Гидродинамическая коробка передач: Гидродинамические коробки передач | Автомобильный справочник

Гидродинамические и гидромеханические трансмиссии.

Бесступенчатые трансмиссии



В гидродинамической трансмиссии преобразование и передача мощности происходят за счет динамического (скоростного) напора жидкости. Устройством, которое позволяет осуществлять такое преобразование является гидротрансформатор.

Следует отличать гидротрансформатор от гидромуфты – гидротрансформатор способен не только передавать крутящий момент, но и изменять его величину, а гидромуфта лишь передает крутящий момент от ведущего (насосного) колеса ведомому (турбинному) колесу посредством потока жидкости.
Конструктивное отличие гидротрансформатора от гидромуфты заключается в наличии у гидротрансформатора реактора – неподвижного колеса с лопатками, способного изменять направление потока жидкости, передающего крутящий момент от насосного колеса к турбинному.

Гидротрансформатор (рис. 1) состоит из трех колес с радиально расположенными криволинейными лопастями: насосного колеса 4, которое через корпус

2 связано с коленчатым валом 1 двигателя, турбинного колеса 3, соединенного с выходным валом 7, и реактивного колеса 5, установленного на неподвижном пустотелом валу 6. Корпус гидротрансформатора заполнен маловязким маслом.

При вращении коленчатого вала масло, заполнившее промежутки между лопастями насосного колеса, под действием центробежных сил перетекает от внутренних краев лопастей к внешним, и совершая сложное движение, перемещается к турбинному колесу, воздействуя на его лопасти.
Ударяясь о лопасти турбинного колеса, масло отдает часть накопленной кинетической энергии, и поэтому турбинное колесо начинает вращаться в том же направлении, что и насосное.
От турбинного колеса масло поступает к лопастям реакторного колеса, изменяющим направление струй масла, а затем к внутренним краям лопастей насосного колеса.

Таким образом, часть масла циркулирует по замкнутому контуру: насосное колесо – турбинное колесо – реакторное колесо и опять – насосное колесо. При этом угловая скорость турбинного колеса оказывается меньше угловой скорости насосного колеса, поскольку имеет место «проскальзывание» ведущего колеса относительно ведомого, которое тем больше, чем выше нагрузка на выходном валу.

«Проскальзывание» колес гидротрансформатора обусловлено потерями кинетической энергии на трение между слоями масла и при перемещении масла по сложной траектории между колесами.

«Отставание» турбинного колеса от насосного приводит к тому, что поток жидкости начинает отклоняться от круговой траектории после удара о лопатки неподвижного реакторного колеса. При этом направление движения потока масла изменяется, и лопасти турбинного колеса принимают поток жидкости под более крутым углом, т. е. плечо вращающей силы возрастает, следовательно, возрастает и передаваемый гидротрансформатором крутящий момент.

Как только частота вращения насосного и турбинного колес выравниваются, поток жидкости начинает циркулировать по спиральной траектории, и крутящий момент, передаваемый от ведущего колеса к ведомому тоже выравнивается.
Затем опять появляется эффект «проскальзывания» колес и трансформатор начинает работать в режиме увеличения передаваемого крутящего момента.



Очевидно, что увеличение передаточного числа гидротрансформатора напрямую зависит от того, насколько ведомое (насосное) колесо отстает от ведущего (турбинного), т. е. от значения приложенной к выходному валу нагрузки. Таким образом, гидротрансформатор обладает свойством бесступенчатого и автоматического регулирования крутящего момента на выходном валу в зависимости от приложенной к нему нагрузки. При этом двигатель продолжает работать в заданном режиме, или незначительно от него отклоняясь.

Степень увеличения крутящего момента в гидротрансформаторе называется коэффициентом трансформации, а соотношение угловых скоростей валов насосного и турбинного колес называется передаточным отношением гидротрансформатора.

