Передаточное отношение <11ср = п/пкп, где пкп — частота вращения движущих колесных пар.
С увеличением частоты вращения колес гидроаппаратов уменьшаются размеры и масса передачи. Частота вращения коленчатого вала дизеля ограничена диапазоном 750—-1500 об/мин. Поэтому, как правило, между дизелем и насосным валом гидропередачи устанавливают повышающий редуктор (пара зубчатых колес), имеющий передаточное отношение ;'„,, -— п/пилс и коэффициент полезного действия т)„р = = 0,98—0,99. Очевидно, ijlp будет составным элементом [СПхдля всех типов гидропередач. Значения [кп и цс„ зависят от схемы силовой цепи на каждой ступени скорости и характеристик гидроаппаратов в пределах ступени. Рассмотрим типичные случаи.
Скорость и сила тяги тепловоза при работе на гидромуфте и наличии коробки скоростей определяются так:
0ст=0,1880ки/|;пр(-гм(г-Мр)/ор], (3.18) ^кст = 19,62УИр/пр(1мр)7-|орт)прТ1Гм (т)мр)ЯорТ1к/£>к. (3.19)
где г'гм = «тур/Пнас — передаточное число гидромуфты; !рр (г'мр)./, 'ор — передаточные числа повышающего редуктора, коробки скоростей на /-и ступени осевого редуктора; T]IIP, (т|мр)7-, i|op — к.п.д. соответственно повышающего редуктора, коробки скоростей и осевого редуктора; г\к — к.п.д. спарников или карданного вала.
К.п.д. гидромуфты т|гм определяют по тяговой характеристике гидромуфты.
К. п. д. механической части передачи определяют по схеме передаточного механизма тепловоза, учитывая, что зацепление пары цилиндрических колес имеет к.п.д. 0,98—0,99, а пары конических колес — 0,95—0,98. Для спарников или карданных валов т]к = 0,98-^0,99. К. п. д. всего тепловоза при работе на гидромуфте ц = Ле'П.ф'ПгмХ Х(т]мрЬ ЛорЛк.
При работе на гидротрансформаторе и наличии коробки передач скорость и сила тяги определяются следующим образом:
ист—0,188 DK n/iap 1ГТ (г'мрЪ- 'ор; (3.20) FK C1. = 19,62 Mf> /Ilp /гт (<Mp)j<op т)прЛгт('Пмр)ЯоР т|к/7?„. (3.2!)
Передаточное число гидротрансформатора определяют из соотношения 1ГТ = яТур/Янас>. гДе "тур и ^нас — частота вращения соответственно турбинного и насосного колес. Их находят по характеристике гидротрансформатора в рабочем диапазоне скоростей; к.п.д. гидротрансформатора т)гт соответствует взятым лнас и птур на его характеристике; остальные обозначения аналогичны принятым для гидромуфты. При этом к.п.д. всего тепловоза t\ = т)ет)прт)гт (т]Ыр)ЯорЧк-
При силовой схеме, состоящей из одного гидротрансформатора и двух гидромуфт, порядок работы ступеней следующий: трогаются с места и движутся с низкой скоростью при включенном гидротрансформаторе, на средних скоростях — движутся на первой гидромуфте и при высоких скоростях — на второй гидромуфте.
Для определения скорости и силы тяги на ступени гидротрансформатора можно воспользоваться формулами (3.20) и (3.21).
Скорость и сила тяги на ступени первой гидромуфты:
11ГМ1=0,188Окя/;пр('ГМ1''мрг'оР; (3.22) FK гм1~(1/О„)-19,62 /Ир('прг'мр;орт]ПрТ]ГЫ1 ЛмрЛорЛк- (3.23)
Скорость и сила тяги на ступени второй гидромуфты определяют аналогично, подставляя вместо «ГМ1 и Г)ГМ1 соответственно ггм2 и т]ГМ2. К', п. д. тепловоза при работе на гидротрансформаторе:
%г ЧеПпрЛгтЛмрПпр'Пк- (3-24) 3 Зак. 225! 65
При работе тепловоза на ступени первой или второй гидромуфты к. п. д. тепловоза можно определить по формуле 3.24, заменив tirT соответственно на г\гм1 или г)ГМ2.
Приведенные типичные сочетания гидромашин и механических редукторов в силовой передаче позволяют определить тяговые характеристики любого тепловоза. Для примера на рис. 3.9 показаны тяговые характеристики тепловоза ТГМЗА, гидропередача которого состоит из двух гидротрансформаторов и одной гидромуфты.
Во всех случаях для определения параметров совместной работы заданного дизеля и гидроаппаратов М, п, irT, r\TT, irM, г)гм используют совмещенные характеристики дизеля М (п) и гидротрансформатора (Мт, Т1гт) = ф [—— ] или гидромуфты (М„, пн, ЛГМ)=/(ИТУР). Ограниче-
V 'гт /
ния силы тяги, области использования гидротрансформаторов и гидромуфт, скорости переключения ступеней гидропередачи определяются характеристиками гидроаппаратов. Наибольшая сила тяги по передаче равна силе тяги по сцеплению при расчетной скорости и номинальной мощности дизеля за вычетом мощности на вспомогательные нагрузки т. е. FKmav = 1000gol)Kmcu = 3600We(iriCI]l/Up. Минималь-
ная сила тяги обычно соответствует наибольшей скорости на прямом участке при полном использовании мощности дизеля, т. е. /Гкт1п== = 3600 Afe(3r)cn/umax. Естественно, что предельные тяговые характеристики тепловозов соответствуют внешним характеристикам гидроаппаратов, которые являются для них ограничивающими, так как приняты для наибольшей допускаемой частоты вращения насосного вала.
Число ступеней силовой передачи определяется соотношениями ишах/1>р тепловоза и передаточных чисел t'min/tmax гидропередачи. Скорости тепловоза при переключении ступеней определяются числом ступеней гидропередачи. Так как каждая ступень передачи представляет собой агрегат с присущими ему характеристиками, то возникают ограничения силы тяги в пределах ступеней. Например, гидротрансформатор при трогании поезда с места развивает наиболь-
шую силу тяги, его коэффициент трансформации К = Л4турШ нас = = 4ч-6, что удовлетворяет условиям тяги. Однако с ростом скорости УИтур резко снижается и при птур//гнас = 1 он равен нулю. Большим значениям К. соответствует низкий к.п.д. Вначале к.п.д. возрастает, при /гтур/пнас= 0,5-f-0,55 он достигает максимума, затем уменьшается и при лтур/лнас = 1 он также равен нулю.
Отсюда следует, что гидротрансформатор не способен передавать мощность с высоким к.п.д. в широком диапазоне скоростей. Поэтому область его использования ограничена изменением момента от МТП1аХ до Л4тур = Мн, что соответствует изменению птур//гнас от 0 до 0,5— 0,55. Иногда диапазон его использования ограничен минимально допустимым к. п. д.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.