Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля с гидромеханической трансмиссией. Особенности гидродинамических передач, страница 3

Мощности на насосном и турбинном колесах определяются по формулам:

;                             (6.5)

.                              (6.6)

Если мощность положительна, то энергия отводится от ГП, а если отрицательна, то подводится к ней.

Согласно схемам на рисунке 6.4, различают следующие режимы работы ГП: а) тяговый режим: ;

б) тормозной режим:  (различают два случая: обгонный режим при  и режим противовращения при );

в) о6ратимыи режим: .

Рисунок 6.4 - Режимы работы гидродинамической передачи: а - тяговый; б - тормозной; в - обратимый

На тормозном режиме мощность ГП может значительно возрасти, поскольку энергия подводится как от двигателя, так и от ведущих колес автомобиля.

Обратимый режим характерен для ГМ. На этом режиме мощность передается от ведущих колес к двигателю, и двигатель переходит на тормозной режим. У ГТ при этих условиях возникает тормозной обгонный режим.

6.3. Безразмерные характеристики гидродинамических передач

Свойства ГП полностью определяются безразмерными характеристиками λ_н=f(i), К_т=f(i), η_гп=f(i). На рисунке 6.5 приведены безразмерные характеристики гидромуфты, а на рисунке 6.6 – гидротрансформаторов – однореакторного и двухреакторного. Характеристики представлены только для тягового режима.

В свою очередь на тяговом режиме можно выделить следующие характерные режимы работы ГП: 1 - стоповый режим (i=1; λ_н=λ_н0; К_т=К_т0; η_гп=0); 2 - режим холостого хода или синхронного вращения (i=0; λ_н=0; К_т=1; η_гп=0); 3 - режим равенства моментов (i=i_м; λ_н=λ_н.м; К_т=1; η_гт=η_гм); 4 – режим максимального КПД (i=i*; λ_н=λ_н*; К_т=К_т*; η_гт=η_гт.nax); 5 - режим наибольшей нагружающей способности (λ_н=λ_н.max).

У ГМ реактор отсутствует, поэтому М_р=0. Тогда, согласно формуле (6.4), М_т=-М_н. Следовательно, К_т=1 при всех значениях i, а КПД, согласно формуле (6.3) η_гт=i.

Рисунок 6.5 - Безразмерная характеристика гидромуфты

КПД гидротрансформатора при малых и средних значениях передаточного отношения (в интервале 0≤i≤i_м) значительно выше, чем у гидромуфты и достигает максимума η_гт.max при некотором значении i*, которое находится в том же интервале (рис. 6.6, а). При этом коэффициент трансформации момента К_т>1, т.е. гидротрансформатор осуществляет преобразование не только угловой скорости, но и вращающего момента. В этом заключается его преимущество по сравнению с гидромуфтой. Однако с увеличением iпри i>i_м КПД простого гидротрансформатора с неподвижным реактором начинает резко снижаться (штриховая линия). Поэтому реактор снабжают муфтой свободного хода, которая при i>i_м освобождает его и он начинает свободно вращаться в потоке жидкости, а гидротрансформатор переходит на режим гидромуфты.

Рисунок 6.6 - Безразмерная характеристика гидротрансформатора: а - однореакторного; б – двухреакторного

Если реактор выполнить в виде двух раздельных колес (рис. 6.1, б), установив каждое из них на своей муфте свободного хода, то можно заметно повысить КПД при низких значениях i. Эти муфты разблокируются последовательно с увеличением i. Такой ГТ обладает одновременно характеристиками двух разных гидротрансформаторов и гидромуфты, что позволяет значительно расширить область высоких значений КПД (рис. 6.6, б). Такой ГТ называется nолuмерuческuм (двухреакторным).

Так как на режиме ГM преобразования момента не происходит, а работа ГT сопровождается непроизводительными потерями, то его целесообразно блокировать. Для этого используют фрикционную муфту, позволяющую сблокировать насосное и турбинное колеса (рис. 6.1, в).

При i→0 КПД гидротрансформатора быстро снижается, а при i=0 (стоповый режим) η_гт=0. Поэтому целесообразно ограничить используемый в обычных условиях эксплуатации диапазон изменения i. Эксплуатационный диапазон ГТ ограничивают величиной допустимого значения КПД η_гт.э (рис. 6.6, а). Обычно принимают η_гт.э=0,8. Соответствующее ему значение К_т находится в пределах 1,5-2,0, а i_э=0,4-0,5. Переход на режим гидромуфты обычно осуществляется при i_м=0,84-0,8, а при i>0,95 значение коэффициента момента насосного колеса быстро снижается, и ГТ переходит на режим холостого хода.