Исследование рабочих процессов в гидродинамическом трансформаторе (ГТР) и их влияние на энергосбережение в тракторе
Исследование работы комплексного ГТР, его внутренняя автоматичность. План скоростей движения жидкости на выходе из турбинного колеса при большой нагрузке. Автоматическое бесступенчатое регулирование передаточного числа трансмиссии, имеющей ГТР.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.07.2018 |
| Размер файла | 817,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Исследование рабочих процессов в гидродинамическом трансформаторе (ГТР) и их влияние на энергосбережение в тракторе
Ефимов М.А.
Петриков И.А.
В статье исследована работа комплексного ГТР и его внутренняя автоматичность. Показано что с изменением нагрузки на трактор автоматически изменяется крутящий момент на турбинном колесе, а в комплексном ГТР, кроме того, происходит автоматический переход с одного режима работы в другой. В результате этого оптимизируется производительность трактора.
The paper studies the complex work of GAD and its internal automaticity. It is shown that a change in the load on the tractor automatically adjusts the torque to the turbine wheel, and in the complex GAD, moreover, there is an automatic transition from one mode to another. As a result, this optimizes the performance of the tractor.
Как известно, комплексный ГТР, в зависимости от количества направляющих аппаратов и муфт свободного хода (МСХ), может работать в двух или трех режимах в зависимости от нагрузки.
МСХ устроена таким образом, что при повороте направляющего аппарата ГТР против часовой стрелки он оказывается неподвижным и ГТР работает в режиме трансформации крутящего момента. При повороте НА по часовой стрелке МСХ освобождает НА и ГТР работает в режиме гидромуфты. Направление вращения направляющего аппарата зависит от направления движения жидкости, поступающей из турбинного колеса, которое, в свою очередь, зависит от нагрузки на трактор.
Рисунок 1. План скоростей движения жидкости на выходе из турбинного колеса при большой нагрузке.
Рассмотрим как изменяется план скоростей движения жидкости на выходе из турбинного колеса в зависимости от нагрузки на трактор. На рисунке 1 показан план скоростей для большой нагрузки. МСХ схематично заменена стержнем - стенкой. Вектор переносной скорости UT2 на выходе из турбинного колеса направлен по касательной к окружности в точке 1. Вектор относительной скорости WТ2 направлен по касательной к профилю лопатки в точке 1. Величина вектора UT2 зависит от частоты вращения турбинного колеса n2. При большой нагрузки на турбинное колесо Т частота вращения турбинного колеса n2 небольшая и следовательно вектор скорости UT2 также небольшой (см. рисунок 1). Вектор скорости WT2 зависит от секундного расхода жидкости в межлопаточном пространстве, который всегда постоянен. Следовательно, величина вектора скорости WT2 не зависит от частоты вращения n2 и тоже постоянна. На самом деле, жидкость на выходе из турбинного колеса движется с абсолютной скоростью VT2, величину и направление которой получают путем векторного сложения двух векторов скоростей UT2 и WT2.
Как видно из рисунка 1, при большой нагрузке вектор скорости VT2 направлен на направляющий аппарат против часовой стрелки и направляющий аппарат неподвижен.
Рисунок 2. План скоростей движения жидкости на выходе из турбинного колеса при малой нагрузке.
При уменьшении нагрузки на турбинное колесо, частота вращения n2 увеличивается и план скоростей движения жидкости на выходе из турбины изменяется (см. рисунок 2). Вектор переносной скорости UґT2 увеличивается, что приводит к изменению направления вектора абсолютной скорости движения жидкостиVґT2, который направлен теперь на направляющий аппарат по часовой стрелке. Направляющий аппарат освобождается муфтой свободного хода и ГТР переходит в режим работы гидромуфты. Перевод работы с режима трансформации крутящего момента в режим гидромуфты позволяет расширить рабочую зону ГТР и увеличить его КПД. Для трактора это дает повышение его производительности и позволяет уменьшить количество передач в механической части трансмиссии. Все это в целом направлено на ресурсосбережение и повышение эффективности работы трактора.
ГТР обладает внутренней автоматичностью, благодаря которой он получил широкое применение на тракторах.
