Коэффициент полезного действия для трансмиссии

Коэффициент полезного действия (КПД) — формулы и расчеты

Что такое коэффициент полезного действия, его определение по формуле

Электродвигатель и другие механизмы выполняют определённую работу, которая называется полезной. Устройство, функционируя, частично растрачивает энергию. Для определения эффективности работы применяется формула ɳ= А1/А2×100%, где:

  • А1 — полезная работу, которую выполняет машина либо мотор;
  • А2 — общий цикл работы;
  • η — обозначение КПД.

Показатель измеряется в процентах. Для нахождения коэффициента в математике используется следующая формула: η= А/Q, где А — энергия либо полезная работа, а Q — затраченная энергия. Чтобы выразить значение в процентах, КПД умножается на 100%. Действие не несёт содержательного смысла, так как 100% = 1. Для источника тока КПД меньше единицы.

В старших классах ученики решают задачи, в которых нужно найти КПД тепловых двигателей. Понятие трактуется следующим образом: отношение выполненной работы силового агрегата к энергии, полученной от нагревателя. Расчет производится по следующей формуле: η= (Q1-Q2)/Q1, где:

  • Q1 — теплота, полученная от нагревательного элемента;
  • Q2 — теплота, отданная холодильной установке.

Что такое КПД

Максимальное значение показателя характерно для циклической машины. Она оперирует при заданных температурах нагревательного элемента (Т1) и холодильника (Т2). Измерение осуществляется по формуле: η= (Т1-Т2)/Т1. Чтобы узнать КПД котла, который функционирует на органическом топливе, используется низшая теплота сгорания.

Плюс теплового насоса как нагревательного прибора заключается в возможности получать больше энергии, чем он может затратить на функционирование. Показатель трансформации вычисляется путём деления тепла конденсации на работу, затрачиваемую на выполнение данного процесса.

Мощность разных устройств

По статистике, во время работы прибора теряется до 25% энергии. При функционировании двигателя внутреннего сгорания топливо сгорает частично. Небольшой процент вылетает в выхлопную трубу. При запуске бензиновый мотор греет себя и составные элементы. На потерю уходит до 35% от общей мощности.

При движении механизмов происходит трение. Для его ослабления используется смазка. Но она неспособна полностью устранить явление, поэтому затрачивается до 20% энергии. Пример на автомобиле: если расход составляет 10 литров топлива на 100 км, на движение потребуется 2 л, а остаток, равный 8 л — потеря.

Если сравнивать КПД бензинового и дизельного моторов, полезная мощность первого механизма равна 25%, а второго — 40%. Агрегаты схожи между собой, но у них разные виды смесеобразования:

Применение показателя в физике для цепи, в электродвигателе

  1. Поршни бензинового мотора функционируют на высоких температурах, поэтому нуждаются в хорошем охлаждении. Тепло, которое могло бы перейти в механическую энергию, тратится впустую, что способствует снижению КПД.
  2. В цепи дизельного устройства топливо воспламеняется в процессе сжатия. На основе данного фактора можно сделать вывод, что давление в цилиндрах высокое, при этом мотор экологичнее и меньше первого аналога. Если проверить КПД при низком функционировании и большом объёме, результат превысит 50%.

Асинхронные механизмы

Расшифровка термина «асинхронность» — несовпадение по времени. Понятие используется во многих современных машинах, которые являются электрическими и способны преобразовывать соответствующую энергию в механическую. Плюсы устройств:

  • простое изготовление;
  • низкая цена;
  • надёжность;
  • незначительные эксплуатационные затраты.

Чтобы рассчитать КПД, используется уравнение η = P2 / P1. Для расчёта Р1 и Р2 применяются общие данные потери энергии в обмотках мотора. У большинства агрегатов показатель находится в пределах 80−90%. Для быстрого расчёта используется онлайн-ресурс либо личный калькулятор. Для проверки возможного КПД у мотора внешнего сгорания, который функционирует от разных источников тепла, используется силовой агрегат Стирлинга. Он представлен в виде тепловой машины с рабочим телом в виде жидкости либо газа. Вещество движется по замкнутому объёму.

