r-f(t)
2

0,7

0,5

К. п. д. цилиндрических шестерен принимают равным 0,985—0,99,
а конических — 0,975—0,98.

На величину потерь мощности в трансмиссии большое влияние
оказывает ее техническое состояние (изношенность шестерен, подшип-
ников, сальниковых уплотнений), применение рекомендуемых сортов
масел, поддержание нормального уровня смазки, соблюдение перио-
дичности замены масла.

§ 4. Гидромеханические трансмиссии

Трансмиссия трактора (автомобиля) с механической и гидравли-
ческой передачей называется гидромеханической. Она является бессту-
пенчатой, так как обеспечивает бесступенчатое изменение передаточ-
ного числа.

Гидравлическая передача представляет собой гидродинамический
преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором
преобразование крутящего момента осуществляется кинетической
энергией жидкости, циркулирующей в замкнутом контуре.

Рис. 208. Гидротрансформатор трактора Т-330: / — корпус; 2 — зубчатая муфта; 3 — насос; 4 — турбина; 5. 8, 15 — шариковые подшипники; 6, 14 — фланцы насосного колеса; 7 — роликовый подшипник; 9 — фланец карданной передачи; 10 — уп- латнительные кольца; 11 — лабнриит; 12 — насос подпитки; 13 — картер; 16 — втулка; 17 — ось реактора; 18— муфта свободного хода; 19 — хвостовик; 20 — вал; 21— реактор; 22 — маховик.

19 А. М. Гуревич, Е. М.. Сорокин 289

Гидротрансформатор (ГТР) на примере трактора Т-330 размеща-
ется в корпусе 1 (рис. 208), прикрепленном к кожуху маховика 22 дви-
гателя, и состоит из трех основных частей: колес насоса 3 турбины 4,
реактора 21 с лопатками, роликовой муфты свободного хода 18. Фла-
нец 14 насосного колеса прикреплен болтами к хвостовику 19, поме-
щенному свободно во втулке 16. Зубчатая муфта 2 соединяет насос с
маховиком. Опорами насоса впереди служит втулка 16, прикрепленная
к маховику^ сзади — роликовый подшипник 7, установленный внутрен-
ней обоймой на неподвижной оси реактора 17, а внешней во фланце 6
насосного колеса. Турбина 4 помещена внутри замкнутого объема на-
соса на шариковых подшипниках 15 и 8. На заднем конце вала 20 тур-
бины закреплен фланец 9 карданной передачи, соединяющий ГТР со
ступенчатой коробкой передач.

Реактор 21 установлен в шариковых подшипниках 5 на неподвиж-
ной оси 17 и связан с ней через роликовую муфту свободного хода 18.

Проходы между лопатками насоса, турбины и реактора образуют
заполненную рабочей жидкостью полость, называемую кругом цирку-
ляции.

Для обеспечения нормального состояния рабочей жидкости слу-
жит система подпитки и охлаждения, включающая насос подпитки 12,
картер 13 с заборником, систему каналов и масловоздушный радиатор
(на рисунке не показан). Рабочая жидкость подается в ГТР под давле-
нием по каналу а и отводится из него по каналу б оси реактора в ра-
диатор. Уплотнительное кольцо 10 препятствует утечке жидкости из
круга циркуляции, лабиринт 11 и маслосгонная резьба на фланце 9 пре-
дупреждают утечку жидкости из корпуса 1.

В ГТР размеры колес и формы лопаток насоса, турбины и реакто-
ра подобраны так, чтобы частота вращения ведомого вала 20 турбины
в рабочем диапазоне была меньше, а крутящий момент на этом валу
больше, чем на валу двигателя.