Между двигателем и трансмиссией в такой передаче нет жесткой связи, а лишь гидравлическая связь, поэтому гидротрансформатор сглаживает возникающие динамические нагрузки, благодаря чему значительно повышаются показатели надежности и долговечности деталей и узлов трансмиссии, двигателя и автомобиля в целом.

Однако у гидротрансформаторов относительно низкий максимальный КПД (0,85..0,9) и незначительный коэффициент трансформации (2…4). Поэтому в некоторых конструкциях с целью резкого повышения КПД предусматривается блокировка гидротрансформатора, при которой насосное и турбинное колесо жестко соединяются друг с другом во время работы.

Кроме того при отклонении нагрузки от номинальной значение КПД гидротрансформатора резко снижается.

Чтобы компенсировать эти недостатки и во время работы использовать зону наибольшего значения КПД, а также повысить передаваемый момент, гидротрансформатор комбинируют с элементами механической трансмиссии – сцеплением и ступенчатой коробкой передач или только с многоступенчатой коробкой.
Дальнейшая передача крутящего момента на ведущие колеса автомобиля осуществляется посредством карданной передачи и ведущими мостами. Такая комбинированная трансмиссия называется гидромеханической.

Автомобили с гидромеханической трансмиссией имеют значительно лучшую проходимость за счет плавного изменения силы тяги на колесах при движении и, особенно, при трогании с места. Существенным преимуществом автомобилей с гидромеханической трансмиссией является возможность движения с очень малыми скоростями и даже полной остановки машины с работающим двигателем и включенной передачей.

Гидромеханическую трансмиссию применяют в машинах, работающих при значительных и частых изменениях нагрузки, например, городских автобусах. Но сложность конструкции, значительные масса и габариты, а также стоимость таких передач ограничивают применение гидромеханических трансмиссий в конструкциях автомобилей.

***

Вариаторные и гибридные трансмиссии



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71
  

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Гидродинамическая передача пауэрглайд (шевроле)

---

Строительные машины и оборудование, справочник

Гидродинамическая передача пауэрглайд (шевроле)

Гидродинамическая передача Пауэрглайд была предложена фирмой Шевроле в 1950 г. В некоторых отношениях она похожа на гидродинамическую передачу Дайнафлоу того времени; она состоит из пятиэлементного гидротрансформатора и планетарной коробки передач, обеспечивающей две передачи переднего и одну заднего хода такого же типа, как и коробка передач Дайнафлоу. Когда рычаг переключения передач находится в положении «движение», планетарный ряд сблокирован. Низшая передача использовалась лишь при исключительно тяжелых условиях движения или для получения более интенсивного разгона. Вместе с тем гидродинамическая передача Пауэрглайд имеет целый ряд оригинальных особенностей в частности устройство, называемое гидромуфтой обратного действия. Это устройство состоит из двух колец с лопатками, помещенных внутри полости тара и прикрепленных соответственно к основному колесу насоса и к турбине. Эти два дополнительных элемента увеличивали крутящий момент, который мог быть передан через гидротрансформатор в обратном направлении, т. е. в направлении от колес автомобиля к двигателю, при определенной скорости вращения ведомого вала; в результате достигалось повышение эффективности торможения двигателем и возможность пуска двигателя при буксировании автомобиля с низкой скоростью. Другой особенностью трансмиссии Пауэрглайд являлось наличие кллпана изменения давления масла, который изменял давление в зависимости от крутящего момента двигателя. Это давало возможность избежать подачи масла под высоким давлением, когда такого давления для управления коробкой не требовалось.

