Рис. 2.14. Характеристики комплекса двигатель – гидротрансформатор – гребной винт в относительных координатах
Тяговая характеристика универсальной гидрозубчатой передач приведена на рис. 2.15. Видно, что максимальные КПД гидротрансформатора (кривая 1) обеспечиваются в довольно широком диапазоне передаточных отношений.
Работа через гидромуфту на передних ходах в условиях плавания судна в чистой воде (при отсутствии дополнительных сопротивлений) позволяет обеспечить высокие КПД всей передачи (точка б). Поскольку ледоколы 50÷70% всего эксплуатационного времени плавают в чистой воде, то повышение экономичности дизельной установки на подобных режимах имеет важное значение. Положительные качества универсальной гидрозубчатой передачи выявляются при рассмотрении парциальных режимов работы дизелей. На рис. 2.15 нанесены винтовые характеристики одновальной четырехмашинной установки: кривая I – винтовая характеристика при работе всех дизелей, кривая II – при работе двух двигателей и кривая III при работе одного дизеля. Из рисунка видно, что при отключении половины работающих двигателей более экономично использование гидротрансформатора, чем гидромуфты. В первом случае режим работы установки определяется точкой а. Во втором случае допустимые нагрузки определяются пересечением внешней номинальной скоростной характеристики по эффективному крутящему моменту (кривая 3) с винтовой характеристикой II (точка в).
Рис. 2.15. Тяговая характеристика универсальной гидрозубчатой передачи:
1 – 
; 2 – 
; 3 – внешняя
номинальная скоростная характеристика при работе части дизелей; 4 – характеристика
гидромуфты; 
– внешняя номинальная скоростная характеристика
при работе всех дизелей; 
– характеристика гидротрансформатора;
– характеристика гребного винта
Как указывалось выше, гидрозубчатая передача может оказаться эффективной в комбинированных установках. Рассмотрим в качестве примера одновальную дизель-газотурбинную установку с ВРШ (рис.2.16) [66], состоящую из маршевых дизелей 5, гидромуфт 4, двухскоростного суммирующего редуктора 3, редуктора 2, газовой турбины 1 и ВРШ 6. В подобной установке на ВРШ может быть передана либо эффективная мощность только дизелей или газовой турбины, либо суммарная эффективная мощность дизелей и газовой турбины.
|
Рис. 2.16. Комплексная характеристика
дизель – газотурбинной установки с ВРШ и гидрозубчатой передачей: I – внешняя
номинальная скоростная характеристика эффективного крутящего момента газотурбинной
установки и двух дизелей |
На экономических (маршевых) ходах судна эффективная мощность дизелей передается к ВРШ через гидромуфту и первую ступень суммирующего редуктора, которая имеет большее передаточное отношение, чем вторая (диапазон 1). Изменение скорости движения судна производится последующим увеличением частоты вращения коленчатого вала дизелей и шага ВРШ. По выходе дизелей на рабочий режим работы (точка а) мощность на валу будет равна
,
где 
– КПД гидрозубчатой
передачи при передаточном отношении 
.
При переходе на режим работы с газовой турбиной в суммирующем редукторе вводится в действие вторая ступень с меньшим передаточным отношением и одновременно снижаются частоты вращения коленчатых валов дизелей и уменьшается шаг ВРШ. Подключение ГТД осуществляется после синхронизации частоты вращения ротора ГТД и вала колеса суммирующего редуктора. После этого частоты вращения коленчатых валов дизелей повышаются до полной (диапазон 2) с установкой оптимального шага ВРШ.
При одновременной работе газовой турбины и дизелей мощность на гребном валу определяется следующим соотношением (точка А):
,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
; II – винтовая характеристика 
; III – внешняя номинальная скоростная
характеристика эффективного крутящего момента газотурбиной установки 
; IV – внешняя номинальная скоростная характеристика
эффективного крутящего момента двух дизелей 