При вращении насоса в режиме преобразования крутящего момен-
та рабочая жидкость под действием центробежной силы перемещается
вдоль его лопаток и, попав на лопатки турбины, приводит ее во враще-
ние. Из турбины жидкость попадает на лопатки реактора. Реактор
неподвижен — его вращению противодействуют ролики муфты свобод-
ного хода 18. В реакторе вращательное движение жидкости меняет
свое направление на противоположное и передает насосу крутящий мо-
мент, дополнительный к крутящему моменту двигателя. Этим воздей-
ствием реактора на поток жидкости достигается преобразующее дейст-
вие ГТР, и крутящий момент на валу 20 турбины возрастает, достигая
суммы моментов насоса и реактора. При малых нагрузках момент со-
противления вращению турбины снижается, а частота вращения воз-
растает. Жидкость поступает на лопатки реактора под измененным уг-
лом, и создаваемый им момент уменьшается, а следовательно, снижа-
ются моменты на валах насоса и турбины. Когда падение нагрузки
достигнет определенного предела, выходящий из турбины поток жидко-
сти будет действовать на лопатки реактора в направлении вращения
насоса и турбины, поэтому ролики муфты свободного хода расклинива-
ются, и реактор начинает свободно вращаться на подшипниках 5: ГТР
переходит на режим работы гидромуфты.

Рассмотренный ГТР является трехколесным, одноступенчатым,
так как имеет три колеса и одну турбину (одну ступень). Он называ-
ется комплексным. так как может выполнять |ie только основную
функцию преобразователя крутящего момента, но и работать в качест-
ве гидромуфты. Для более высокого преобразования крутящего момен-
та на автомобилях применяют двух- и трехступенчатые ГТР с двумя
или тремя турбинами.

Конструкция турбины влияет на основные параметры ГТР. В одно-
ступенчатых ГТР различают турбины центробежного, осевого и цент-
ростремительного типа. Последняя использована в рассмотренном
ГТР. Центростремительные турбины превосходят осевые и центробеж-
ные по к. п. д., но несколько уступают им по преобразующим свой-
ствам.

Преобразование крутящего момента ГТР оценивается коэффици-
ентом трансформации, который представляет отношение крутящего
момента турбины к крутящему моменту насоса.

Передаточное отношение ГТР определяется как отношение часто-
ты вращения вала турбины к частоте
вращения вала насоса. Возника-
ющие при работе гидротрансформатора
гидравлические потери оцениваются
к. п. д., равным отношению мощности на
валу турбины к мощности на валу на-
соса.

По характеру взаимодействия ГТР с
двигателем различают непрозрачные и
прозрачные ГТР. У непрозрачного ГТР
изменение нагрузки на валу 20 турбины
не влияет на изменение нагрузки насоса,
а следовательно, на режим работы дви-
гателя. В прозрачном ГТР (легковые ав-
томобили) имеет место взаимное влияние нагрузки турбины на на-
грузку насоса и, следовательно, работу двигателя.

График к. п. д. и коэффициента трансформации (k_rT) в зависимо-
сти от передаточных отношений называется характеристикой гидро-
трансформатора (рис. 209). Из характеристики видно, что прн возрос-
шем сопротивлении движению скорость машины снижается, обороты
турбины падают. Наибольшего значения k_TT достигает при заторможен-
ной турбине (точка Б). Точка А кривой r\n=f(in) дает максимальное
значение к. п. д. гидротрансформатора (0,85—0,88). Оптимальные зна-
чения к. п. д. лежат в узком интервале передаточных отношений. Для
полного и экономичного использования мощности двигателя гидро-
трансформатор при работе с низким к. п. д. переводится на режим гид-
ромуфты или блокируется, участвуя только в передаче крутящего мо-
мента. На характеристике переход гидротрансформатора в режим гид-
ромуфты соответствует точкам В и В'.

§ 5. Гидрообъемные трансмиссии

Трансмиссия трактора (автомобиля) с гидрообъемным преобра-
зователем называется гидрообъемной. Гидрообъемная трансмиссия яв-
ляется бесступенчатой.

В гндрообъемном преобразователе движение от одного рабочего
элемента к другому передается замкнутым объемом жидкости, давле-
ние которой определяется внешней нагрузкой. В отличие от скоростно-
го напора жидкости в гидравлических передачах здесь используется ее
статический напор. Примером простейшей гидрообъемной машины мо-
жет служить масляный насос системы смазки двигателя.