В 1953 г. была создана новая гидродинамическая передача Пауэрглайд, гидротрансформатор которой состоял лишь из трех элементов и не имел гидромуфты обратного действия. В целях компенсации вызванного этим ослабления эффективности торможения двигателем и затруднения пуска двигателя буксированием автомобиля размер гидротрансформатора был увеличен. Одним из наиболее важных изменений было введение автоматического переключения коробки передач. Если в новой гидродинамической передаче Пауэрглайд водитель переведет рычаг переключения передач в положение «движение» и нажмет на педаль управления дроссельной заслонкой карбюратора, то автомобиль начнет двигаться на низшей передаче, и при скорости, которая определяется положением этой педали, произойдет автоматическое переключение на высшую передачу. Рычаг переключения передач имеет пять положений: «стоянка», «нейтраль», «движение», «низшая передача» и «задний ход». Чтобы перевести рычаг в положение «стоянка», его требуется приподнять по сравнению с обычным положением; для включения заднего .хода рычаг должен быть приподнят еще больше.

Продольный разрез гидродинамической передачи Пауэрглайд модели 1953 г. приведен на рис. 203. Колесо насоса и турбина имеют соответственно 31 и 33 лопатки. Штампованные стальные лопатки укрепляются в ободах колес с помощью лапок, которые вставляются в соответствующие по форме отверстия в ободах, а затем отгибаются. Реактор отлит из алюминиевого сплава и имеет 12 лопаток обтекаемого профиля, отлитых заодно со ступицей; вокруг концов лопаток заваривается широкое вогнутое кольцо. Реактор Установлен на роликовой муфте свободного хода. Коэффициент трансформации при неподвижной турбине равен 2,1.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Она состоит из реактивной, ведущей солнечной и коронной шестерен, водила планетарного ряда, трех основных и трех промежуточных сателлитов, причем последние имеют по сравнению с остальными шестернями удвоенную ширину. Передаточное отношение первой передачи и заднего хода равно 1,82. Автоматическое переключение с низшей передачи на высшую происходит при слабом нажатии на педаль управления дроссельной заслонкой на скорости 17 км/час, при полном открытии заслонки — на скорости 47 км/час, а при нажатии на педаль до отказа (т. е. при включении механизма принудительного переключения) — на скорости 66 км/час. Обратные переключения с высшей передачи на низшую происходят соответственно на скоростях 14,5; 26,5 и 59 км/час. Так как автомобиль всегда трогается с места на низшей передаче, то тормозная лента этой передачи работает значительно чаще, чем в прежней модели гидродинамической передачи Пауэрглайд, вследствие чего ее теперь изготовляют не из ковкого чугуна, а из стали.

Рис. 1. Продольный разрез гидродинамической передачи Пауэрглайд (Шевроле).

Давление в гидравлической системе управления создается двумя масляными насосами с шестернями внутреннего зацепления; один из насосов приводится в действие от коленчатого вала двигателя, а другой — от ведомого вала коробки передач. Для того чтобы обеспечить автоматическое переключение передач, управление было дополнено клапаном переключения, клапаном давления регулятора и клапаном давления дросселя. В этом случае канавка золотника клапана переключения открывает выход маслу Из пространства под поршнем сцепления в картер. Теперь при включении рабочего цилиндра низшей передачи жидкость, находящаяся в камере его пружины, может выйти в картер через цилиндр сцепления. Когда золотник переключения под действием давления регулятора переходит в положение «высшая передача», сливное отверстие цилиндра сцепления перекрывается, и масло начинает поступать в этот цилиндр. Давление масла передается также в камеру пружины рабочего цилиндра низшей передачи, где оно уравновешивает давление масла на противоположной стороне поршня и позволяет пружине переместить поршень влево и отпустить таким образом тормозную ленту низшей передачи.

Рис. 2. Система управления гидродинамической передачи Пауэрглайд (Шевроле):
1 — клапан переключения передач; 2 — рычаг переключения передач; 3 — главная магистраль; 4 — рабочий цилиндр; 5 и 8 — возвратные пружины; 6 — тормозная лента низшей передачи затянута; 7 — цилиндр сцепления; 9 — линия перепуска масла в картер; 10 — линия цилиндра сцепления; И — сцепление выключено.

