РЕГУЛИРУЕМЫЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ПРИВОД ДЛЯ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ

1

• Авторы
• Файлы

Малясов В.В. Лазуткина Н.А. Лодыгина Н.Д. Алексеев А.Н. Статья в формате PDF 104 KB В современном трaнcпортном машиностроении достаточно широко применяется гидро­динамический привод. Стремление к повышению эффективности и надежности определило основные направления его дальнейшего совершенствования: использование простых конструктивных схем с двумя гидротрaнcформаторами (ГТР) и общим для них турбинным валом; использование конструкций с гидравлическим реверсом вместо механического; применение гидроторможения; упрощение управления приводом.

Такое качественное совершенствование особенно необходимо для приводов трaнcпортных машин (ТМ), работающих в напряженных условиях, когда установившиеся режимы работы привода пpaктически отсутствуют. Но процессы гидроторможения и реверса требуют регулирования привода как по частоте вращения входного вала, так и по степени наполнения полости пускового ГТР рабочей жидкостью.

При таких режимах работы хаpaктеристики ГТР могут быть определены только экспериментально с использованием критериев Эйлера Рейнольдса  Фруда

Как показали результаты экспериментального исследования ГТР Т522 [1], при гидроторможении в режиме противовращения турбинного и насосного колес хаpaктеристики моментов колес могут быть определены с использованием одного, основополагающего критерия Эйлера в виде зависимости для коэффициентов моментов

 

где ρ - плотность рабочей жидкости; ω_н , r_2н угловая частота и радиус выхода насосного колеса; Р_а - давление в рабочей полости ГТР.

По критериям Рейнольдса и Фруда режимы работы ГТР оказались автомодельными.

Таким образом, хаpaктеристика тормозного момента М_Т на турбинном колесе ГТР и колесах ТМ может быть получена различным сочетанием частот вращения насосного n_н , турбинного n_Т колес и давления Р_а жидкости в рабочей полости ГТР. Это означает регулирование степени наполнения рабочей полости ГТР в зависимости от частоты вращения вала двигателя и (или) скорости движения ТМ. Такое регулирование должно быть достаточно экономичным и эффективным в смысле получения высоких значений момента М_Т , но исключающих перетор-маживание и юз колес ТМ.

В современном трaнcпортном машиностроении используются гидродинамические приводы (турборедукторы фирмы Voith) мощностью 250...1170 кВт, обеспечивающие гидроторможение при скоростях до 40 км/ч. В них пусковые ГТР переднего и заднего хода снабжены расположенными снаружи сливными клапанами. Эти клапаны либо не регулируются и ограничивают только максимальное давление Р_{а max} в полости ГТР, либо регулируются в зависимости от скорости движения ТМ (частоты n_T вращения турбинного колеса), а частота n_н вращения несоосного колеса (вала двигателя) остается постоянной при гидроторможении (Патент ФРГ №1755916 кл. В61Н 11/06), [2].

По авторскому свидетельству СССР №500099 М. кл² В61С 9/18, с целью упрощения конструкции и повышения экономичности гидроторможения, пусковые ГТР переднего и заднего хода снабжены позиционными устройствами, которые связаны со сливными клапанами и контроллером двигателя. Открытие сливных клапанов зависит только от позиции контроллера, т.е. от частоты вращения вала двигателя (насосного колеса ГТР).

Такая неизменная и односторонняя зависимость открытия сливных клапанов снижает степень наполнения полости ГТР рабочей жидкостью и экономичность гидроторможения. Возможен также перегрев рабочей жидкости.

Универсальным, более эффективным и надежным является устройство для регулирования тормозной мощности по АС СССР №996245 М. кл2 В61С 9/18, В61Н 11/06. В нем при регулировании тормозной мощности взаимодействуют все три параметра n_н , n_T, P_a : при высоких скоростях движения ТМ сразу же значительно снижается частота n_н вращения насосного колеса и открывается большое сечение сливного клапана, уменьшающее давление Р_а в полости ГТР. С уменьшением в процессе гидроторможения частоты n_T вращения турбинного колеса (скорости ТМ) работа устройства происходит в обратном направлении - уменьшается сечение слива клапана и увеличивается частота пн вращения насосного колеса ГТР (вала двигателя). Корректировка сечения сливных клапанов переводит работу ГТР на большие значения давления Р_а и более высокую экономичность при всех скоростях движения ТМ. Кроме того, параметры процесса подбираются так, чтобы обеспечить расположение тормозных хаpaктеристик в зоне, близкой к ограничению тормозной мощности по теплоотводу и по сцеплению колес ТМ, что повышает надежность работы ТМ.

Развитием такого способа регулирования процесса гидроторможения является его применение в гидрореверсивной передаче с блоками пускового и маршевого ГТР для каждого направления движения ТМ (АС СССР ₍₁₉₎ SU ₍₁₁₎ 1579818 А1 (51)5 В61С 9/00, 9/18).

С целью реализации устройства регулирования тормозной мощности были использованы экспериментальные зависимости для коэффициентов моментов на колесах ГТР Т522.

На рисунке величина пропорциональна критерию Эйлера и составляет .

Полученные зависимости позволяют рассчитать тормозную хаpaктеристику ТМ и определить параметры ее регулирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Тресков Ю.П., Малясов В.В. Хаpaктеристики двухступенчатого гидротрaнcформатора в режиме противовращения. «Вестник машиностроения», 1973, №10.
2. Keller Rolf. Das Turbowendegetriebe, eine Vollhydraulische Losung aller Aufgaben einer Rangier - Lokomotive. «Motortechnishe Zeitschrift», 32, №6, 1971.

---