Основными рабочими элементами гидрообъемного преобразовате-
ля служат насос 3 (рис. 210) и гидромотор
6, соединенные между собой трубопровода-
ми. Насос 3 связан с коленчатым валом
двигателя, а гидромотор непосредственно
или через промежуточную передачу — с ве-
дущими колесами трактора. Рабочая жид-
кость, заполняющая систему (обычно это
масло), циркулирует (показано стрелками)
в замкнутом контуре: насос — трубопрово-
ды — гидромотор.

Поступившее в гидромотор масло при-
водит во вращательное движение выходной
вал и создает момент, необходимый для
привода ведущих колес.

Рис. 210. Схема гидрообъемно- го преобразователя:

7 — насос для подпитки системы; 2 — фильтр; 3 — насос неременной производительности; 4 — сливной клапан; 5 — клапаны; 6 — гидромо- тор; 7 — бак.

Насос /, фильтр 2, клапаны 5 и бак 7
обеспечивают постоянную циркуляцию мас-
ла в замкнутом контуре и образуют систему
19* 291

питания. Благодаря сливному клапану 4 поддерживается постоянство
рабочего давления в системе.

Гидрообъемные преобразователи имеют общие и отличительные
особенности в сравнении с гидротрансформаторами. К общим свойст-
вам относятся бесступенчатое регулирование скорости движения, сил
и моментов и способность автоматически предохранять детали машин
от поломок при перегрузках.

Специфическими особенностями гидрообъемных преобразователей
являются реверсивность движения, то есть возможность изменять на-
правление поступательного или вращательного движения, и дистанци-
онность, или дальнодействие.

Узлы гидрообъемного преобразователя могут размещаться везде,
где удобно с точки зрения конструкции и выполняемого технологичес-
кого процесса.

Основные элементы гидрообъемного преобразователя насос — гид-
ромотор обратимы, как электрические машины, которые могут рабо-
тать и в режиме генератора и в режиме двигателя.

Гидрообъемные преобразователи обладают свойством преобразо-
вания различного вида движения, скорости, силы и крутящего момен-
та. В приведенной на рисунке 210 схеме преобразования вида движе-
ния не происходит: насос 3 и гидромотор 6 имеют вращательное дви-
жение. Однако у гидравлических подъемников автомобилей-самосва-
лов, навесных систем тракторов вращательное движение насосов пре-
образуется в поступательное движение штоков силовых цилиндров, в
гидравлическом приводе косилки вращательное движение вала насо-
са преобразуется в возвратно-поступательное движение ножа косилки
и т. д.

§ 6. Крутящий момент, передаточное число и к. п. д.

гидрообъемного преобразователя

(85)

(86)

Если на поршень гидромотора (насоса) действует сила Р (рис.
211), равная произведению давления р на рабочую площадь F, то при
своем движении от в. м. т. до н. м. т. на пути S он совершит работу

A~PS = pFS.

Так как произведение FS есть рабочий объем цилиндра q, то фор-
мула (85) примет вид

A = pq.

Если давление р выражено в МПа, а объем в литрах, то работа
поршня (Н-м)

Л= 10⁵р10~³<7= 10 ²pq.

Работу кривошипа подсчитывают так:

А — Т2пг = /И_РМ 2л,

где Т — окружное усилие, Н; М™ — крутящий момент гидромотора, Н • м.

(87)

(88)

Рис. 211. Схема действия сил на гидромотор.

Из формул (87), (88) следует:

В. МЛ Н.М.т.

L__ Ю² pq= 2зхМ_гм.

(89)

Если вал гидромотора имеет частоту
вращения п, его мощность (кВт) будет
равна

(90)

Произведение qn есть производитель

ность гидравлической машины, которую принято обозначать Q, л/мин,
поэтому формула (90) примет вид:

N

15,9 рд.

(91)

(92)

™ 600 •

Дата добавления: 2014-10-31