Общие сведения о гидравлической передаче и ее технические данные

/ Тепловоз ТУ6А и ТУ7 / Общие сведения о гидравлической передаче и ее технические данные

Передаточным звеном в гидравлической передаче служит жидкость, главным образом специальные сорта масел. При этом механическая энергия ведущего элемента превращается в кинетическую и потенциальную энергию жидкости. В ведомом элементе запасенная энергия жидкости снова переходит в механическую энергию. В зависимости от преобладающего вида энергии (кинетической или потенциальной) гидравлические передачи разделяют на гидродинамические и гидростатические. На тепловозах применяют главным образом гидродинамическую передачу.

Важнейшей частью гидравлической передачи является гидротрансформатор (рис. 52). Насосное колесо 1, сидящее на ведущем валу, соединено с коленчатым валом дизеля. Турбинное колесо 2, установленное на ведомом валу, через систему зубчатых колес соединено с движущими колесными парами тепловоза.

Принцип работы гидротрансформатора заключается в следующем. Насосное колесо 1, вращаясь, нагнетает рабочую жидкость (масло) в турбинное колесо 2. Из турбинного колеса масло поступает в неподвижный направляющий аппарат 3 и, получив изменение момента количества движения, снова подводится к насосному колесу 1. Таким образом, рабочая жидкость постоянно движется по замкнутому пространству. В гидротрансформаторе насосное и турбинное колеса между собой механической связи не имеют; энергия от насосного колеса к турбинному передается только при помощи масла. Масло при движении в круге циркуляции встречает сопротивление, в результате чего происходит потеря энергии, которая переходит в тепло Так как эти потерн в зависимости от режима работы составляют от 10 до 30% мощности дизеля, то небольшое количество масла, находящееся в гидротрансформаторе, могло бы быстро нагреться до температуры вспышки. Чтобы этого не слу-

Схема гидротрансформатора

Рис. 52. Схема гидротрансформатора:

1 - насосное колесо' 2 - турбинное колесо; 3 - направляющий ап-парат;пн и пт - частоты вращения насосного и турбинного колес Стрелками отмечено движение жидкости в круге циркуляции чилось, масло из гидротрансформатора пропускают через теплообменник, в котором тепло передачи отводится в атмосферу.

Гидротрансформатор, состоящий из трех колес-насосного, турбинного и направляющего аппарата. - называется одноступенчатым. Такие гидроаппараты применяются в передаче тепловоза ТУ7. Гидротрансформатор, в котором насосное и турбинное колеса разделены на ступени, называется многоступенчатым.

Одним из важнейших свойств гидротрансформатора, предопределившим возможность применения его в тепловозной передаче, является автоматическое изменение момента на выходном (турбинном) валу с изменением его частоты вращения, причем зависимость момента от частоты вращения близка к гиперболической, т. е. к идеальной тяговой характеристике. Внешние характеристики гидротрансформаторов тепловоза ТУ7, .полученные при испытаниях на стенде при постоянной частоте вращения еходного вала пвх = 1350 об/мйн, показаны на рис. 53.

Гидротрансформатор, у которого момент на насосном валу при постоянной частоте вращения не изменяет своей величины при изменении частоты вращения турбинного вала, называется непрозрачным. Непрозрачный гидротрансформатор обеспечивает

Внешняя характеристика гидропередачи УГП 40011

Рис. 53. Внешняя характеристика гидропередачи УГП 40011:

" вх и пвых- частоты вращения входного и выходного (раздаточного) валов; Мвх и Мвых-вращающие моменты на входе и выходе гидропередачи; т; пер - к п д. передачи

Схема гидравлической муфты

Рис. 54. Схема гидравлической муфты:

1 - насосное колесо; 2 - турбиннои колесо; пя и пт - частоты вращения насосного и турбинного колес постоянный режим работы дизеля при изменении сопротивления движению. Гидротрансформаторы, устанавливаемые в гидропередачах тепловозов ТУ7, относятся к непрозрачным. В гидропередачах тепловозов применяют два или три гидротрансформатора, располагая их последовательно. Иногда к одному гидротрансформатору присоединяют механическую коробку скоростей или гидромуфты (обычно одну или две). В гидромуфте (рис. 54), как и в гидротрансформаторе, энергия от ведущего вала к ведомому передается только посредством жидкости, циркулирующей по колесам, однако трансформации вращающего момента не происходит, поэтому начальный вращающий момент дизеля равен моменту передачи. Частота вращения ведомого (турбинного) вала при передаче момента меньше частоты вращения ведущего (насосного) вала. Гидромуфты на тепловозах широко применяются также для привода вспомогательных агрегатов. На тепловозе ТУ7 гидромуфта будет использована для привода вентилятора.

Гидропередача для своевременного переключения ступеней (гидротрансформаторов) оборудована системой автоматического переключения путем заполнения рабочей жидкостью одного из двух гидротрансформаторов, наиболее выгодно отвечающего условиям движения тепловоза. Система автоматического управления- электрогидравлическая. Электрическая часть является командной, гидравлическая - исполнительной. Связь между этими системами осуществляется посредством электрогидравлических вентилей.

На тепловозе ТУ7 установлена гидропередача Калужского машиностроительного завода. В зависимости от условий и режима работы тепловоза гидропередача позволяет осуществлять трогание с места и движение тепловоза с использованием полной мощности дизеля в широком диапазоне скорости, автоматическое включение одного из гидротрансформаторов, наиболее еыгодно отвечающего условиям движения тепловоза, и переключение реверса для обеспечения движения тепловоза в заданном направлении.

Технические данные гидропередачи

Тип передачи ................... гидравлическая с двумя гидротрансформаторами

Обозначение (шифр)............... УГП 40011

Тип гидротрансформаторов:

пускового.................. ТП-0,45 Д,=520 мм маршевого.................. ТМ-0,95 Да=410 мм

Переключение ступеней скорости......... автоматическое

Система автоматического управления гидропередачей (САУГ).................. электрогидравлическая двухимпульсная

Падение момента на выходном валу при переключении ступеней скорости от его значения в расчетной точке, %................ не более 30

Продолжительность восстановления момента, с . . не более 5

Система переключения реверса......... электропневматическая

Продолжительность переключения реверса, с , . . 4-5

Направление вращения входного вала...... по часовой стрелке (если смотреть со стороны входного вала)

Номинальная частота fвpaщeнйя входного вала,

об/мин..................... 1 600

Максимальные отборы мощности на 'вспомогательные нужды:

на привод компрессора, л. с.......... 7,5

на привод генератора, кВт.......... 10

на^ привод питательного насоса, л. с. ■ . . . 14 Система питания гидротрансформаторов и охлаждение рабочей жидкости ............ последовательная с расположением холодильника после гидротрансформаторов

Максимальная эксплуатационная температура ра-

► бочей жидкости на выходе нз трансформаторов, °С -|-115

Рекомендуемая эксплуатационная температура рабочей жидкости, °С.............. +80

Минимально допустимая температура рабочей жидкости прн пуске гидропередачи, °С....... -15

Давление воздуха, необходимое для питания сервоцнлиндров и блокировок, кгс/см2....... 5-6

Масса гидропередачи (сухая), кг......... 2 500

Габаритные размеры, мм:

длина.................... 1640

высота .................. 1 376

ширина по лапам............... 1 100

Объем масляной ванны, л:

гидроредуктора................ 113

раздаточного редуктора ........... 22

Моторесурс, ч.................. 20 000

Гидравлическая передача тепловоза ТУ7 | Тепловоз ТУ6А и ТУ7 | Устройство гидропередачи