На рис. 3 показан поперечный разрез по основным клапанам, на котором видны многие детали гидравлической системы управления. В гидродинамической передаче Пауэрглайд имеется центробежный регулятор давления; его привод осуществляется от ведомого вала коробки передач при помощи двух винтовых шестерен. Когда Рычаг переключения передач перемещают в положение «низшая передача» или «задний ход», клапан отключения давления регулятора сжимает свою пружину и исключает передачу давления от регулятора к редукционному клапану. Чтобы повысить плавность переключения на низшую передачу, корда автомобиль останавливается, в конструкцию введен клапан управления цилиндром низшей передачи и сцеплением. Клапан, открываясь, обеспечивает возможность быстрого .переключения на низшую передачу при более высоких скоростях. Чтобы предотвратить чрезмерное повышение давления в гидротрансформаторе, имеется специальный клапан.

Когда рычаг переключения передач переводят в положение «низшая передача» или «задний ход», система изменения давления выключается, так как в этом случае для обеспечения достаточного трения между тормозными лентами и барабанами требуется более высокое давление.

Рис. 3. Поперечный разрез по основным клапанам управления:
1 — вакуумный клапан; 2 — клапан изменения давления; 3 — клапан управления сцеплением высшей передачи и рабочим цилиндром низшей передачи; 4 — клапан давления в гидротрансформаторе; 5 — линия давления регулятора; б — клапан отключения давления регулятора; 7 — клапан избирателя передач.

Известно, что золотник клапана переключения быстро перемещается из одного крайнего положения в другое как при переходе с низшей передачи на высшую, так и наоборот; благодаря этому предотвращается чрезмерный нагрев и износ фрикционных накладок сцепления и тормозных лент. Как только открывается канал клапана переключения, между силами (гидравлическими и механическими), воздействующими на золотник в обоих направлениях, возни кает значительная разность, в результате чего золотник быстро перемещается.

Для обеспечения плавного переключения при высоких скоростях движения давление регулятора передается к редукционному клала ну в тот момент, когда рычаг переключения передач находится в положении «движение». В тех случаях, когда двигатель работает с не значительной нагрузкой при положении рычага переключения передач «движение», плавность переключений достигается при помощи вакуумного устройства изменения давления. Если во время работы двигателя со значительной нагрузкой принудительно включается низшая передача, то вакуумное устройство воздействует на редукционный клапан, увеличивая давление в системе. Однако существует противодействие со стороны давления регулятора, в результате чего сила, действующая на тормозную ленту низшей передачи, остается умеренной и переключение осуществляется не слишком резко.

Рекламные предложения:

Читать далее: Гидродинамическая передача пауэрфлайт (крайслер)

Категория: — Автомобильные сцепления

Главная → Справочник → Статьи → Форум

---

---

Гидродинамическая трансмиссия в компрессорах

5 января 2017 г.

Сотрудники и участники TMI

В нефтегазовой и энергетической отраслях изменение скорости в трансмиссии помогает оператору быстро реагировать на изменяющиеся условия процесса. Возьмем радиальные насосы, которые используются на электростанциях в качестве питательных насосов для котлов, в нефтепроводах для транспортировки сырой нефти или в качестве насосов для нагнетания воды. Если спрос на мощность меняется или производительность нефтяных месторождений снижается, трансмиссия с регулируемой скоростью позволяет корректировать параметры процесса и обеспечивает эффективную работу объекта.

Гидродинамический принцип был разработан в 1905 году немецким инженером Германом Фёттингером. Гидродинамическая трансмиссия преобразует крутящий момент и скорость в потоке мощности ведущей машины в рабочую машину по собственному, косвенному принципу. Механическая мощность, создаваемая циркулярным насосом, передается жидкости, которая переносит ее в виде гидравлической энергии и направляет на турбину. Там он преобразуется в свою механическую форму.

