Совместная работа ДВС с ГТР

Мощность потребная для вращения насосного колеса

М_н=λ_н ρ_ж D⁵_гтрω²_н , λ_н = М_н /(ρ_ж D⁵_гтрω²_н) где:

λ_н – коэффициент насосного колеса;

ρ_ж – плотность рабочей жидкости;

D – активный диаметр ГТР;

При λ_н = cоnst(зависит от конструктивных параметров) ГТР непрозрачен.

При λ_н= f(i_гтр) ГТР прозрачен

Для непрозрачных ГТР зависимость М_н=f(n_н) характеризуется узким пучком парабол, которые заменяются обычно одной параболой, а у прозрачных – пучком парабол (рис.), ширина которых тем больше, чем выше коэффициент прозрачности П=λ_н0/ λ_нм (λ_нм – коэффициент насоса при μ=1; λ_н0 – при i_гтр =0)

При наличии ГТР - F_т рассчитывают по следующей формуле

F_т= М_нμu_тη_т/r_д

Параметры тягово-скоростных свойств: V_мах=f(ψ); i=f(V, f_а); j;τ_р;S_р определяются также, как и для АТС с механической трансмиссией.

С учетом потерь мощности в ГТР уравнение расхода топлива запишется в виде:

Q_s=g_е(N_д+N_в+N_и)/(36Vρ_тη_тη_гтр)= g_е(F_д+F_в+F_и)/(36000ρ_тη_тη_гтр)

Учитывая, что удельный расход топлива зависит от частоты вращения коленвала, то у АТС с ГТР { n=9,55Vη_т/(r_кi_гтр), а также, что ω_н=ω_т/i_гтр=ω_кu_т/i_гтр= Vu_т/(r_к i_гтр), можно записать:

λ_нμ/ i²_гтр= F_тr_дr²_к//(ρ_жD⁵_гтрV²u³_тη_т)

Характерной особенностью гидротрансформатора является изменение значения крутящего момента при его передаче от двигателя к трансмиссии. Свойства гидротрансформатора оцениваются его безразмерной характеристикой, которая представлена на рис. 5.4 (для сравнения штриховыми линиями показана характеристика гидромуфты).

Безразмерная характеристика представляет собой зависимости коэффициента полезного действия и коэффициента трансформации μ(k на рис. ) и коэффициента крутящего момента насоса λ_н от передаточного отношения гидротрансформатора i_гт.

Безразмерная характеристика гидротрансформатора определяется экспериментально. При этом коэффициенты полезного действия, трансформации и крутящего момента насоса используют в безразмерном виде.

Коэффициент трансформации характеризует стёпень увеличения крутящего момента, передаваемо го гидротрансформатором:

Коэффициент полезного действия гидротрансформатора характеризует его энергетические свойства.

Основным недостатком гидротрансформаторов является то, что они имеют значительно меньший КПД, чем ступенчатые механические коробки передач. Так, наибольшие значения КПД гидротрансформатора (0,85...0,92) достижимы только при оптимальном передаточном отношении (0,7... 0,8). При других передаточных отношениях, больших или меньших оптимального, КПД гидротрансформатора быстро уменьшается.

Коэффициент крутящего момента насоса гидротрансформатора λ_н определяет прозрачность гидротрансформатора, т. е. его свойство изменять нагрузку на валу насоса в зависимости от нагрузки на валу турбины.

Гидротрансформаторы могут быть прозрачными и непрозрачными.

При использовании непрозрачного гидротрансформатора изменение сопротивления движению автомобиля не влияет на режим работы двигателя (λ_н = соnst). В этом случае режим работы двигателя зависит только от качества горючей смеси, поступающей в его цилиндры.

У непрозрачного гидротрансформатора коэффициент трансформации составляет 3... 4, т. е. передаваемый крутящий момент увеличивается в 3—4 раза. Это преимущество непрозрачных гидротрансформаторов способствует их широкому применению на грузовых автомобилях большой грузоподъемности и на автобусах.

В случае применения прозрачного гидротрансформатора изменение сопротивления движению автомобиля вызывает изменение режима работы двигателя даже при постоянном количестве горючей смеси, поступающей в цилиндры (λ_н = соnst). При увеличении сопротивления движению угловая скорость насоса прозрачного гидротрансформатора и, следовательно, угловая скорость коленчатого вала двигателя автоматически уменьшаются, а крутящий момент двигателя возрастает. При уменьшении сопротивления движению угловая скорость коленчатого вала и скорость движения автомобиля с прозрачным гидротрансформатором автоматически увеличиваются.

У прозрачных гидротрансформаторов коэффициент трансформации составляет 2,2... 3,0, т. е. передаваемый крутящий момент возрастает в 2—3 раза. Поэтому прозрачные гидротрансформаторы получили большее распространение на легковых автомобилях.

Степень прозрачности гидротрансформатора определяется следующим отношением:

П = λ_н._мах / λ^/_н

где λ_н._мах — максимальное значение коэффициента трансформации крутящего момента насоса;

λ^/_н - значение коэффициента трансформации крутящего момента насоса при μ_гт = 1.

Если П = 1,0... 1,2, то гидротрансформатор непрозрачный. При П > 1,2 гидротрансформатор прозрачный.

Гидромуфта и ступенчатая механическая коробка передач являются прозрачными, так как полностью передают на коленчатый вал двигателя момент силы сопротивления, приложенный к трансмиссии

Чем больше прозрачность ГТР, тем больше диапазон режимов работы ДВС при неизменном положении дросселя. При трогании с места двигатель может работать на режиме мах. крутящих моментов, улучшающих интенсивность разгона. Однако применение ГТР несколько ухудшает характеристику разгона и повышает расход топлива, для устранения этих недостатков, обычно встраивают несколько понижающих передач и при переходе в режим работы с малым сопротивлением движению ГТР переходит в режим ГМ.

Дата добавления: 2014-01-07