Устройство и рабочий процесс гидромуфты

 

Основными элементами гидрамуфты являются два соосно установленных лопастных колеса — насосное и турбинное, а также корпус, подшипники и другие детали.

 

На осевом разрезе гидромуфты (рис. а) показаны насосное колесо Н, турбинное колесо Т и корпус гидромуфты К. Лопастные колеса имеют однотипную

 

конструкцию,   представляющую    собой    половину

 

торообразной полости с плоскими радиально расположенными лопатками (рис. в).

 

Насосное колесо Н приводится во вращение двигателем с угловой скоростью ω_{1 .} Жидкость, находящаяся в межлопастном пространстве насосного колеса, раскручивается вместе с ним и центробежными

 

силами отбрасывается от оси вращения к периферии колеса (от точки 1 к точке 2 на рис. б). Частицы жидкости приобретают кинетическую энергию и скорость в направлении движения этого колеса. В окрестностях точки 2 (см. рис. а) жидкость перемещается с насосного колеса Н на турбинное колесо Т.

 

В межлопаточном пространстве турбинного колеса Т частицы жидкости воздействуют на его лопатки и заставляют вращаться с угловой скоростью ω ₂. Вращаясь вместе с турбинным колесом, частицы жидкости постепенно отдают ему кинетическую энергию, полученную в насосном колесе. При этом они перемещаются от периферии колеса к его оси вращения (от точки 2 к точке 1 на рис. а). В окрестностях точки 1 жидкость переходит с турбинного колеса Т на насосное колесо Н. Далее рабочий процесс повторяется, т. е. жидкость циркулирует в межлопаточном пространстве колес по замкнутому контуру с расходом Q.

 

70

На рис. б - условная развертка колес гидромуфты- показана траектория движения одной частицы жидкости. Она перемещается вдоль плоской лопатки насосного колеса от точки 1 к точке

 

2. В точке 2 она «срывается» с насосного колеса, имея абсолютную скорость v₂ и с такой же скоростью v₂ «ударяет» в точке 2' по лопатке турбинного колеса. Далее частица жидкости перемещается вдоль лопатки турбинного колеса от точки 2' до точки 1 ' и в точке 1 ' уходит с турбинного колеса, имея абсолютную скорость v₁. В точке 1 эта частица попадает в межлопаточное пространство насосного колеса с такой же абсолютной скоростью v₁. Далее рабочий процесс повторяется.

В гидромуфте вращающие моменты М₁ на насосном и М₂ на турбинном колесах всегда одинаковы - сумма моментов, приложенных к гидромуфте извне равна нулю:

 

 

Момент сопротивления М_с вызван трением в узлах гидромуфты – из-за трение вращающихся колес о воздух - можно пренебречь.

 

 

Передаваемый гидромуфтой момент М изменяется в зависимости от соотношения угловых скоростей ω ₁ насосного и ω ₂ турбинного колес.

 

 

Из графиков М=f(i) на рис. следует, что при малых i передаваемые моменты значительны, причем зависимость М=f(i) может иметь максимум (линия II на рис.) или не иметь его (линия I). При больших передаточных отношениях i передаваемый момент М уменьшается, а при i →1 резко падает до нуля.

 

Зависимость М=f(i) при ω ₁=const называется характеристикой гидромуфты. Характеристика гидромуфты включает зависимость ее КПД от передаточного отношения, т. е. η=f(i)

 

При i →1 резко падает передаваемый момент (см. рис.) и при i = i _р он оказывается соизмеримым с моментом сопротивления М_с, КПД гидромуфты резко падает — участок EF на графике η=f(i).

 

Режим максимального КПД гидромуфты (95...98 % — точка Е на рис.) принято считать расчетным. Момент сопротивления Мр и передаточное отношение i_р, соответствующие этому режиму cчитать расчетными.

 

Скольжение безразмерный кинематический параметр,определяется отношением разностиугловых скоростей насосного и турбинного колес к скорости первого из них:

 

 

Используется при анализе работы гидромуфт, на режимах со значительной разностью частот вращения насосного и турбинного колес.