Рисунок 1: –Гидродинамический принцип Феттингера[/caption]

Приводной двигатель и ведомая машина механически разъединены через насосное и турбинное колеса. Циркуляционное масло гидродинамически передает мощность, а также обеспечивает отличные характеристики демпфирования. Другими преимуществами являются надежность и относительно простая система.

Передаваемая мощность гидродинамических растворов пропорциональна диаметру профиля 5 ^й мощности, кубу скорости вращения насосного колеса, плотности жидкости и характеристическому значению.

В соответствии с принципом пропорциональности при увеличении диаметра профиля на 10 % передаваемая мощность увеличивается примерно на 61 %. Изменение скорости вращения насосного колеса еще на 10 % приводит к повышению передачи мощности на 33 %.

Поэтому целью разработки гидродинамических агрегатов являются компактные агрегаты с небольшой площадью основания, работающие на высоких входных скоростях и при высоких температурах масла. В результате получаются небольшие блоки с наивысшей удельной мощностью. Преимущества – улучшаются по мере увеличения потребности в электроэнергии.

В 1985 году компания Voith представила на рынке Vorecon – комбинацию гидродинамической силовой передачи и планетарной передачи для управления скоростью насосов и компрессоров. На сегодняшний день продано более 600 единиц по всему миру как проверенная технология. На протяжении многих лет с использованием вышеназванных пропорциональностей непрерывно разрабатывались агрегаты для все более и более высоких мощностей. — В эксплуатации агрегаты мощностью от 1600 л.с. до 47000 л.с., частотой вращения от 800 об/мин до 17000 об/мин.

В типичной трансмиссии Vorecon располагается между 4-полюсным электродвигателем с фиксированной скоростью (синхронным или асинхронным) и ведомой машиной, которая может быть либо насосом, либо компрессором. Vorecon разработан со встроенной масляной системой для смазочного и рабочего масла, которая может подавать смазочное масло к водителю и ведомой машине. По сравнению с другими решениями эта функция значительно уменьшает занимаемую площадь.

Рисунок 2: Типовая система трансмиссии[/caption]

В июне 2016 года компания Voith представила новое поколение Vorecon, которое оптимизирует преимущества надежного решения, особенно в нижнем диапазоне мощностей от 2000 до 13000 л.с., и обеспечивает дополнительные преимущества для клиент.

VoreconNX сочетает в себе гидродинамическую передачу мощности с помощью гидротрансформатора встречного вращения (a), механической планетарной передачи (b) и шестерни с параллельным валом (c). Vorecon подключает приводную машину, т.е. электродвигатель с работающей машиной, например насосом или компрессором.

Первичный вал (1) соединен с водилом (2) планетарной передачи. Это означает, что большая часть входной мощности передается на планетарный редуктор напрямую, механически и почти без потерь.

Кроме того, насосное колесо (3) гидродинамического преобразователя крутящего момента соединено с входным валом и отводит лишь небольшую часть входной мощности. Поток жидкости передает эту мощность от насосного колеса к турбинному колесу (4) гидротрансформатора. Отведенная мощность передается на солнечную шестерню (5) планетарной передачи. Мощность от водила планетарной передачи и от солнечной шестерни объединяется в планетарной передаче, где зубчатый венец (6) передает накопленную мощность на выходную ступень шестерни.

Требуемая выходная скорость достигается за счет передаточного отношения шестерни с параллельным валом (7). Регулируемые направляющие лопатки (8) на насосном колесе регулируют расход жидкости в гидротрансформаторе и определяют скорость вращения турбинного колеса. Это позволяет плавно регулировать скорость ведомой машины.

Рисунок 3: Функциональная схема VoreconNX[/caption]

Компания Voith впервые смогла реализовать преобразователь крутящего момента с противовращением, разработанный с регулируемыми лопастями насоса. Результатом является повышение эффективности в условиях частичной нагрузки.

Во время разработки продукта VoreconNX регулируемые лопасти насоса были чрезвычайно сложной задачей и, с другой стороны, ключевым решением, сделавшим эту концепцию непревзойденной.