Принцип его функционирования основан на постепенном нагреве и охлаждении объекта за счёт извлечения энергии из давления. Подобный механизм применяется на косметическом аппарате и современной подводной лодке. Его работоспособность наблюдается при любой температуре. Он не нуждается в дополнительной системе для запуска. Его КПД возможно расширить до 70%, в отличие от стандартного мотора.

Значения показателя

Инженер Карно дал определение КПД

В 1824 году инженер Карно дал определение КПД идеального двигателя, когда коэффициент равен 100%. Для трактовки понятия была создана специальная машина со следующей формулой: η=(T1 — Т2)/ T1. Для расчёта максимального показателя применяется уравнение КПД макс = (T1-T2)/T1x100%. В двух примерах T1 указывает на температуру нагревателя, а T2 — температуру холодильника.

На практике для достижения 100% коэффициента потребуется приравнять температуру охладителя к нулю. Подобное явление невозможно, так как T1 выше температуры воздуха. Процедура повышения КПД источника тока либо силового агрегата считается важной технической задачей. Теоретически проблема решается путём снижения трения элементов двигателя и уменьшения теплопотери. В дизельном моторе подобное достигается турбонаддувом. В таком случае КПД возрастает до 50%.

Мощность стандартного двигателя увеличивается следующими способами:

  • подключение к системе многоцилиндрового агрегата;
  • применение специального топлива;
  • замена некоторых деталей;
  • перенос места сжигания бензина.

Способы нахождения значения, проверка результата

КПД зависит от типа и конструкции мотора. Современные учёные утверждают, что будущее за электродвигателями. На практике работа, которую совершает любое устройство, превышает полезную, так как определённая её часть выполняется против трения. Если используется подвижный блок, совершается дополнительная работа: поднимается блок с верёвкой, преодолеваются силы трения в блоке.

Решение примеров

Задача 1. Поезд на скорости 54 км/ч развивает мощность 720 кВт. Нужно вычислить силу тяги силовых агрегатов. Решение: чтобы найти мощность, используется формула N=F x v. Если перевести скорость в единицу СИ, получится 15 м/с. Подставив данные в уравнение, определяется, что F равно 48 kН.

Задача 2. Масса транспортного средства соответствует 2200 кг. Машина, поднимаясь в гору под уклоном в 0,018, проходит расстояние 100 м. Скорость развивается до 32,4 км/ч, а коэффициент трения соответствует 0,04. Нужно определить среднюю мощность авто при движении. Решение: вычисляется средняя скорость — v/2. Чтобы определить силу тяги мотора, выполняется рисунок, на котором отображаются силы, воздействующие на машину:

  • тяжесть — mg;
  • реакция опоры — N;
  • трение — Ftr;
  • тяга — F.

Второй закон Ньютона

Первая величина вычисляется по второму закону Ньютона: mg+N+Ftr+F=ma. Для ускорения используется уравнение a=v2/2S. Если подставить последние значение и воспользоваться cos, получится средняя мощность. Так как ускорение считается постоянной величиной и равно 9,8 м/с2, поэтому v= 9 м/с. Подставив данные в первую формулу, получится: N= 9,5 kBt.

При решении сложных задач по физике рекомендуется проверить соответствие предоставленных в условиях единиц измерения с международными стандартами. Если они отличаются, необходимости перевести данные с учётом СИ.

Определение коэффициента полезного действия трансмиссии

Вычертить (или снять ксерокопию см. приложение Ж) кинематическую схему трансмиссии трактора-прототипа, указанного в задании (рис.1.1). Используя уравнение (1), найти значения КПД трансмиссии на пяти высших передачах. Значения передаточных чисел, количество пар цилиндрических и конических шестерен, передающих крутящий момент на каждой передаче, и КПД занести в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 – Характеристика трансмиссии трактора по передачам

Передача Шестерни, передающие поток мощности

КПД трансмиссии ηт можно определить по формуле

, (1.4)

где ηц, ηк – КПД соответственно цилиндрической (эпицикличекий планетарный ряд (ЭПР) считается за одну пару шестерен) и конической пар шестерен; m и n –соответственно число пар цилиндрических шестерен (ЭПР) и число пар конических шестерен, работающих в трансмиссии на данной передаче; ηг – КПД ведущего участка гусеничного движителя (учитывается только для гусеничных тракторов; для колесного движителя принимается ηг=1); ε – коэффициент, определяющий, какую часть номинального крутящего момента двигателя (M н) составляет момент холостого хода трансмиссии трактора.