Для раскрытия сущности внутренней автоматичности ГТР на рисунке 3 представлен план скоростей движения жидкости на входе в турбинное колесо и на выходе из него. Как известно из теории лопаточных машин крутящий момент на турбинном колесе М2 равен разности моментов количества движения секундного расхода жидкости на выходе из турбинного колеса и на входе в него, что записывается в виде следующей формулы
Рисунок 3. План скоростей движения жидкости на турбинном колесе.
(1)
где :RT1 и RT2 - плечи векторов абсолютных скоростей движения жидкости на выходе VT2 из турбинного колеса и на входе в него VT1 соответственно.
Q - секундный расход жидкости, движущейся в межлопаточном пространстве турбинного колеса, л/с.
p - плотность жидкости.
На рисунке 4 показаны планы скоростей движения жидкости на выходе из турбинного колеса при малой (рис. 4а) и большой нагрузки (рис. 4б)
С увеличением нагрузки на турбинное колесо частота вращения n2 уменьшается, что приводит к уменьшению вектора переносной скорости на выходе из турбинного колеса UґT2. Вектор абсолютной скорости VґT2 и плечо RґT2 автоматически увеличиваются, что приводит к увеличению произведения VґT2•RґT2 и крутящего момента Мґ2 в формуле (1).
Следовательно при увеличении нагрузки на турбинное колесо крутящий момент М2 также увеличивается (М2М2).
В этом и заключается сущность внутренней автоматичности ГТР.
Рисунок 4а. План скоростей Рисунок 4б. План скоростей при малой нагрузке при большой нагрузке
Автоматическое бесступенчатое регулирование передаточного числа трансмиссии, имеющей ГТР, позволяет эксплуатировать двигатель внутреннего сгорания в наивыгоднейшем режиме, при котором он развивает максимальную эффективную мощность. Это, в свою очередь, обеспечивает максимальную производительность работы трактора, облегчает трактористу управление двигателем и в целом трактором, снижает утомляемость оператора, что дополнительно повышает производительность трактора. Опытом эксплуатации установлено, что применение ГТР повышает производительность трактора примерно на 30%.
гидродинамический трансформатор турбинный бесступенчатый
Литература
Ефимов М. А. Основы теории бесступенчатых передач тракторов. г..Орёл, 2001 г.
Ефимов Михаил Александрович, к.т.н., профессор кафедры «ЭМТП и тракторы» ОрёлГАУ. 302019, г. Орёл, ул. Генерала Родина, 69, т. 76-17-54.
Петриков Иван Александрович, студент ОрёлГАУ, 302019, г. Орёл, ул.Генерала Родина, 69
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет ступени центробежного насоса с осевым входом жидкости, с назад загнутыми лопатками. Построение треугольников скоростей на входе и выходе из рабочего колеса, параметры и основные размеры ступени. Переход на другую частоту вращения ротора насоса.
контрольная работа [205,6 K], добавлен 15.02.2012Регулярная характеристика дизеля для колесного трактора. Максимальная угловая скорость вала двигателя. Передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей. Максимальная крюковая сила на каждой передаче при максимальном крутящемся моменте.
контрольная работа [45,8 K], добавлен 19.01.2011Конструкция и принцип действия поршневых эксцентриковых насосов, их применение для преобразования механической энергии двигателя в механическую энергию перекачиваемой жидкости. Применение гидромеханической трансмиссии на сельскохозяйственном тракторе.
контрольная работа [3,7 M], добавлен 08.07.2011Коробка скоростей (коробка передач) - механизм для ступенчатого изменения передаточного числа. Принцип осуществления переключения скоростей. Выбор посадки с зазором. Расчет размерной цепи и посадок подшипников качения. Параметры резьбовых соединений.
методичка [1,5 M], добавлен 06.08.2013Определение рабочих параметров гидравлической сети с насосной системой подачи жидкости. Исследование эффективности дроссельного и частотного способов регулирования подачи и напора. Расчет диаметра всасывающего, напорного трубопровода и глубины всасывания.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 01.12.2013Принцип работы систем автоматического регулирования. Определение передаточного коэффициента динамического звена. Построение кривой переходного процесса методом трапецеидальных вещественных характеристик. Оценка показателей качества процесса регулирования.
