Гидродинамический привод

В гидродинамическом приводе обязательными элементами являются гидродинамические муфты и гидродинамические трансформаторы. Их располагают между двигателем и исполнительным механизмом.

Гидромуфты имеют два рабочих колеса: насосное, соединенное с двигателем, и турбинное, связанное с исполнительным механизмом (ведомым валом) (рисунок 3.3).

При вращении насосного колеса рабочая жидкость за счет центробежных сил устремляется на периферию, вследствие чего в периферийной зоне создается повышенное давление, способствующее перетеканию жидкости в полость турбинного колеса, а в расположенной ближе к центру зоне создается разрежение, способствующее подсасыванию жидкости из полости турбинного колеса. В процессе перехода рабочей жидкости из насосного колеса в турбинное она воздействует на лопатки турбины, заставляя последнюю вращаться. Турбинное колесо отстает от насосного: . КПД зависит от угловой скорости и может достигать =0, 94 … 0, 97.

Гидромуфты (ГМ) не предназначены для преобразования величины и направления крутящего момента. Их располагают между ДВС и исполнительным механизмом. Они служат защитой ДВС от перегрузок, а также для автоматического бесступенчатого изменения скорости движения рабочего органа в зависимости от внешней нагрузки. Их используют также в качестве предохранительных муфт. В приводах с ГМ двигатель можно запускать без отключения трансмиссии. Рисунок 3.3 – Гидромуфта: 1 – входной вал (от ДВС); 2 – насосное колесо; 3 – турбинное колесо; 4 – выходной вал (на ИМ)

Гидротрансформаторы, помимо упомянутых ранее достоинств ГМ, обладают свойством автоматического бесступенчатого изменения передаточного числа в зависимости от момента сопротивления на турбинном колесе. Это свойство дает возможность использовать гидротрансформатор в трансмиссии трактора как коробки передач с бесступенчатым изменением передаточного числа. Однако при этом в трансмиссии должен быть установлен дополнительный механический редуктор для получения заднего хода.

Гидротрансформаторы (ГТ) (рисунок 3.4) имеют три рабочих колеса: насосное 3, турбинное 2 и реакторное 4. Последнее может быть установлено неподвижно или на обгонной муфте 5. При работе гидротрансформатора масло захватывается лопатками вращающегося насосного колеса 3, отбрасывается центробежной силой к наружной окружности и попадает на лопатки турбинного колеса 2. Благодаря создаваемому при этом напору колесо приводится в движение вместе с выходным валом 1. Затем жидкость поступает на лопатки неподвижно закрепленного реакторного колеса 4, изменяющего направление потока жидкости, и опять поступает в насосное колесо, непрерывно циркулируя по замкнутому кругу внутренней полости рабочих колес и участвуя в общем вращении с колесами. Рисунок 3.4 – Гидротрансформатор: 1 – выходной вал; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реакторное колесо; 5 – обгонная муфта; 6 – входной вал

Лопатки неподвижного реакторного колеса изменяют направление проходящего через него потока жидкости. На лопатках реактора возникает усилие, вызывающее появление реактивного момента. Таким образом, реактор дает возможность получать на валу турбинного колеса крутящий момент, отличающийся от момента, передаваемого двигателем.

ГТ классифицируют по ряду основных признаков:

1) по числу турбинных колес их разделяют на одноступенчатые и многоступенчатые. Одноступенчатые ГТ просты и экономичны. Для расширения диапазона эксплуатации с высоким КПД реакторное колесо устанавливают на обгонную муфту (рисунок 3.4). При этом передача может работать в режиме гидротрансформатора при неподвижном реакторном колесе и переходить в режим гидромуфты при его вращении. В ряде случаев комплексные гидропередачи выполняют с двумя реакторами.

2) в зависимости от направления потока жидкости различают ГТ с центростремительной, осевой и центробежной турбинами. На современных машинах применяют гидротрансформаторы только с центростремительной турбиной, которая располагается в рабочей полости ГТ точно напротив насосного колеса. В двух- и трехступенчатых ГТ различные ступени турбинных колес выполняют центробежными и центростремительными.

3) по влиянию нагрузки на валу турбины на режим работы насоса различают ГТ с непрозрачной и прозрачной характеристиками. У ГТ с непрозрачной характеристикой при изменении крутящего момента на турбинном колесе не меняется крутящий момент на насосном колесе, которое связано с валом двигателя. В результате двигатель работает в постоянном нагрузочном режиме. У ГТ с прозрачной характеристикой при изменении крутящего момента на турбинном колесе меняется крутящий момент на насосном колесе. Это позволяет изменять крутящий момент при изменении нагрузки на валу двигателя.

15 Гидрообъёмный привод

В объемном гидроприводе механическая энергия, вырабатываемая первичным двигателем (ДВС или электродвигателем), для удобства ее передачи вначале преобразуется в энергию потока рабочей жидкости, а затем вновь в механическую.

Преимущества гидравлического привода:

1) небольшие масса и габариты;

2) бесступенчатая регулировка скорости дает возможность повысить КПД приводного двигателя;

3) возможность получения больших (1000 и более) передаточных чисел;

4) преобразование вращательного в поступательное движение (и обратно);

5) малая инерция обеспечивает включение машины и регулирование рабочих движений за доли секунды, т. е. повышает производительность машины в целом.

Недостатки:

1) относительно высокая стоимость (качественный металл, высокая точность изготовлении при сборке и т.д.)

2) сложность эксплуатации (контроль за состоянием соединений, утечка рабочей жидкости и, как результат, потеря мощности);

3) необходимость специальных жидкостей для различных климатических условий;

4) снижение КПД при использовании длинных трубопроводов;

5) высокие динамические нагрузки из-за быстродействия;

В его состав входят:

1) гидронасосы, создающие один или несколько потоков рабочей жидкости и имеющие устройства для их регулирования;

2) гидродвигатели (гидромоторы и гидроцилиндры);

3) устройства коммутации потоков энергии (гидрораспределители и гидроклапаны);

4) соединительные линии (трубопроводы, рукава высокого давления, коллекторы);

5) вспомогательные устройства гидравлического привода не основных рабочих механизмов (выносных опор и др.);

6) устройства для кондиционирования рабочей жидкости (фильтры, кондиционеры, баки);

7) устройства для подпитки гидронасосов и гидродвигателей.

Объемные гидроприводы классифицируют по ряду признаков:

1) по конструктивному признаку – открытые (сливная магистраль сообщается с атмосферой) и закрытые, имеющие небольшой подпор жидкости на сливе (0, 2-0, 3 МПа), созданный дополнительным насосом;

2) по виду энергопреобразования – шестеренные, поршневые, пластинчатые;

3) по регулируемости параметров – регулируемые, ступенчато и непрерывно регулируемые, нерегулируемые;

4) по характеру движения выходного звена – с возвратно-поступатель­ным (гидроцилиндры), с вращательным (гидродвигатели) и возвратно-пово­ротным движением;

5) по назначению – основные и вспомогательные;

6) по системе управления – с ручной, электрической, гидравлической и электрогидравлической системой управления;

7) по количеству генерируемых потоков жидкости – одно-, двух-, трех- и четырехпоточные.