Читайте также  Автоматическая трансмиссия сузуки гранд витара

При современном уровне технологии изготовления шестерен, подшипников и гусениц, а также при номинальном тепловом режиме трансмиссии тракторов и автомобилей можно принимать

; ;

; .

Определение эксплуатационного веса трактора и построение кривой буксования

Вес трактора прижимает движитель к почве. Именно за счет этого реализуется получение тягового усилия. Эксплуатационный вес трактора Gэ, необходимый для получения заданной силы тяги на крюке, определяется по формуле

, , (1.5)

где φопт – оптимальный коэффициент использования веса трактора.

При тяговом расчете трактора принимается, что на заданном почвенном фоне для каждого типа движителя величина буксования δ зависит от удельной силы тяги D кр , которая представляет собой отношение силы тяги P кр к сцепному весу G сц (кН) трактора

. (1.6)

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема трансмиссии колесного трактора-прототипа

Таблица 1.3 – Средневзвешенные значения коэффициента использования веса трактора

Тип движителя Стерня Вспаханное поле
Гусеничный
Колесный 4К4
Колесный 4К2

Соотношение между буксованием и удельной силой тяги приведено в таблицах 1.4 и 1.5.

В реализации силы тяги участвует только сцепной вес трактора G сц. Для колесных тракторов с колесной формулой 4К2 сцепным весом является вес, приходящийся на ведущие колеса. С учетом перераспределения нормальных реакций на колеса трактора под действием тягового сопротивления, сцепной вес для тракторов с колесной формулой 4К2 определяется по формуле

, кН, (1.7)

где G э – эксплуатационный вес трактора в кг.

Для колесных тракторов со всеми ведущими колесами и для гусеничных тракторов сцепной вес равен эксплуатационному весу трактора.

Таблица 1.4 – Буксование и удельная сила тяги гусеничных тракторов

Буксование δ, %

Таблица 1.5 – Буксование и удельная сила тяги колесных тракторов

Буксование δ, %

Используя данные таблиц 1.4 и 1.5, определите силу тяги трактора при заданных величинах удельной силы тяги и буксования по формуле

, . (1.8)

Результаты расчета кривой буксования запишите в таблицу 1.6 и далее на листе миллиметровой бумаги формата А4 постройте кривую буксования таким образом, чтобы ось абсцисс (P кр ) располагалась вдоль длинной стороны листа, а масштаб графика должен быть выбран таким, чтобы площадь рисунка составляла не менее 80% рабочей площади листа (рис. 1.2).

Таблица 1.6 – Результаты расчета кривой буксования трактора

,
,

Рисунок 1.2 – Кривая буксования трактора на заданном почвенном фоне (пример исполнения)

ПРИМЕЧАНИЕ: При выполнении подписей к рисункам следует обязательно указывать марку двигателя, трактора и почвенный фон в соответствии с вариантом задания.

Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 543 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Коэффициент полезного действия КПД дизельного двигателя

Коэффициент полезного действия КПД дизельного двигателя

Одним из наиболее значимых параметров, которые определяют эффективность работы дизельного двигателя, является его коэффициент полезного действия (КПД). На КПД двигателя влияет совокупность различных механических потерь, возникающих на разных стадиях его работы, а также трение присутствующее во время движения деталей двигателя. Вот о том, как считается коэффициент полезного действия дизельного двигателя, мы и поговорим в этой статье.

Рабочая диаграмма (p-V-диаграмма)

Работа W дизеля является функцией дав­ления и соответствующего изменения рабочего объема. Она изображается в ви­де рабочей диаграммы в координатах да­вления и объема (сокращенно p-V-диа­грамма).

