Характеристики гидромуфты

Для анализа характеристик гидромуфты рассмотрим ее работу на установившемся режиме. В этом случае сумма моментов, приложенных к гидромуфте извне, должна равняться нулю, т.е.

M₁ – М₂ – M_с =0,

где M₁ – момент на валу насосного колеса; М₂ – момент на валу турбинного колеса; М_с – момент сопротивления.

Момент сопротивления М_с вызван трением в узлах гидромуфты. Наибольшее влияние на него оказывает трение вращающихся колес о воздух (в ряде конструкций вращающимся является также корпус). В большинстве эксплуатационных режимов момент M_c мал, и им можно пренебречь. Тогда

M₁ = M₂ = M. (4.1)

Зависимость (4.1) подтверждает равенство моментов на насосном и турбинном колесах.

Передаваемый гидромуфтой момент M₁, изменяется в зависимости от соотношения угловых скоростей насосного w₁ и турбинного w₂ колес. На рис. 4.2 приведены два варианта (I и II) зависимости передаваемого момента M от передаточного отношения i гидромуфты

. (4.2)

Рис. 4.2. Характеристика гидромуфты

Из анализа графиков M = f (i) на рис. 4.2 следует, что при больших передаточных отношениях i величина передаваемого момента M уменьшается, а при i ® 1 резко падает до нулевой величины.

Приведённая зависимость M = f(i) при w₁ =const называется характеристикой гидромуфты.

Характеристика гидромуфты, кроме М = f(i), включает также зависимость ее КПД от передаточного отношения h =f(i). КПД найдем из отношения выходной мощности на турбинном колесе N₂ к входной – на насосном колесеN₁. Тогда с учетом зависимостей (4.1) и (4.2) получим

. (4.3)

Таким образом, пренебрегая величиной момента сопротивления M_с, можно считать, что КПД гидромуфты равен ее передаточному отношению. Зависимость h =f(i) нанесена на рис. 4.2.

Формула (4.3) получена при допущении, что момент сопротивления M_с мал, и поэтому им можно пренебречь. Это является целесообразным в широком диапазоне изменения передаточного отношения i (участок ОЕ зависимости h= f (i) на рис. 4.2). Но при i 1 это недопустимо, так как в области больших i резко падает передаваемый момент, а при i = i_P он становится соизмеримым с моментом сопротивления М_с. В этом случае формула (4.3) становится неприемлемой, а КПД гидромуфты из-за момента сопротивления M_с резко падает – участок EF на зависимости h = f (i).

Режим максимального КПД гидромуфты (95 – 98 % – точка Е на рис. 4.2) принято считать расчетным. Момент М_P и передаточное отношение i_р, соответствующие этому режиму, также считают расчетными.