Гидравлическая передача тепловоза
— совокупность гидравлических машин, позволяющих передавать энергию от ведущего элемента трансмиссии тепловоза к ведомому. По принципу работы различают гидродинамического передачи, применяемые на тепловозах в качестве тяговых передач, и гидростатические (гидрообъёмные) передачи — для привода вспомогательные агрегатов. Гидродинамического передачи устанавливают преим. на маневровых тепловозах, тепловозах промышленного транспорта, дизель-поездах и автомотрисах.
К гидродинамического передачам относятся гидромуфты и гидротрансформаторы. Гидромуфта состоит из центробежного насоса, приводимого от двигателя локомотива, и гидравлические турбины, соединённой через зубчатую передачу с колёсными парами. Рабочие колёса насоса и турбины сближены и образуют полость, внутри которой циркулирует рабочая жидкость — минеральное масло. Энергия от насосного к турбинному колесу передаётся путём гидродинамического взаимодействия потока жидкости и лопастных систем рабочих колёс. При этом вращающие моменты на насосном и турбинном колёсах равны между собой: Мн= Мг. Гидромуфта осуществляет передачу с ведущего насосного на ведомое турбинное колесо без изменения вращающего момента. Кпд гидромуфты равен отношению произведений моментов и частот вращения турбинного и насосного колёс: цм = МгС0т/(Мнс0н) = г, где г — передаточное отношение. Наибольшее значение кпд 0,97.
Основным отличие гидротрансформатора от гидромуфты в том, что у гидротрансформатора наряду с насосным и турбинным колёсами имеется неподвижное лопастное колесо (направляющий аппарат), которое передаёт воспринимаемый им вращающий момент на корпус гидротрансформаторов. В гидротрансформаторе соотношение вращающих моментов: МТ = Мя± ± Мна. Гидротрансформатор, в отличие от гидромуфты, преобразует (трансформирует) практически пост, вращающий момент насосного колеса в перем. вращающий момент на турбинном колесе, что важно для работы локомотива. Кпд гидротрансформатора: Ягтр~Мт«В1/(МвС0и) ~кг, где k — коэф. трансформации вращающего момента, г — передаточное отношение. Наибольший кпд 0,88.
На тепловозах применяют многоциркуляц. гидродинамического передачи, состоящие из неск. гидротрансформаторов и гидромуфт, которые включаются при наполнении их полостей рабочей жидкостью под большим давлением и выключаются при опорожнении. Гидротрансформатор и гидромуфта образуют одну ступень скорости. На низких скоростях (первых ступенях) используются гидротрансформаторы, поскольку именно они обеспечивают трансформацию вращающего момента и большую силу тяги, необходимую для преодоления сопротивления при трогании локомотива с места и при движении на подъёмах. На более высоких скоростях используются гидромуфты, передающие вращающий момент без его трансформации. На отечеств, тепловозах применяют многоциркуляц. гидродинамического передачи с двумя гидротрансформаторами, либо с двумя гидротрансформаторами и одной гидромуфтой (например, на тепловозах ТГМ4, ТГМ6, ТГМ8), или с одним гидротрансформатором и двумя гидромуфтами (например, на тепловозах ТГМ1, ТГМ23). Число ступеней скорости определяется из условия высоких значений кпд передачи во всём диапазоне рабочих скоростей локомотива. За рубежом используются гидропередачи с одним гидротрансформатором на тепловозах для промышленного транспорта и с неск. гидротрансформаторами на магистральных тепловозах .
Кинематическая схема трёхциркуляционной гидродинамической передачи УГП 750/1200 тепловозов ТГМО, ТГМ4: 1 — гидромуфта; 2 и 3 — гидротрансформаторы; Zi— Z13 — зубчатые колёса.
В трёхциркуляционной гидродинамической передаче с двумя гидротрансформаторами и одной гидромуфтой (см. рис.) вращающий момент передается от дизеля через зубчатые колёса Zi и Z2 на вал насоса. Турбинное колесо гидротрансформатора первой ступени скорости через зубчатые колёса Zi и Zi передаёт вращающий момент вторичному валу, соединённому с реверс- режимным редуктором. Реверсирование тепловоза и включение поездного и маневрового режимов работы осуществляются посредством шлицевых муфт и зубчатых колёс Zs — Zt3. Ступени скорости включаются автоматически системой управления, в которую входят золотниковая коробка и электрогидравлические вентили. Выбор требуемой ступени скорости и её включение соответствуют сопротивлению движения и частоте вращения вала двигателя. Гидравлическая передача тепловоза обеспечивают независимое вращение ведущего и ведомого валов, плавное трогание с места и разгон, автоматическими изменение передаточного отношения между ведущей и ведомой частями передачи, ограничение крутильных колебаний. Передачи сравнительно просты в изготовлении, однако по экономичности на 5—7% уступают электрическое передачам. Применение эффективно на тепловозах мощностью до 1500 кВт.
Рубрики