Гидромеханические передачи мощности.

Классификация гидромеханических передач (МГМП).

В гидромеханических передачах мощности объединяются основные положительные качества гидралической передачи (бесступенчатость) и механической передачи (высокий к.п.д.).

По сравнению с гидравлическими передачами мощности гидромеханические передачи имеют следующие положительные качества:

  1. меньшие габариты и вес;
  2. более высокие средние значения к.п.д., особенно при частичных нагрузках;
  3. меньшие вентиляционные и механические потери;
  4. лучшую приемистость, так как процесс переключения скоростей в МГМП может осуществляться за доли секунды, в то время как процесс опорожнения и наполнения гидротрансформаторов в МГП составляет 3-5 сек.

На рисунке приведена примерная классификация гидромеханических передач.

К однопоточным МГМП относятся такие передачи, у которых вся мощность от дизеля к колесам тепловоза подводится единым потоком, при этом в зависимости от стпени скорости движения либо последовательно через гидротрансформатор и коробку скоростей, либо только через гидротрансформатор, а чаще всего только механичеким путем.

К двухпоточным МГМП относятся такие передачи, в которых мощность от дизеля к колесным парам тепловоза подводится двумя путями: механическим и через гидротрансформатор. В зависимости того, гда происходит разделение потока мощности - до или после гидротрансформатора, двухпоточные передачи делятся на передачи с суммированием и с разделением мощности.

Двухпоточные гидромеханические передачи с одним гидротрансформатором.

Суммирование и разделение мощности выполняют дифференциальные зубчатые механизмы планетарного типа, поставленные до гидротрансформатора - разделение мощности или после гидротрансформатора - суммирование мощности.

Схемы двухпоточных гидромеханических передач с одним гидротрансформатором представлены на рисунке.

Представлеными схемами не исчерпываются все возможности получения двухпоточным передач. Однако как показали проведенные исследования, что только данные схемы обеспечивают определнные преимущества двухпоточных схем перед однопоточными. Это преимущество заключается в увеличении к.п.д., хотя коэффициент трансформации вращающего момента при использовании двухпоточной гидромеханической передачи будет несколько ниже, чем при использовании однопоточной.

Гидромеханические передачи с несколькими гидромашинами.

Описанные ранее двухпоточные гидромеханические передачи предусматривают включение в схему тягового привода одного гидротрансформатора. Но возможно также составить схему МГМП и с несколькими гидротрансформаторами, последовательно включенными в работу, и с присоединением к ускоренной механической передачи.

Передачи такого типа имеют большие размеры, чем ранее рассмотренные, в связи с установкой нескольких гидротрансформаторов. Их преимущество перед МГМП с одним гидротрансформатором заключается в том, что на них применен гидравлический способ переключения ступеней скорости (по типу многоциркуляционных передач), который обладает большей эксплуатационной надежностью чем механический.

Схема такой передачи представлена на рисунке.

Мощность дизеля в данной передаче передается двумя путями: 1 - через вал 1, дифференциал разделения мощности 2, водило 3 на насоные колеса гидротрансформаторов I и II; 2 - механическим путем от вала 1, через дифференциал 2, и далее на шестерни 8 и 9.

При трогании тепловоза с места заполняется маслом первый гидротрансформатор и мощность передается двумя потоками: через ГТРI и механическим путем.

На средних скоростях масло сливается из первого гидротрансформатора и заливается во второй и мощность передается также двумя потоками: через второй гидротрансформатор и механическим путем.

Третья ступень скорости (прямая механическая передача) осуществляется путем слива масла из второго гидротрансформатора и торможения водила. Мощность при этом будет передаваться только механическим путем.

 

Однопоточные гидромеханические передачи.

В качестве примера однопоточной гидромеханической передачи рассмотрим устройство и принцип действия гидропередачи модели S Шведской фирмы SRM (Svenska Rotor Maskiner),представленную на рисунке.

Она состоит из двухступенчатого гидротрансформатора, планетарного редуктора, двух ленточных тормозов и механизма автоматического регулирования.

Лопатки реактора укреплены в диске, соединенном с полым валом, вращающимся совместно с солнечной шестерней планетарного редуктора. С этим же валом соединен тормозной барабан.

Второй тормозной барабан связан с осью сателлитов (с водилом) планетарного редуктора. На 1-й ступени скорости включен тормоз Т2, в результате чего планетарный редуктор превращается в простую зубчатую передачу. Реактор при этом вращается в направлении, противоположном вращению турбинного колеса. Таким образом, к моменту турбинного колеса прибавляется момент реактора, увеличенный зубчатой передачей 1, 2 и 3 и измененный по направлению так, что он совпадает с моментом от турбинного колеса. Суммарный момент от турбинного колеса и реактора на 1-й ступени скорости в 8—10 раз превышает номинальное значение момента на насосном колесе.

После разгона до заданной скорости происходит автоматическое переключение на 2-ю скорость. Синхронность переключения тормозов T1 и Т2 обеспечивает автоматический регулятор: поршни сервомоторов обеих лент одновременно действуют в противоположных направлениях. В результате торможения реактора коэффициент трансформации момента снижается, а скорость увеличивается. Мощность передается только гидравлическим путем; снижения силы тяги при переключении не бывает.

В модели DS имеется еще третья, чисто механическая ступень, на которой дизель через фрикционную муфту соединяется с выходным валом передачи, минуя гидротрансформатор. В момент включения прямой передачи специальное устройство кратковременно, примерно на 1 сек, уменьшает подачу топлива в цилиндры дизеля. При движении по инерции передача автоматически выключается и дизель работает на холостом ходу.

Описанная передача обладает хорошими тяговыми качествами; износ и нагрев тормозных лент ничтожно малы.

 


Форум СЦБистов - Railway Automation Forum