Цикл Зайлигера

Термодинамический цикл Зайлигера для дизеля

Рис.1. : 1- 2 — изоэнтропическое сжатие. 2- 3 — изохорический подвод тепла. 3- 3′ — изобарический подвод тепла 3 -4 — изоэнтропическое расширение. 4- 1 — изохорический теплоотвод. qA — тепло, уходящее при газообмене. qBp — теплота сгорания при постоянном давлении. qBV — теплота сгорания при постоянном объеме. W — теоретическая работа

Цикл Зайлигера (рис. 1 «Термодинамический цикл Зайлигера для дизеля») описывает иде­альный термодинамический цикл и тем самым определяет теоретически дости­жимую работу дизеля. Целью совершен­ствования двигателя является макси­мальное приближение реальною процесса к циклу Зайлигера. В этом идеальном цикле используются следующие допу­щения:

  • Идеальный газ;
  • Постоянная теплоемкость;
  • Мгновенный подвод и отвод теп­лоты;
  • Отсутствие потерь на газообмен.

Площадь в р-V — диаграмме соответствует теоретической работе W, которая производится в рабочем цикле. В частно­сти, протекают следующие процессы:

Изоэнтропическое сжатие (1-2)

При изоэнтропическом сжатии (сжатие при постоянной энтропии, т. е. без тепло­обмена) давление в цилиндре возрастает, в то время как объем уменьшается.

Изохорический подвод теплоты (2-3)

Смесь начинает гореть. При этом проис­ходит подвод теплоты (qBV) при постоян­ном объеме (изохора). Давление возрас­тает.

Изобарический подвод теплоты (3-3′)

Дальнейший подвод теплоты (qBp) проис­ходит, когда поршень уже движется вниз (объем увеличивается), давление при этом остается постоянным (изобара).

Изоэнтропическое расширение (3′-4)

Поршень идет дальше к нижней мертвой точке. Теплообмена нет. Объем увеличи­вается.

Изохорический отвод теплоты (4-1)

При газообмене остальное тепло выводится qA. Это происходит при постоян­ном объеме (бесконечно быстро и пол­но). Вместе с тем снова наступает исход­ное состояние и начинается новый рабо­чий цикл.

Действительный цикл

Действительный цикл также может быть представлен в виде p-V-диаграммы (ин­дикаторная диаграмма, рис. 2 «Действительный цикл работы дизеля с наддувом воздуха«).

Действительный цикл работы дизеля с наддувом воздуха

Рис. 2. : АО — выпускной клапан открыт. AS выпускной клапан закрыт. ВВ — начало сгорания. ЕО — впускной клапан открыт. ES — впускной клапан закрыт. PU — давление окружающей среды. PL — давление наддува воздуха. PZ — максимальное давление в цилиндре. Vc — объем камеры сжатия. Vh— рабочий объем. WM — полезная работа WG — работа газообмена (при наддуве воздуха).

Индика­торная работа — это площадь внутри верхней кривой (WM). К ней у двигателей с наддувом необходимо добавить пло­щадь газообмена (WG), гак как сжатый нагнетателем воздух давит на поршень в направлении его НМТ. Часто находит применение и отображение давления по углу поворота коленчатого вала (рис. 3 «Протекание кривой давления в цилиндре дизеля с наддувом воздуха»).

Протекание кривой давления в цилиндре дизеля с наддувом воздуха

Рис. 3. : АО — выпускной клапан открыт. AS — выпускной клапан закрыт. ВВ начало сгорания. ЕО — впускной клапан открыт. ES — впускной клапан закрыт. PU — давление окружающей среды. PZ — максимальное давление в цилиндре.

Коэффициент полезного действия (КПД) дизеля

Диаграмма потерь и полезной работы автомобильного дизеля при полной нагрузке

Рис. 4. : Дизели очень сильно различаются по размерам и области применения. Отсюда следуют различия в их эффективности. Наибольший КПД достигается большими тихоходными дизелями. ηth — теоретический КПД (изменяется в зависимости от степени сжатия ε и коэффициента избытка воздуха λ). ηg — относительный КПД действительного цикла с высоким давлением. ηm — механический КПД.

