Определение КПД гидропривода при работе в цикличном режиме

Общий КПД привода при цикличной работе

Средняя за цикл полезная мощность привода N_пол.ср для привода с гидроцилиндром

N_пол.ср= где R - усилие, действующее на гидроцилиндр, Н; υ_ПР - скорость хода поршня, м/сек; t_x – время холостого хода, сек; t_Ц – время рабочего хода, сек.

Затрачиваемая мощность привода (насосной установки) N_пр.ср

N_пр.ср= где Q_Н , P_Н - подача и давление насоса; η - общий КПД насоса. N_пол.ср==666,7 Вт; N_пр.ср==4152,4 Вт.

η_общ==0,16=16%

53 Гидродинамическая передача (турбопередача) — устройство для передачи механической энергии посредством потока жидкости, в которое входят динамические гидромашины. В качестве динамических гидромашин используются лопастные гидродвигатели и лопастные насосы. Последние не следует путать с пластинчатыми насосами.

В машиностроении наибольшее распространение получили два вида гидродинамических передач — гидротрансформаторы и гидромуфты.

Гидромуфты служат для передачи вращающего момента без изменений.

Вращающие моменты на входном и выходном валах гидротрансформатора отличаются в большинстве режимов работы. Главное конструктивное отличие гидротрансформатора от гидромуфты — наличие неактивного колеса (реактора), которое в большинстве случаев неподвижно.

Гидродинамические передачи: а — гидротрансформатор; б — гидромуфта; 1 — рабочее колесо насоса, установленное на ведущем валу; 2 — рабочее колесо гидротурбины, установленное на ведомом валу; 3 — неподвижный направляющий аппарат — реактор. Стрелками показано направление потока рабочей жидкости.

54 Гидравлическая муфта (гидромуфта, турбомуфта) — вид гидродинамической передачи, в которой, в отличие от механической муфты, отсутствует жёсткая кинематическая связь между входным и выходным валом, и, в отличие от гидротрансформатора, отсутствует реактор.

Гидромуфты применяются в коробках передач автомобилей, некоторых тракторов, в авиации и других областях техники.

Перед механическими муфтами, гидромуфты имеют те преимущества, что ограничивают максимальный передаваемый момент, и таким образом, предохраняют приводной двигатель от перегрузок (что особенно важно при пуске двигателя), а также сглаживают пульсации момента.

Однако КПД гидравлической муфты ниже, чем КПД механической.

Коэффициентом трансформации гидромуфты называют отношение угловой скорости ведомого вала к угловой скорости ведущего вала:

где — угловая скорость ведомого вала; — угловая скорость ведущего вала.

где и — мощность, соответственно, на ведомом и ведущем валах; и — момент вращения на ведомом и ведущем валах.

На рис.1 схематично в меридиональном сечении показана гидромуфта, имеющая ведущее лопастное насосное колесо центробежного типа 1(насос) и ведомое лопастное колесо, выполняющее функцию реактивной турбины 2(турбина). Оба колеса имеют,как правило, плоские радиальные лопатки 3 и 4. К насосу 1 присоединен вращающийся при работе корпус 5. Диски 6 и 7 насоса и турбины выполнены в виде чаш с криволинейными образующими.
В сововокупности с межлопастными каналами торообразная часть полости гидромуфты, заключенная между чашами насоса и турбины, является рабочей полостью. Между торцами колес имеется небольшой осевой зазор, благодаря чему возможно вращение одного колеса относительно другого. Замкнутая полость гидромуфты заполняется рабочей жидкостью (РЖ), в качестве которой используются чаще всего минеральные маловязкие масла.
В пожароопасных условиях применяются вода и водные эмульсии, а также трудновоспламеняемые синтетические масла.
В гидромуфте (гидропередача без внешней опоры) момент на турбине всегда равен моменту на насосе, но передача энергии в ней происходит с определенными потерями, характеризуемыми в рабочем режиме значением К.П.Д. Поскольку моменты колес раны, то К.П.Д. численно равен отношению частоты вращения турбины n ₂ к частоте вращения насоса n_1, т.е. передаточному отношению i (i = n ₂/ n ₁). Крутящий момент гидромуфты передается всегда при некотором отставании скорости турбины от скорости насоса. Это значит, что гидромуфта работает со скольжением S г = (n ₁- n ₂)/ n ₁₌ 1- i. Скольжение отображает долю потерь мощности, идущих на нагрев РЖ и деталей гидромуфты.

Гидротрансформатор (турботрансформатор) или конвертор крутящего момента (англ. torque converter) — устройство, служащее для передачи и преобразования, в отличие от гидромуфты, крутящего момента от двигателя внутреннего сгорания к коробке передач и, следовательно, позволяющее автоматически бесступенчато изменять крутящий момент и частоту вращения, передаваемые коробке передач.