Відповіді на екзаменаційні питання № 1-88 дисципліни "Гідродинамічні машини і передачі" (Основне рівняння лопатевих гідромашин. Режими роботи гідродинамічної передачі), страница 32

Розглянемо деякі внутрішні характеристики ГДТ. До них належать, наприклад, характеристики Н, Q, åhВТ = f(w2, ) за w1 = const; характеристика HTH = f(Q) за w1 = const та інші. При цьому кожній точці зовнішньої характеристики ГДТ відповідає точка внутрішньої характеристики.Це взаємовідношення однозначно і дозволяє розглядати зовнішню характеристику ГДТ в залежності від його внутрішніх параметрів. Залежність НТН = f(Q) за     w1 = const показана на рис.2.

Теоретичні характеристики насосу являють собою пряму, яку можна описати рівнянням      

HTH = A1 w1 – A2 w1Q,                                                 (1)

де A1, A2 – сталі коефіціенти, які залежать, в основному, від заданих геометричних параметрів лопатевих коліс.

Залежності HTT = f (Q) за w1 = const наведені на рис. 3 і побудовані за рівнянням

HTT = A3 w2 – A4 w22 + A5 w2 Q                                               (2)

де A3, A4, A5 – також сталі коефіціенти, які залежать, в основному, від заданих геометрічних параметрів лопатевих коліс.

Залежності HTH, HTT = f (w2) за сталими w та Q, які показані на рис. 4, побудовані з урахуванням виразів (1) та (2). Вираз (2) за умовою w1 = const та  Q = const можна навести у вигляді

HTT = A6 w2 – A4 w22 ,                                  (3)

де А6 = А3 + А5Q.

На рис. 5 показана залежність гідравлічного ККД ГДТ h2 = f (w2) за

w1 = const та Q=const.

Гідравлічний ККд

,                              (4)

тобто крива h2 = f(w2) являє собою параболу.

Зовнішня характеристика ГДТ, яка наведена ДСТУ 2404-94, має вигляд (рис. 7).

Найчастіше зовнішню характеристику наводять у вигляді залежностей

M1, M2, h від  та w2 за сталими w1, r, де моменти M1 та M2 відносяться до вхідної та вихідної ланок ГДТ. Як відзначалось вище, моменти M1 та M2 відрізняються від гідравлічних крутних моментів на лопатевих колесах MH та MT на величину втрат моментів від дискового тертя і механічного опору в ущільненнях, підшипниках, механізмах вільного ходу та інших вузлах ГДТ. Ураховуючи те, що значення M1 та M2 від  та w2 в основному визначаються характером залежностей MH та MT від  та w2 для простоти рекомендують використовувати значення моментів на лопатевих колесах MH та MT.

Теоретична повна зовнішня характеристика ГДТ (рис. 8) може бути побудована з використанням їх рівнянь

     (7)

та

          (8)Аналізуючи рівняння (7), можна зробити висновок, що момент MH явно не залежить від  та є квадратичною функцією величини Q, яка для різних типів ГДТ по-різному змінюється у залежності від  (рис. 6), тому можна припустити, що у загальному випадку момент МН буде змінюватись при зміні .

Якщо припустити, що Q не залежить від  (що є слушним, наприклад, для ГДТ з осьовим турбінним колесом), то в цьому випадку МН=const і також не залежить від  (рис. 8) за даною wН = const. Таким чином, якщо є конче потрібним створити ГДТ із сталим (або таким, що мало змінюється) моментом МН, то величина Q повинна бути сталою за будь-яких режимів його роботи.

Аналіз рівняння (8) показує, що момент МТ явно залежить та є квадратичною функцією величини Q. Якщо припустити, що Q = const для всіх  та урахувати знак ctgbT2, то пряма лінія моменту МТ пройде так, як показано на рис. 8.

60. Комплексні ГДТ

ГДТ має максимальне значення ККД (коефіцієнта корисної дії) тільки на одному режимі. Якщо зменшення ККД в зоні малих передатних відношень і  допустимо, так як на цих режимах коефіцієнт трансформації К > 1 і поліпшуються   тягові   якості   машини,   то   зменшення  ККД  в  зоні  великих і(і > і*) є невиправданим та небажаним, тому що на цих режимах ГДТ працює в сприятливих умовах завдяки низьким значенням опору (навантаження). В комплексному ГДТ збільшити ККД при і > і* можна шляхом розблокування жорсткого зв’язку реактора з корпусом. Реактор починає вільно обертатися в потоці рідини і не сприймає реактивний момент, а ГДТ працює як ГДМ, ККД якої досить високий при великих передатних відношеннях. У більшості комплексних ГДТ зміна режимів ГДТ та ГДМ здійснюється автоматично, залежно від умов роботи передачі, при цьому використовується звичайна властивість ГДТ змінювати знак моменту на реакторі при ік = 1 (МН = МТ). Для ГДТ момент МТ = МН  МР.  В  точці  А (рис. 1)  МР = 0, ліворуч точки А — МР > 0, праворуч — МР < 0.