Відповіді на екзаменаційні питання № 1-88 дисципліни "Гідродинамічні машини і передачі" (Основне рівняння лопатевих гідромашин. Режими роботи гідродинамічної передачі), страница 24

При великих ковзаннях, коли S─>1 i i─>O  сила P1 стає більше сили Р2, та під дією різниці гідростатичних тисків, діючих в робочій та додатковій порожнинах, рідина починає перетікати в додаткову порожнину до тих пір, поки не установиться рівновісний стан, який визначає момент, що передає ГДМ. При зменшенні ковзання процес йде в зворотному напрямку. Поріг, установлений в робочій порожнині ГДМ, зменшує швидкісний  напір рідини “закиданої” насосним колесом до порогу при великих ковзаннях, і момент також зменшується. На цих режимах роботи кінетична енергія рідини перетворюється на теплову. Додаткова порожнина та поріг сприяють зменшенню коефіцієнту Кпер до 3,5...5.

Численні досліди обмежувальних ГДМ зі статичним самоспорожнюванням показали, що вони мають добру характеристику тільки при визначеному ступені наповнення. Зменшення або збільшення ступеня наповнення у порівнянні з оптимальним приводить до збільшення Кпер, й перешкоджає використанню ГДМ з двигунами різної потужності. ГДМ зі статичним самоспорожнюванням мають малу швидкодію на перехідних режимах роботи. Рідина з робочої порожнини в додаткову та назад перетікає при невеликому перепаді тиску, й тому швидкість перетікання мала. Це явище викликає різке підвищення коефіцієнта перевантаження (Кпер=10...12), наприклад, при різкому гальмуванні вихідного валу, та відсутності обмеження момента, який діє в системі машини.

Для поліпшення характеристики ГДМ були виконані всебічні та глибокі дослідження оптимальних форм та співвідношень об’ємів робочої та додаткової порожнин. В результаті було одержано, що поліпшенню характеристики ГДМ сприяє підрізка лопатей на вході до насосного колеса та на виході з турбінного колеса (штрихові лінії  на  рис. 3),  з  метою  утворення центральної безлопатевої порожнини. При малих ковзаннях центральна порожнина не заповнена рідиною. При великих ковзаннях після перебудови потік проходить через вільний простір без взаємодії з лопатями, тобто момент кількості руху потоку не змінюється.  Тому різка зміна форми потоку не викликає значного збільшення передаваного моменту, як в ГДМ без вільного простору.

Об’єм додаткової порожнини треба вибирати достатнім, для того щоб вмістилась рідина, яка витікає з робочої порожнини при великих ковзаннях. Рекомендовано вибирати співвідношення об’єму додаткової порожнини до повного об’єму ГДМ в межах 1...3, а відношення об’єму залишеного у ГДМ повітря до повного об’єму робочої порожнини не повинно бути менше 1/8, щоб уникнути небезпечного підвищення тиску усередині ГДМ під час температурного розширення. В ГДМ зі статичном самоспорожнюванням додаткова порожнина повинна бути з’єднана хоча б невеликими отворами з центром робочої порожнини для переливання рідини. Оскільки така ГДМ володіє здатністю обмежувати передаваний крутний момент при безмежному статичному навантаженні вихідної ланки, тобто спроможністю запобігати перевантаженню двигуна, то її використали в трансмісіях транспортних засобів і дали назву тягова запобіжна. На рис. 4 показані тягові запобіжні ГДМ. Точка А (рис. 4) на характеристиці відповідає нестійкій роботі ГДМ, яка є результатом перебудови потоку з малого круга циркуляції на великий , і навпаки.

Рис. 4. Обмежувальні ГДМ:

а — схема тягової ГДМ Фойт-Синклер та її самоспорожнювання; б — зміна момента у звичайній і обмежувальній ГДМ; в — схема тягової ГДМ Вулкан-Синклер і її самоспорожнювання; 1 — насосне колесо; 2 — турбінне колесо; 3 — канали, які сполучають робочу порожнину з додатковою порожниною 4; 5 — поріг

47. Баланс енергії в ГДМ

В общем случае баланс энергии ГДМ можно подать в виде формулы

NH = NT+Nвт ,                                 (22)

де NH – потужність, яка підведена до насосного колеса; NТ – потужність, яку знімають з турбінного колеса; Nвт – втрачена в ГДМ потужність.

Якщо прийняти до уваги, що NH = NTh, де h - коефіцієнт корисної дії ГДМ, то рівнянню (22) можна надати вигляд

(1-h)×NH = Nвт .