курсовая работа [830,2 K], добавлен 17.05.2015Определение передаточного отношения и разбиение его по ступеням, окружных и угловых скоростей зубчатых колес и крутящих моментов на валах с учетом КПД. Материал и термообработка зубчатых колес. Кинематический и геометрический расчет зубчатой передачи.
курсовая работа [54,1 K], добавлен 09.08.2010Определение наименьшего числа зубьев. Исследование шарнирно-рычажного механизма. Расчет скоростей и угловых ускорений звеньев механизма. Определение усилий в кинематических парах. Исследование кривошипно-ползунного механизма. Построение схем и графиков.
курсовая работа [126,8 K], добавлен 25.07.2013Численное исследование силового взаимодействия газовой струи и несжимаемой жидкости через контактную поверхность. Физико-математическое моделирование кислородно-конвертерного процесса. Влияние управляющих параметров (давления и температуры в газопроводе).
дипломная работа [2,5 M], добавлен 18.02.2011Описание работы гидропривода и назначение его элементов. Выбор рабочей жидкости, скорости движения при рабочем и холостом ходе. Определение расчетного диаметра гидроцилиндра, выбор его типа и размеров. Вычисление подачи насоса, давления на выходе.
курсовая работа [232,2 K], добавлен 20.01.2015Составление уравнений геометрических связей, определение законов движения звеньев механизма, скоростей, ускорений. Определение скоростей точек и угловых скоростей звеньев с помощью мгновенных центров скоростей. Основные теоремы составного движения точки.
курсовая работа [456,2 K], добавлен 12.10.2009Понятие оптимальных скоростей движения жидкости в гидролиниях. Особенности выбора жидкости для гидросистем. Методика расчета простых и разветвленных гидролиний, а также их параллельных соединений. Специфика построения напорной и пьезометрической линий.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 21.01.2010Техническая характеристика радиально-сверлильного станка модели 2В56. Расчет скоростей, передаточного числа, мощности и крутящих моментов. Определение геометрических параметров колёс. Расчет зубчатой передачи коробки скоростей. Определение реакций опор.
курсовая работа [1006,9 K], добавлен 11.05.2015Сила давления жидкости на плоскую стенку и цилиндрические поверхности. Виды и режимы движения жидкости в гидроприводе. Элементы и принцип работы роторных гидромашин. Назначение и дросельное регулирование гидрораспределителей, виды гидроусилителей.
шпаргалка [24,5 K], добавлен 17.12.2010Расположение передаточного отношения отдельных ступеней механизма по возрастанию от двигателя до входного вала. Расчет модуля для ступени механизма редуктора, конической пары на выходе, относительной толщины колеса. Разложение механизма на группы Ассура.
контрольная работа [272,0 K], добавлен 29.06.2012Разработка и компоновочные схемы токарных многоцелевых станков. Привод главного движения. Обработка фасонной поверхности с помощью копира. Управление фрикционными муфтами с помощью кулачка. Регулирование подачи с помощью конуса Нортона и гидропривода.
реферат [902,3 K], добавлен 02.07.2015Описание и принцип работы гидравлической схемы. Определение давлений в полостях нагнетания, слива и силового цилиндра гидропривода. Расчет диаметра трубопровода и скорости движения жидкости. Определение КПД привода при постоянной и цикличной нагрузке.
курсовая работа [964,2 K], добавлен 27.01.2011Основные характеристики планетарных зубчатых редукторов; определение передаточного числа двигателя, мощности на входе и на выходном валу редуктора; расчет к.п.д. в режимах постоянного числа оборотов двигателя и постоянного значения выходного момента.
лабораторная работа [40,5 K], добавлен 28.06.2013Принцип действия и схема привода автокрана. Определение мощности гидропривода, насоса, внутреннего диаметра гидролиний, скоростей движения жидкости. Выбор гидроаппаратуры, кондиционеров рабочей жидкости. Расчет гидромоторов, потерь давления в гидролиниях.
курсовая работа [479,5 K], добавлен 19.10.2009Расчет недостающих размеров и кинематическое исследование механизма, построение плана скоростей для заданного положения. Определение угловых скоростей, планов ускорений, угловых ускорений и сил полезного сопротивления, параметров зубчатого зацепления.
курсовая работа [103,5 K], добавлен 13.07.2010