Эффективный КПД дизеля ηe определя­ется следующим образом:

где: We — эффективная работа на махови­ке двигателя, WB — энергосодержание впрыскиваемою топлива.

Этот общий КПД может быть опреде­лен как произведение отдельных КПД (рис. 4 «Диаграмма потерь и полезной работы автомобильного дизеля при полной нагрузке«), которыми описываются все по­тери:

Теоретический КПД ηth

ηth является теоретическим КПД цикла Зейлигера и описывает теоретическую ра­боту, отнесенную к теплотворной способ­ности топлива, которая у дизеля составляет 42,5 МДж/кг. Уже указывались граничные условия этого идеального цикла:

  • Идеальный газ;
  • Постоянная теплоемкость;
  • Бесконечно быстрый подвод и от­вод теплоты;
  • Отсутствие потерь на газообмен.
Читайте также  Замена масла в трансмиссиях через

Относительный КПД действительного цикла с высоким давлением ηg

КПД ηg описывает отношение реально замеряемой работы в цилиндре (индика­торный цикл), совершаемой в результате создания давления в цилиндре, к работе теоретическою цикла (рис. 2). Этот КПД включает потери теплоты и потери на газообмен. Граничными условиями явля­ются:

  • Реальный газ;
  • Тепловые потерн;
  • Конечная скорость подвода и отво­да теплоты;
  • Переменная теплоемкость.

Все параметры смесеобразования сильно влияют на процесс сгорания и, та­ким образом, на его совершенство.

Механический КПД ηm

Механический КПД ηm учитывает меха­нические потерн на трение, включая по­тери на привод вспомогательных агрега­тов, относительно индикаторного цикла. Он, таким образом, отражает картину ра­боты реальною двигателя. Трение и поте­ри на привод агрегатов возрастают с уве­личением частоты вращения коленчатого вала. Потери при номинальной частоте вращения коленчатого вала состоят из потерь на трение:

  • Поршней и поршневых колец (око­ло 50%);
  • В подшипниках (около 20%);
  • В насосе системы смазки (около 10%);
  • В насосе системы охлаждения (око­ло 5%);
  • В приводе клапанов (около 10%),
  • В насосах системы питания (около 5%).

К этому также необходимо добавить потери на привод механического нагне­тателя, вентилятора, генератора и проче­го навесною оборудования.

Сравнение дизельного и бензинового двигателей

Более высокий эффективный КПД дизе­ля по сравнению с обычным бензиновым двигателем вызван следующими причи­нами:

8. Выбор КПД трансмиссии

Коэффициент полезного действия трансмиссии определяет потерю мощности при передаче её от двигателя к ведущим колёсам автомобиля. КПД механической трансмиссии выбирают в зависимости от типа АТС, от колёсной формулы и от типа главной передачи. Для автомобилей повышенной проходимости зтр равен 0,78—0,85 [ 3, с. 156]. Принимаем зтр — 0,82.

Делись добром ;)

Похожие главы из других работ:

4.2 Выбор и обоснование основных узлов трансмиссии

Совокупность механизмов, передающих энергию двигателя ведущим колесам и другим рабочим органам машин и обеспечивающих изменение частоты вращения ведущих органов машин и подводимого к ним момента в заданных пределах по величине и направлению.

3.1 Гидромеханические трансмиссии

ротоватор мусоровоз гидродинамический передача Наиболее распространены комбинированные ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ТРАНСМИССИИ, состоящие из гидротрансформатора и механической (шестеренной) ступенчатой коробки передач. Так.

6. Выбор передаточных чисел трансмиссии

Передаточное отношение главной передачи iгл определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости Vmax : , (15) где nmax — максимальная частота вращения коленчатого вала, об/с (nmax = 60 об/с); rк — радиус колеса, м (rк = 0.

