Энергия. 7 СӨЖ ПТМ. Гидромуфта мен гидротрансформатор жмысына салыстырмалы талдау жргізу
 Скачать 152.11 Kb.
|
|
Гидромуфта мен гидротрансформатор жұмысына салыстырмалы талдау жүргізу Гидравликалық трансформатор-бұл гидравликалық муфтаға қарағанда күрделі құрылғы. Турбиналық және сорғы дөңгелектерінен басқа, кем дегенде тағы бір қосымша доңғалақ бар. Бұл доңғалақ қозғалыссыз, сондықтан оны реактивті деп атайды Доңғалақ немесе реактор. Сонымен қатар, гидротрансформатор дөңгелектерінің құрылымдық ерекшелігі-олардың пышақтарының күрделі қисық профилі.  Гидротрансформатордың конструктивтік схемасы: а-осьтік қима; 6-дөңгелектерді жаймалау Гидротрансформатордың осьтік қимасында (сурет. 8.4, а) көрсетілген: h сорғы дөңгелегі, T турбиналық дөңгелегі, реактивті доңғалақ (реактор) Р, К түрлендіргіш корпусы, сондай-ақ М еркін муфтасы. Гидротрансформатордың құрылымдық схемасы Сур. 8.4. Гидротрансформатордың конструктивтік схемасы: а-осьтік қима; 6-дөңгелектерді жаймалау Гидротрансформатордағы жұмыс процесін түсіндіру үшін, интерпостальды кеңістіктегі сұйықтық бөлшектері күрделі кеңістіктік қозғалыс траекториясына ие, суретте. 8.4.б, сондай-ақ гидромуфтаны қарастыру кезінде, гидротрансформатор дөңгелектерінің жаймасы келтірілген. H сорғы дөңгелегі Coj бұрыштық жылдамдығымен Мх қозғалтқышының моментімен кіріс білігі арқылы айналады. Сорғы дөңгелегінің жауырын аралық кеңістігіндегі сұйықтық онымен бірге айналады және айналу осінен дөңгелектің шеткерісіне қарай (сур. 8.4). Айналмалы қозғалыста сорғы доңғалақтарының пышақтарымен әрекеттесіп, сұйықтық бөлшектері жылдамдық пен кинетикалық энергияны алады. 2-ші нүктеге жақын жерде сұйықтық ағыны Н сорғы дөңгелегінен Т турбиналық доңғалақтың жауырын аралық кеңістігіне өтеді (суретті қараңыз). 8.4, а). - Сур. 8.4, B 2-ші нүктеде сұйықтық бөлшегі абсолютті v2 жылдамдығына ие сорғы доңғалағының пышағынан "үзіліп", ал V2 жылдамдығы 2-ші нүктеде турбина доңғалағының пышағына "шабуыл жасайды". Турбиналық доңғалақтың жауырын аралық кеңістігінде сорғы дөңгелегінде пайда болған сұйықтық бөлшектері турбиналық доңғалақтың пышақтарына әсер етеді және оны CO2 бұрыштық жылдамдықпен айналдырады - бұл кезде сұйықтық бөлшектері сорғы дөңгелегінде алынған кинетикалық энергияны біртіндеп жоғалтады және перифериядан айналу осіне ауысады (2-ші нүктеден 3-ші нүктеге дейін). 8.4, б). 3-нүктеге жақын жерде сұйықтық ағыны Т турбиналық дөңгелегінен Р реакторына ауысады (суретті қараңыз. 8.4, а). Бұл жағдайда қарастырылған бөлшек реактордың қисық иық пышағы бойымен 3 ' нүктеден г нүктесіне ауысады (суретті қараңыз. 8.4, б). Сонымен қатар, оның жылдамдық векторы бағытын V3-тен Vv-ге өзгертеді, Г нүктесінде бөлшек абсолютті жылдамдыққа ие реактор пышағынан шығады және сол жылдамдықпен сорғы доңғалағының нүктесіне / пышағына түседі (суретті қараңыз. 8.4, б). Осылайша, нүктенің айналасындағы сұйықтық ағыны / (суретті қараңыз. 8.4, а) сорғы дөңгелегінің жауырын аралық кеңістігіне жылжиды және жұмыс процесі қайталанады, яғни сұйықтық дөңгелектердің жауырын аралық кеңістігінде кейбір Q ағынымен жабық контур бойынша айналады. Р реакторы гидротрансформатор арқылы берілетін айналу моментін өзгерту үшін, яғни Мх кіріс моментінен ерекшеленетін м2 моментін Шығыс білігіне алу үшін қызмет етеді. Сорғы доңғалағындағы Мх-дан турбиналық доңғалақтағы м2-ге дейінгі моменттің өзгеруі реактор қалақтарымен ағынның қосымша бұралуына байланысты, яғни жылдамдық векторының бағытын k3do V{ (суретті қараңыз. 