6.3.3. Сполучення характеристик дизеля і гідромеханічної трансмісії

тику зі стандартним запасом крутного моменту або з ділянкою постійної потужності. Характеристики гідропередач розрізняються залежно від передачі, а також усередині одного типу. Важливими параметрами, що впливають на сполучення, є прозорість і коефіцієнт трансформації гідропередачі, які можуть бути різними як для різного типу гідромуфт, так і для комплексних передач різної конструкції.

На рис. 6.7 наведені різні варіанти сполучення регуляторної характеристики дизеля з характеристикою гідромеханічної трансмісії.

Рис. 6.7. Характеристики спільної роботи дизеля з гідротрансформатором:

а – з непрозорою характеристикою; б – із прозорою характеристикою; ––– – з гідромуфтою; 1 – зона максимальної потужності; 2 – зона високої паливної економічності

У сполученні з механічною ступінчастою трансмісією двигун залежно від навантажувального режиму на валу муфти зчеплення може працювати в будь-якій крапці регуляторної характеристики. Робота дизеля в сполученні з гідродинамічною трансмісією відрізняється наступним. При всіх варіантах сполучення правою границею узгодження є залежність крутного моменту на насосному колесі від кутової швидкості вала при, а ліва - ця ж залежністьпри.Незалежно від значення крутного моменту (навантаження) на турбінному, колесі двигун буде працювати в зоні, обмеженої залежностями . На характеристиці моменту турбіни(рис. 6.5) це крайні крапки абсциси:і. Ліва границя відповідає 100% взаємному ковзанню коліс насосний і турбінного (стоповий режим), а права - повній відсутності ковзання. У реальних умовах експлуатації ці режими роботи зустрічаються вкрай рідко або відсутні.

В випадку непрозорої гідропередачі обидві залежності приісполучаються в одну. Це означає, щорегулятор двигуна виключається з роботи. Двигун працює в тому самому постійному швидкісному і навантажувальному режимі, позначеному крапкою перетинання регуляторної характеристики і характеристики незалежно від зміни зовнішнього навантаження. Регулювання крутного моменту на вихідному валу МТУ залежно від навантажувального моменту здійснюється тільки зміною кутової швидкості турбінного колеса.

Кожний варіант сполучення характеристик дизеля і гідромеханічної трансмісії має свої достоїнства. При узгодженні по першому варіанті, показаному на рис. 6.7,а максимально використається енергетичний потенціал двигуна, гідротрансформатор не випускає його з режиму зони 1 максимальної потужності незалежно від зовнішнього навантаження. При узгодженні сполучення характеристик по другому варіанті режим роботи двигуна не виходить за межі мінімального рому витрати палива , хоча при цьому дизель працює увесь час на коректорній ділянці регуляторної характеристики. Чим менше прозорість гідропередачі, тим вуже зона і вище паливна економічність або використання потужності двигуна в експлуатації залежно від ділянки регуляторної характеристики (зона 2 або 1), з яким сполучена характеристика гідротрансформатора.

Сполучення дизеля із прозорим гідротрансформатором (рис. 6.7,б) характерно тим, що може охоплювати великий діапазон роботи двигуна на регуляторній та коректорній ділянках регуляторної характеристики і забезпечувати повну реалізацію коефіцієнта запасу крутного моменту.

Таблиця 6.3. Характеристики МТУ дизель–гідромеханічна трансмісія

Примітка: за 100% показників і прийняті значення потужності й питомої витрати палива відповідному номінальному режиму роботи дизеля.

Показники роботи МТУ з різними типами гідропередач і різним сполученням характеристик наведені в табл. 6.3. Для оцінки властивостей МТУ прийняті наступні параметри:

діапазони регулювання крутного моменту й кутової швидкості вала турбінного колеса:

середнє значення потужності і питомої витрати палива, наведені до вала турбінного колеса і .

Індекс «т» відповідає режиму роботи МТУ при , а «тн» – режиму роботи при номінальній частоті обертання вала дизеля; ці режими роботи МТУ є граничними при розрахунку середніх значень потужності та питомої витрати палива. Залежності,івід кутової швидкості вала турбіни гідропередачі у відносних значеннях показані на рис. 6.8.

Рис. 6.8 Характеристика МТУ дизель–гідромеханічна трансмісія:

1 – гідротрансформатор з непрозорою характеристикою; 2 – гідротрансформатор з прозорою характеристикою; 3 – гідромуфта

Максимальна енерговіддача двигуна досягається при сполученні робочого режиму гідро трансмісії (починаючи з її ККД > 0,8), що володіє непрозорою характеристикою, із зоною максимальної потужності дизеля, включаючи у великій мері коректурну галузь регуляторної характеристики. Середня потужність у варіанті 1 вище на 5...8 %, варіант 2 відрізняється більше високої (на 2...5 %) паливною економічністю . При варіанті з спільної роботи дизеля та гідро трансмісії збільшуються діапазониібезперервного автоматичного регулювання крутного моменту і кутової швидкості в порівнянні з першим і другим варіантом відповідно на 10...15 і 30...40 %.

Слід зазначити, що розглянуті варіанти узгодження характеристик дизеля і гідромеханічної трансмісії є одними з можливих. При інших варіантах сполучення характеристик розглянуті параметри будуть приймати проміжні значення в порівнянні з наведеними в табл. 6.3.

У тракторах основним варіантом сполучення характеристик дизеля і гідромеханічної трансмісії прийнятий перший варіант, що забезпечує близьке до 100% використання потужності, двигуна незалежно від зовнішнього навантаження.

Розглянуті показники роботи справедливі для тих тракторів, у яких гідромеханічна трансмісія використається постійно. Іноді з метою підвищення паливної економічності встановлюють механізм, що блокує гідротрансформатор. Так, на сільськогосподарського тракторах гідротрансформатор використають, головним чином, при розгоні і тимчасовому перевантаженні двигуна. При роботі зі сталим навантаженням його блокують. У цьому випадку робота МТУ з гідропередачею не відрізняється від роботи МТУ з механічною східчастою трансмісією.