Гидравлические передачи

Страница 2

Гидростатические передачи представляют совокупность как минимум двух поршневых или ротационных гидравлических машин, соединенных между собой трубопроводами (. 38): объемного гидронасоса 1, преобразующего механическую энергию дизеля преимущественно в гидростатическое давление при незначительных расходах жидкости, и объемного гидромотора 3, в котором энергия давления жидкости вновь преобразуется в механическую энергию вращательного движения. Необходимо подчеркнуть, что давление теоретически несжимаемой жидкости целиком и полностью определяется степенью ее сжатия в гидронасосе 1. При проектировании локомотивных гидростатических передач энергией положения обычно пренебрегают из-за малой разности высот между гидронасосом и гидромоторами.

Гидромотор, в свою очередь, кинематически связан с колесной парой КП локомотива. Рабочая жидкость из гидромотора поступает в охлаждающее устройство, а затем в объемный гидронасос 1 (см . 38). Таким образом, в процессах преобразования и передачи энергии участвует сравнительно небольшой объем циркулирующей жидкости.

Из множества запатентованных конструкций гидростатических передач (ГСП) в практике отечественного тепловозостроения получили практическое применение так называемые аксиально-поршневые приводы и роликолопастные объемные передачи, позволяющие реализовать давление рабочей жидкости до 35 МПа.

К достоинствам ГСП можно отнести: простоту компоновки узлов передачи на тепловозе, высокий кпд, простоту регулирования тяговых свойств локомотива, хорошие весогабаритные показатели. Основные недостатки этого вида передач следующие — невысокая надежность передачи и ограничения по передаваемой мощности из-за высоких давлений рабочей жидкости, относительно высокая стоимость изготовления, резкое снижение кпд при износе гидромашин, большие потери энергии в трубопроводах и ряд других.

В 1961 г. по проекту профессора МИИТа А.С. Гордеева на Людиновском тепловозостроительном заводе был построен опытный тепловоз ТГС1 с гидростатической передачей мощностью 570 кВт (750 л.с). На тепловозе был установлен быстроходный четырехтактный дизель М753 и аксиально-поршневая передача с рабочим давлением жидкости порядка 15 МПа. Проведенные испытания тепловоза ТГС1 выявили ряд серьезных недостатков в работе этого типа передачи, и она была заменена на роликолопастную объемную передачу. По окончании испытаний тепловоза ТГС1 дальнейшие работы по совершенствованию и созданию новых конструкций локомотивов с гидростатическими передачами в нашей стране были свернуты.

Ряд тепловозостроительных фирм Австрии, Италии, Швейцарии и некоторых других стран в настоящее время успешно поставляют на мировой рынок тепловозы с ГСП небольшой мощности (до 200 кВт) для работы в горной местности и в промышленности. В нашей стране гидростатические передачи применяются в качестве привода вентиляторов холодильника на пассажирских локомотивах ТЭП60, ТЭП70, ТЭП80, ТГ16, ТГ22 и др.

Гидродинамические передачи. Гидродинамической передачей (ГДП) называются комплекс устройств, обеспечивающий передачу энергии с ведущего вала на ведомый (выходной) без механической связи, а лишь за счет динамического воздействия лопастных систем рабочих колес на жидкость.

Таким образом, принцип работы ГДП основан на преимущественном использовании кинетической энергии потока (расхода Q) рабочей жидкости, циркулирующей в замкнутом объеме, при сравнительно небольших значениях энергии ее давления.

Из механики известно, что кинетическая энергия Екин движущегося тела (жидкости) равна половине произведения массы тела на квадрат скорости его движения С2, т.е. Екин = mС2/2. При постоянной массе m жидкости количество энергии, передаваемое ГДП, будет определяться преимущественно скоростями С ее движения.

Принципиальная схема гидродинамической передачи показана на . 39. Основными элементами ГДП являются: центробежное лопастное насосное колесо Н (как бы генератор гидравлической энергии), лопастное турбинное колесо Т (гидравлический двигатель) и рабочая жидкость. Кроме них, в состав ГДП входят (см. . 39): направляющий аппарат 2, кожухи, питательные 3, 8 и отводящие 5, 7 трубопроводы с арматурой, емкости 6 с рабочей жидкостью и др.