8.4, б). Біз MX сорғы білігі мен турбина м2 дөңгелектерінің моменттері мен реактор қабылдаған момент, м3 арасындағы байланысты табамыз. Ол үшін біз 4.2.3-тегі қалақты гидромашиналар үшін алынған тәуелділікті (4.12) қолданамыз. Бұл жағдайда теңдеулер келесі форманы алады:  Ұқсастық бойынша біз реактордағы момент үшін өрнекті де жазамыз:  Формулада (8.7) Қос "±" белгісімен реактор қабылдайтын м3 айналдыру сәті сорғы және турбиналық дөңгелектердің айналу бағытымен әрекет ету бағыты бойынша сәйкес келуі, сондай-ақ қарама-қарсы жаққа бағытталуы мүмкін екендігі ескерілген. Теңдеулердің оң және сол бөліктерін (8.5), (8.6) және (8.7) қорытындылаймыз. Бұл жағдайда алынған теңдеудің оң жағында әр түрлі белгілері бар жұп мүшелер пайда болады, нәтижесінде осы теңдеудің оң бөлігі нөлге тең болады:  Осылайша, гидротрансформатордың дөңгелектері қабылдаған моменттердің қосындысы нөлге тең болады. Айта кету керек, Vl және Y3 векторлары бірдей болған кезде әр түрлендіргіштің жеке жұмыс режимі бар (суретті қараңыз. 8.4, б). Гидромуфт режимі деп аталатын бұл жеке режимде MX = M2 моменттерінің теңдігі қамтамасыз етіледі. Одан ауытқыған кезде көрсетілген теңдік бұзылады. Сонымен қатар, ол бір бағытта да бұзылуы мүмкін: М2 > мүк, ал екінші жағынан: м2< мүк. Сондай-ақ, (8.8) теңдеуде мойынтіректердегі, тығыздағыштардағы үйкеліске, сондай-ақ гидротрансформатордың Айналмалы дөңгелектері мен оның бекітілген корпусы арасындағы алшақтықта орналасқан сұйықтыққа үйкеліске байланысты Мс кедергісінің моменті ескерілмейтінін ескеріңіз. Кедергінің осы сәтін ескере отырып, гидротрансформатордағы моменттер тепе-теңдігі пайда болады  Айта кету керек, көптеген жұмыс режимдерінде МС кедергісінің моменті теңдеуге кіретін басқа сәттермен салыстырғанда аз. Сондықтан, гидротрансформатордың жұмысын талдау кезінде көп жағдайда Мс мәні ескерілмейді. Моменттердің тепе-теңдігін көрсететін График (8.8) суретте көрсетілген. 8.5, а. ол жетек білігінің тұрақты бұрыштық жылдамдығында (Oj және тұрақты Мх моменті) I = co2/®I гидротрансформатордың беріліс қатынасы функциясында салынған. Осы графикалық тәуелділікті талдайық. Xl5-тің кез-келген нүктесінде кішігірім беріліс қатынастарында (/ < /*) сипаттамада еркін таңдалған, м2 моментінің мәні Мх Және М3 моменттерінің қосындысымен анықталады (суретті қараңыз. 8.5, а). Кезінде / = / * реактордағы Мъ шамасы нөлдік мәнді және Мх = М2 қабылдайды. Гидротрансформатордың мұндай жұмыс режимі  Гидротрансформатордың сипаттамалары Сур. 8.5. Гидротрансформатордың сипаттамалары: А-айналу моменттері; б-өлшемсіз сипаттама (моментті өзгертпестен), оның жұмыс процесін қарау кезінде айтылғандай, гидравликалық муфтаның режимі деп аталады. I > /* кез келген еркін таңдалған l 2 нүктесінде М2 шамасы м{ және Мъ моменттерінің айырмашылығымен анықталады (суретті қараңыз. 8.5, а). Гидротрансформаторлардың қасиеттерін салыстырмалы талдау кезінде өлшемсіз параметрлер кеңінен қолданылады. Атап айтқанда, сәттің өзгеруін бағалау үшін трансформация коэффициенті енгізіледі  Графикалық тәуелділік = / ( / ) суретте келтірілген. 8.5, ә.ол м2 =f(I) тәуелділігін іс жүзінде қайталайды. 