5. Выбор передаточных чисел трансмиссии

Передаточное отношение главной передачи определяется из условия обеспечения заданной максимальной скорости : , (18) где — угловая скорость вала двигателя при которой мощность максимальна, (); — радиус колеса.

3. проектирование трансмиссии
1.6 Определение КПД трансмиссии

, где k — число пар цилиндрических шестерней на высшей передече, l — число пар конических шестерней.

1.4. Определение КПД трансмиссии

зтр=0.98k*0.97l*0.995m (1.11) где k — количество пар цилиндрических колес, l — количество пар конических (гипоидных) колес, m — количество карданных шарниров. Т.к. в рассматриваемом автомобиле ГДТ работает совместно с 3-х ступенчатой механической КПП то: зтр1=0.

1.3. Выбор рабочих скоростей и передаточных чисел трансмиссии.

Диапазон передач должен охватывать скорости и тяговые усилия, определяемые характером выполняемых трактором операций. Различают диапазоны скоростей: · замедленных или вспомогательных для получения особо низких скоростей движения.

1.2 Выбор передаточных чисел трансмиссии АТС

Определение передаточного числа главной передачи. Передаточное число главной передачи выбирают из условия обеспечения максимальной скорости автомобиля на высших расчетных передачах в коробке передач и дополнительной коробке.

2.1 Обоснование и выбор основных узлов трансмиссии

Трансмиссия автомобиля служит для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колёсам и изменение его по величине и направлению.

2.2 Выбор передаточных чисел трансмиссии

Во время работы лесотранспортных машин в различных производственных условиях требуется маневрировать тяговыми усилиями и скоростями движения для получения возможно большей эффективности.

8. Выбор КПД трансмиссии

Коэффициент полезного действия трансмиссии определяет потерю мощности при передаче её от двигателя к ведущим колёсам автомобиля. КПД механической трансмиссии выбирают в зависимости от типа АТС, от колёсной формулы и от типа главной передачи.

7. Трансмиссии автопоездов

Автопоезда, состоящие из автомобиля-тягача и прицепов или полуприцепов, могут иметь различного типа трансмиссии в зависимости от назначения автопоезда. Так, на автопоездах, предназначенных для работы по дорогам с твердым покрытием.

Устройство трансмиссии

Трансмиссия — это устройство, подсоединенное к двигателю и передающее его энергию колесам. Автомобильный двигатель должен работать при оптимальных оборотах, и задача трансмиссии состоит в том, чтобы передать его энергию колесам при условии.

Диагностика трансмиссии

Диагностика сцепления. Нормально работающее сцепление должно обеспечивать включение и выключение без рывков и пробуксовки.