Регулирование мощности и скорости осуществляется с помощью гидротрансформатора встречного вращения и зависит от рабочего диапазона.

Мощность отводится от главного входного вала и регулируется регулируемыми лопастями насоса. Формат подобен рабочему колесу центробежного насоса: черная пластина, накладка и регулируемые лопасти насоса. Эти лопасти соединяются с гидравлическим приводом.

VEHS (электрический гидравлический привод Voith) представляет собой 4/3-распределительный клапан со встроенным магнитным регулятором силы, который управляет положением лопастей насоса при работе со скоростью 1500 об/мин или 1800 об/мин. Через кинематику регулировки, это соединение ротора и лопасти, регулировка угла и фактически запускается вращательное движение лопастей.

По измеренному фазовому сдвигу между ротором и статором с помощью ключевого вектора можно рассчитать реальный угол. Контур управления сравнивает фактическое положение и заданное положение и компенсирует разницу.

Рис. 4: Противовращательный преобразователь крутящего момента с исполнительным механизмом и контуром управления[/caption]

Вторым важным узлом VoreconNX является планетарный ряд, выполненный в виде револьверной планетарной передачи. Это означает, что все основные компоненты, такие как зубчатый венец, водило планетарной передачи и солнечная шестерня, вращаются. При таком расположении входная скорость соответствует скорости двигателя, является постоянной и связана с водилом планетарной передачи (сторона привода). Плавно регулируемые лопасти насоса в гидродинамическом преобразователе крутящего момента определяют переменную скорость наложения, которая исходит от солнечной шестерни.

Выходная скорость получается векторным сложением входной скорости и скорости наложения. Ведомая сторона реализована с помощью кольцевой передачи.

При минимальной выходной скорости VoreconNX все компоненты – солнечная шестерня, водило планетарной передачи и зубчатый венец вращаются в одном направлении (1). Уменьшение скорости солнечной шестерни вызывает увеличение выходной скорости. Примерно при 75 % максимальной продолжительной скорости солнечная шестерня не вращается. Это называется точкой переключения (2). Когда солнечная шестерня меняет направление вращения на противоположное, зубчатый венец набирает дополнительную скорость до 100% от максимальной продолжительной скорости (3).

Рисунок 5: Рабочие диапазоны — 1: Минимальная выходная скорость, 2: Точка переключения, 3: Максимальная выходная скорость[/caption]

Разработка VoreconNX заняла более 4 лет. Были построены четыре различных испытательных стенда для проверки частичных решений, таких как кинематика приведения в действие лопастей насоса. Геометрия гидротрансформатора встречного вращения была разработана с помощью расчетов CFD и интенсивных итерационных процессов оптимизации с использованием современного программного обеспечения для расчетов. Эти расчеты были подтверждены уменьшенными 3D-печатными прототипами насоса и турбинного колеса, которые были протестированы отдельно на испытательном стенде. В конце процесса предварительной разработки VoreconNX был построен прототип мощностью 6 МВт, который интенсивно тестировался в течение более пяти месяцев на собственном испытательном полигоне в Крайльсхайме (Германия).

Написано:

Питер Горецки (менеджер по продукту VoreConnx),

Hartmut Graf (Line Product Line VoreCon),

70 и Gearthelmess Barthelmess). Связанный контент:

Компрессоры

Статья о гидродинамике+трансмиссии из бесплатного словаря

Гидродинамика+трансмиссия | Статья о гидродинамике+трансмиссии от The Free Dictionary

Гидродинамика+трансмиссия | Статья о гидродинамике+трансмиссии The Free Dictionary

---

Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.

Возможно, Вы имели в виду:

Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:

гидродинамический передача инфекции

Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:

Не можете найти то, что ищете? Попробуйте выполнить поиск по сайту Google или помогите нам улучшить его, отправив свое определение.