8.5, а, өйткені соңғысы MX = const үшін салынған. Трансформация коэффициентінің максималды мәні гидротрансформатордың мақсаты мен дизайнына байланысты айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Көптеген гидротрансформаторлар үшін ол ^шах = 2,5 мәнін алады...8. Гидротрансформатордың тиімділігінің маңызды сипаттамаларының бірі оның тиімділігі болып табылады. (8.2) және (8.9) формулаларын ескере отырып, гидротрансформатордың пәк  яғни, гидротрансформатордың тиімділігі оның k моментінің өзгеру коэффициентінің көбейтіндісіне және беріліс қатынасына тең/. Т| = /(/) тәуелділігі суретте көрсетілген. 8.5, ә. бұл график D нүктесінде максимумы бар қисық және А және F нүктелеріндегі нөлдік мәндер. А нүктесінде тиімділік мәні нөлдік мәнді алады, өйткені осы нүктеде / = 0, ал / ' нүктесінде мән нөлдік мәнді алады, өйткені бұл нүктеде к = 0 болады. Суретте көрсетілген График. 8.5, B, әдетте гидротрансформатордың өлшемсіз сипаттамасы деп аталады. Гидротрансформаторларды, әсіресе автомобильдерде қолдану олардың жоғары ПӘК-мен шектелмей отыр. Сонымен, гидротрансформаторлардың көпшілігі үшін оның максималды мәні г / = 0,8 құрайды...0,9 (суреттегі D нүктесі. 8.5, б), бірақ осы режимнен ауытқу кезінде айтарлықтай төмендейді. Бұл әсіресе беріліс коэффициентінің жоғары мәндері саласындағы құлдырау, яғни i -> 1 кезінде (F нүктесінің айналасы, сурет. 8.5, б). Талдау көрсеткендей, i —> 1 кезіндегі гидротрансформатордың пәк I = i * бастап айтарлықтай арттыруға болады. Осы режимге дейін (i < / * кезінде) м3 реакторындағы момент оң мәнге ие болды (суретті қараңыз. 8.5, а), ал одан кейін (кезінде / > /*) мъ моменті теріс мәнді қабылдайды. Сондықтан I = i* кезінде реактордағы момент белгіні немесе әрекет бағытын өзгертеді. Бұл жағдай келесідей қолданылады. Гидротрансформатордың конструкциясына м еркін жүрісінің муфтасы кіреді (суретті қараңыз. 8.4, а) моментті тек бір бағытта беретін және моментті қарама-қарсы бағытта беру кезінде реактор дөңгелегінің еркін айналуын қамтамасыз ететін. Содан кейін реактивті доңғалақтағы моменттің оң мәні болған кезде, бұл доңғалақ қозғалмайды (еркін инсульт ілінісі оны момент түрлендіргішінің бекітілген корпусымен қатты байланыстырады). Мъ моментінің бағыты өзгерген кезде еркін жүретін муфта сұйықтық ағынымен бірге еркін айнала бастайтын реакторды босатады және гидротрансформатор гидромуфт режиміне өтеді. Екі құрылғыны біріктіретін осындай гидротрансформатор (гидротрансформатор және гидромуфт) күрделі гидротрансформатор деп аталады. Күрделі гидротрансформатордың сипаттамасы о < / < /* кезінде кәдімгі гидротрансформатордың сипаттамасымен сәйкес келеді, яғни тиімділікке тәуелділік ADE сызығы болып табылады (суретті қараңыз. 8.5, б). Ал i > /'* кезінде кешенді трансформатордың сипаттамасы гидромуфтаның сипаттамасымен сәйкес келеді, яғни пәк тәуелділігі ЕВС желісі болып табылады. Осылайша, күрделі гидротрансформатордың пәк ADEBC желісі бойынша өзгереді (суретті қараңыз. 8.5, б) және кәдімгі гидротрансформатормен салыстырғанда үлкен беріліс қатынасы (кіші сырғу) саласында айтарлықтай жоғары мәндерге ие. Күрделі трансформатордың трансформация коэффициенті оның гидравликалық муфталар режиміне өтуімен K = 1 мәнін қабылдайтынын ескеріңіз, өйткені бұл режимде Мх = М2 болады. |