Гидротрансформатор

Трансмиссия 34.jpg

Гидротрансформатор был изобретен немецким профессором Феттингером в 1905 г. Прежде чем найти применение на автомобилях, гидротрансформатор использовался на судах и тепловозах.
Простейший гидротрансформатор, выполнен в виде камеры тороидальной формы и включает в себя три лопастных колеса: насосное, вал которого соединен с коленчатым валом двигателя; турбинное, соединенное с трансмиссией, и реактор, установленный в корпусе гидротрансформатора.
Гидротрансформатор заполняется специальной жидкостью. Каждое колесо имеет наружный и внутренний торцы, между которыми располагаются профилированные лопасти, образующие каналы для протока жидкости. Все колеса гидротрансформатора максимально приближены друг к другу, а вытеканию жидкости препятствует специальное уплотнение.
При вращении коленчатого вала двигателя вращается насосное колесо, которое перемещает жидкость, находящуюся между его лопастями. Жидкость не только вращается относительно оси гидротрансформатора, но и за счет воздействия на нее центробежных сил перемещается вдоль лопастей насосного колеса по направлению от входа к выходу, что сопровождается увеличением кинетической энергии потока. На выходе из насосного колеса поток жидкости попадает на турбинное колесо, оказывая силовое воздействие на его лопасти. Затем поток попадает в реактор, пройдя который, возвращается к входу в насосное колесо. Таким образом, жидкость постоянно перемещается по замкнутому кругу циркуляции, образованному проточными частями всех трех лопастных колес, и находится с ними в силовом взаимодействии. При этом насос передает энергию двигателя потоку, а тот, в свою очередь, — турбине.
Если бы между насосным и турбинным колесами отсутствовал реактор, то такая конструкция (гидромуфта) осуществляла бы перенос энергии от двигателя к трансмиссии гидравлическим способом, без возможности изменения крутящего момента. Расположенный между колесами гидротрансформатора неподвижный реактор, имеет лопасти специального профиля, которые изменяют направление потока жидкости, выходящей из турбинного колеса и направляют его под определенным углом на лопасти насосного колеса. Это позволяет значительно увеличить передаваемый от двигателя в трансмиссию крутящий момент.
Любой гидротрансформатор характеризуется определенным КПД, передаточным отношением, которое показывает соотношение угловых скоростей его колес, и коэффициентом трансформации, показывающим, во сколько раз увеличивается значение крутящего момента. Максимальный коэффициент трансформации зависит от конструкции гидротрансформатора и может составлять до 2,4 (при неподвижном турбинном колесе). При увеличении частоты вращения вала двигателя увеличивается угловая скорость насосного и турбинного колес, а увеличение крутящего момента в гидротрансформаторе плавно уменьшается. Когда угловая скорость турбинного колеса приближается к угловой скорости насосного, поток жидкости, поступающей на лопасти реактора, изменяет свое направление на противоположное.
Для того чтобы реактор на этом режиме не создавал помех потоку жидкости, его устанавливают на муфте свободного хода, и он начинает свободно вращаться (гидротрансформатор переходит на режим гидромуфты), что позволяет, в свою очередь, снизить потери. Такие гидротрансформаторы называют комплексными.
КПД гидротрансформатора определяет экономичность его работы. Максимальное значение КПД гидротрансформатора может быть от 0,85 до 0,97, но обычно находится в диапазоне от 0,7 до 0,8. В комплексном гидротрансформаторе на режиме гидромуфты можно получить максимальное значение КПД — 0,97.
Изменение режимов работы гидротрансформатора происходит автоматически. Если увеличивать нагрузку на выходе из гидротрансформатора, то происходит уменьшение угловой скорости турбины, что приводит к увеличению коэффициента трансформации.

Читайте также  Какое масло залить в трансмиссию ваз 2114

Трансмиссия 36.jpg

Детали гидротрансформатора:
1 — насосное колесо;
2 — турбинное колесо;
3 — крышки муфты свободного хода;
4 — часть корпуса гидротрансформатора;
5 — остатки рабочей жидкости с продуктами механического износа деталей;
6 — колесо реактора;
7 — муфта свободного хода реактора;
8 — упорная шайба турбинного колеса;
9 — упорный подшипник реактора;
10 — поршень блокировки гидротрансформатора

К сожалению, гидротрансформатор имеет малый диапазон передаточных чисел, не обеспечивает движения задним ходом, не разобщает двигатель от трансмиссии (необходима сложная система опорожнения проточных частей от рабочей жидкости). Поэтому за гидротрансформатором устанавливают специальную коробку передач, которая компенсирует указанные недостатки. Такая гидромеханическая передача является бесступенчатой и позволяет получить любое передаточное число в заданном диапазоне.
В гидромеханических передачах в основном применяются механические планетарные коробки передач, которые легко поддаются автоматизации, но иногда используют и обычные ступенчатые коробки передач с автоматическим управлением.
Первые американские ГМП легковых автомобилей имели двухступенчатую передачу, причем низшая передача включалась вручную. Однако впоследствии одной автоматической передачи оказалось явно недостаточно и появились ГМП с двумя и тремя автоматическими передачами. Для повышения топливной экономичности, гидротрансформаторы стали делать блокирующимися — после разгона на высшей передаче насосное и турбинное колеса жестко соединялись фрикционной муфтой. Затем в конце 1980-х гг. блокировку гидротрансформатора стали применять на всех передачах, кроме первой.

Трансмиссия 39.jpg

Современная четырехступенчатая ГМП автомобиля классической компоновки

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: