Понятие о гидродинамических передачах

Для получения плавного разгона и улучшения динамических качеств транспортных машин в трансмиссиях иногда применяются гидравлические агрегаты, например гидравлические муфты (рис. а). К фланцу ведущего вала 1 (например, коленчатого вала двигателя) прикреплен кожух 2, с которым жестко связано насосное колесо, а с ведомым валом 5 — турбинное колесо 3. Насос и турбина выполнены с радиальным расположением лопаток. Гидравлическая муфта заполняется на 85 …90 % полного объема специальной жидкостью (например, маловязким минеральным маслом).

Если при неподвижном ведомом вале ведущий вал с насосом начнет вращаться, то жидкость, заполняющая насос, также будет вращаться вместе с ним и одновременно под действием центробежной силы будет перетекать от внутреннего края лопаток к наружному, как показано стрелками на рисунок а. При перетекании жидкости от внутреннего края лопаток насоса к наружному абсолютная скорость движения жидкости увеличивается, возрастает и ее кинетическая энергия.

Попадая на лопатки турбины, жидкость движется от наружного края лопаток к внутреннему. Скорость движения жидкости уменьшается, часть ее кинетической энергии передается лопаткам турбины, вследствие чего при некотором числе оборотов насоса турбина начинает вращаться в направлении вращения насоса. Таким образом, вращающий момент от вала насоса будет передаваться к валу турбины. При малом числе оборотов произойдет значительное отставание вращения турбины от вращения насоса, или так называемое проскальзывание. По мере увеличения числа оборотов проскальзывание уменьшается, а КПД гидравлической муфты возрастает (до 0,97). В гидравлической муфте момент на турбине равен моменту на насосе.

Рис. Схемы гидродинамических агрегатов:
а — гидромуфта; б — гидротрансформатор; в — комплексная гидропередача; 1 — ведущий вал; 2 — кожух; 3 — турбинное колесо; 4 — насосное колесо; 5 — ведомый вал; 6 — реактор; 7 — муфта свободного хода; А, АI, АII — реакторы; Мн, Мт — вращающие моменты на насосе и турбине

Если между турбиной и насосом установить невращающееся лопаточное колесо (реактор) 6, то получится гидротрансформатор (рис. б), который характеризуется тем, что вращающий момент на турбине Мт может превышать вращающий момент на насосе Мн. Изменение момента на турбине от максимального значения до значения, равного моменту на насосе, происходит автоматически. Однако КПД гидротрансформатора ниже КПД гидромуфты.

Если реактор (один или несколько) установить на муфте 7 свободного хода, получится комплексная гидропередача (рис. в), которая может работать в режиме гидротрансформатора (когда реактор заклинен и не вращается) или гидромуфты (когда реактор расклинен и свободно вращается). Гидропередача позволяет получить положительные свойства на каждом режиме.