Тягово-скоростные свойства и топливная экономичность автомобиля с гидромеханической трансмиссией. Особенности гидродинамических передач, страница 5

Скоростной и нагрузочный режимы работы двигателя определяются координатами точек пересечения характеристик М_к=f(n_д) и M_н=f(n_н). На рисунке 6.7 ,а показаны характеристики совместной работы двигателя и прозрачного гидротрансформатора, у которого на режиме трансформации момента λ_н изменяется в достаточно широких пределах λ_н0≥λ_н≥λ_н.м, а после перехода на режим гидромуфты в пределах λ_н.м≥λ_н≥0. Прозрачный ГТ обладает множеством нагрузочных характеристик. На графике изображено несколько парабол М_н=f(n_н), соответствующих дискретным значениям λ_нi и λ_i. Изображены также линии равных удельных расходов топлива двигателя g_дi=const, причем g_д1<g_д2<...<g_д6 Минимальный удельный расход топлива достигается в точке G скоростной характеристики двигателя, в точке В двигатель развивает максимальную мощность, а в точке С - максимальный момент.

Рисунок 6.7 - Характеристики совместной работы двигателя и гидротрансформатора: a - прозрачный гидротрансформатор; б - непрозрачный гидротрансформатор

Из рисунка 6.7, а следует, что двигатель с прозрачным гидротрансформатором на тяговом режиме может осуществлять совместную работу в любой точке, расположенной в области, ограничиваемой линиями АВCDЕF. Линия ВCD соответствует внешней скоростной характеристике двигателя, АВ - предельной регуляторной характеристике, ЕF - характеристике минимального холостого хода двигателя. Из графика видно, что применение прозрачного гидротрансформатора позволяет обеспечить высокий уровень использования мощности двигателя при разгоне автомобиля и высокую топливную экономичность при установившейся скорости движения на частичных скоростных режимах двигателя. Такое совмещение характеристик используют для легковых автомобилей. Следует отметить, что нагрузочная характеристика прозрачного ГТ, получаемая при λ_н.max, должна обязательно пересекаться с внешней скоростной характеристикой двигателя. Это обеспечит устойчивую работу двигателя в любых эксплуатационных условиях, исключит перегрузку двигателя и его остановку.

На тормозном и обратимом режимах коэффициент λ_н отрицателен, поэтому характеристики совместной работы двигателя и гидротрансформатора располагаются в области AFKL. Линия KL соответствует работе двигателя на тормозной характеристике.

У непрозрачного гидротрансформатора (рис. 6.7, б) λ_н=const, поэтому на графике совместной работы будет только одна парабола М_н=f(n_н). Если выбрать вариант нагрузочной характеристики, показанной сплошной линией, то можно использовать полную мощность двигателя. Координаты точек совместной работы будут расположены только на этой параболе в пределах от точки В до точки Е. Но она проходит далеко от точки G минимального удельного расхода топлива, поэтому частичные режимы работы двигателя будут неэкономичные. Вариант характеристики, обеспечивающей работу двигателя при минимальном удельном расходе топлива (отображен штриховой линией), лишает возможности полного использования мощности двигателя, что снижает показатели тягово-скоростных свойств автомобиля. Очевидно, что непрозрачный гидротрансформатор не позволяет в полной мере реализовать потенциальные возможности двигателя, поэтому применение его на автомобилях нецелесообразно.

После выбора гидродинамической передачи на основе теории подобия определяют активный диаметр. Для этого используется формула (6.9), из которой следует:

.                                      (6.10)

Если насосное колесо гидротрансформатора соединено непосредственно с валом двигателя, то М_н=М_к, ω_н=ω_д и n_н=n_д. Для определения D_а необходимо выбрать некоторую расчетную точку внешней скоростной характеристики двигателя и расчетную нагрузочную характеристику. Опыт проектирования гидромеханических передач показывает, что в большинстве случаев на начальном этапе проектирования в качестве расчетной принимают нагрузочную характеристику гидротрансформатора, соответствующую переходу на режим гидромуфты, т.е. при λ_н.р=λ_н.м, и эта характеристика должна проходить через точку внешней скоростной характеристики двигателя с координатами n_дМ_к. В этом случае формула (6.10) приводится к виду: