Выбор количества и типов гидроаппаратовдля проектной гидропередачи. Определение активного диаметра кругов циркуляции

1 ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА И ТИПОВ ГИДРОАППАРАТОВДЛЯ

ПРОЕКТНОЙ ГИДРОПЕРЕДАЧИ

На тепловозах и дизель поездах, как правило, применяют многоциркуляционные гидродинамические передачи, состоящие из двух или трех гидроаппаратов (ГА). В качестве гидроаппаратов используются гидротрансформаторы (ГТР) и гидромуфты (ГМ). На первой (пусковой), ступени скорости передачи применяют лишь ГТР, на второй и третьей - как ГТР, так и   ГМ.

Количество и типы гидротрансформаторов для проектной гидропередачи (ГП) рекомендуется выбирать, исходя из следующих соображений:

- один ГТР обеспечивает заданную экономичность ( > 80 %) работы передачи в диапазоне скорости движения тепловоза 25-30 км/ч, зная конструкционную скорость движения локомотива, легко определить количество гидротрансформаторов в проектной передаче.

- подбор гидроаппаратов для совместной работы в много циркуляционной передаче осуществляется путем совмещения экономических характеристик гидроаппаратов η =ƒ(i) при условии, что к. п. д. передачи во всем скоростном диапазоне работы тепловоза будет не ниже 80 %.

К числу пусковых ГТР обычно относят те, у которых оптимальное передаточное отношение i^* при η_маx находится в пределах i^* – 0,3…0,6; для маршевых ГТР i^* = 0,6 ... 1,2. В качестве пускового ГТР по заданию принят гидротрансформатор Л217. В качестве ГТР второй  (маршевой) ступени выбираем ТП500М. В качестве ГТР третьей  (маршевой) ступени – ТО9.

На рисунке 1 показано совмещение экономических характеристик η =ƒ(i)  трех ГТР для совместной работы в передаче локомотива. Для получения максимального к. п. д. необходимо выполнение условия η ≥ 0,8.

Гидропередача включает в себя три последовательно работающих ГТР. Пусковой ГТР  и ГТР второй  (маршевой) ступени имеют различные переда-точные числа, поэтому  передают вращающий момент через одну пару шесте-рен. ГТР третьей  (маршевой) ступени передает вращающий момент через свою пару шестерен.

η,%

                                       ГТР-1                  ГТР-2                     ГТР-3

 

Рисунок 1 – Выбор типов ГТР для совместной  работы в передачи  локомотива.

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ КРУГОВ ЦИРКУЛЯЦИИ ГИДРОАППАРАТОВ

2.1 Определение активного диаметра кругов циркуляции

Активный диаметр проектируемого по методу подобия ГА определяется по формуле

                            D_a=,                                          (1) где М_еном – вращающий момент на валу дизеля при номинальном режиме его работы, Нм; определяется по внешней скоростной характеристике дизеля; М_еном = 14000 Нм.

    β – доля затрат мощности дизеля на вспомогательные нужды тепловоза (из задания); β = 0,07;

    η_пр – к. п. д. повышающего редуктора; η_пр= 0,985;

γλ – коэффициент. характеризующий энергоемкость ГА ;

n_eном– частота вращения вала дизеля при номинальном режиме его работы, об/мин ( определяется по справочной   литературе);    n_eном = 1000 об/мин;

i_пр – передаточное отношение повышающего редуктора;

где n_н – частота вращения вала насосного колеса, принимается по заданию.

Для ГТР Л217 активный диаметр круга циркуляции

D_a =

Для ГТР ТП500М активный диаметр круга циркуляции

Для ГТР Т09 активный диаметр круга циркуляции

D_a =

2.2 Определение основных геометрических размеров кругов циркуляции

При определении геометрических размеров кругов циркуляции ранее определенный активный диаметр принимается за единицу, а все остальные геометрические размеры кругов циркуляции даны в долях величины активного диаметра в приложении. Круги циркуляции приведены на чертеже в масштабе.

3 РАСЧЁТ УСЛОВИЙ СОВМЕСТНОЙ РАБОТЫ ДИЗЕЛЯ И ГИДРОАППАРАТОВ ПРОЕКТНОЙ ГИДРОПЕРЕДАЧИ

При совместной работе на тепловозе дизель и работающий ГА образуют единую систему, равновесное состояние которой определяется энергетическим балансом .

В связи с тем, что между дизелем и главным валом гидропередачи, как правило, устанавливают повышающий редуктор, из баланса вращающих моментов можно определить величину момента насосного колеса, приведенную к валу дизеля:

                                               (2) или подставляя,

                                 (3)

окончательно получим.

                                     (4)

3.1 Согласование характеристик дизеля и ГТР

Для определения степени «прозрачности» гидротрансформатора, воспользуемся формулой:

                                                (5)

где М_Hj   – крутящий момент (или энергетическая характеристика) насосного колеса при j-ом передаточном отношении;

М_Hmax – крутящий момент (или энергетическая характеристика) насосного колеса при максимальном передаточном отношении.