Гидромуфта принцип работы: Гидравлическая муфта принцип работы

Содержание

Гидромуфты | Атанор Инжиниринг

Гидромуфты для промышленности и производства

Европейские аналоги отечественных гидромуфт ГП, ГПВ, ГПП, ГПЭ, ГПБ

Гидромуфты Westcar (Италия), New Turbostart (Италия), TB Wood’s и Wichita Clutch используются в промышленных приводах различного оборудования по всему миру.

Вы можете купить гидромуфту привода у нас у нас со клада в Москве или под заказ из Европы. Оказываем помощь с подбором гидромуфты под ваше применение. Прямые контакты с производителями.

Westcar New Turbostart Corbetta TB Wood’s Wichita Clutch  
  Итальянская компания Westcar является разработчиком и производителем эластичных и гидромуфт для защиты силового привода при пуске для разных отраслей промышленности.
Итальянская компания New Turbostart s.r.l. — известный производитель гидродинамических и гидромеханических муфт для различных промышленных применений.
  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 1470 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт

  • New Turbostart

    Мощность от 0,37 до 2200 кВт




Назначение гидромуфт

Гидромуфты помогают существенно снизить нагрузки на двигатель и редуктор при пусках, внезапных остановках; обеспечивают плавный пуск двигателя.

Благодаря отсутствию жесткого механического контакта, передача мощности от двигателя проходит с минимальным механическим износом элементов силового привода.


Достоинства гидромуфты

  • плавный пуск электродвигателя и приводных механизмов
  • гашение пиковых нагрузок и скачков крутящего момента
  • защита электродвигателя и приводного механизма в случае резкой остановки привода
  • улучшение пусковых и статических характеристик
  • снижение вращательных колебаний привода при работе

Принцип работы гидромуфты

В роли рабочей жидкости гидромуфты обычно выступает минеральное масло. В некоторых случаях, когда требуется обеспечение более высоких показателей характеристик гидромуфты, по специальному заказу, изготавливаются гидромуфты, где вместо масла используется вода (трение, создаваемое водой меньше).

Крутящий момент от двигателя преобразуется в гидромуфте в кинетическую энергию движения рабочей жидкости, которая затем переходит в механическую энергию.


Три режима функционирования гидромуфты

Гидромуфта Westcar Rotofluid K

Перед началом работы

Рабочая жидкость в муфте неподвижна.

Гидромуфта Westcar Rotofluid K

При пуске двигателя

Рабочая жидкость гидромуфты начинает приводиться в движение насосным колесом. Циркуляция жидкости приводит в движение турбинное колесо гидромуфты.

Гидромуфта Westcar Rotofluid K

В рабочем режиме

Номинальный рабочий режим (номинальное скольжение) гидромуфты создается заданной разницей скоростей вращения насосного и турбинного колес гидромуфты. В этом режима муфта просто передает крутящий момент от двигателя к рабочему органу.


Замена гидромуфты

Своевременная замена отслужившей свой срок гидромуфты позволит избежать долгосрочного простоя оборудования.

Читать подробнее

Гидромуфта – области применения

Защита при пусках двигателя и редуктора от чрезмерных нагрузок, обеспечение плавного пуска и другие достоинства гидромуфт делают их очень востребованными в различных видах промышленного оборудования.

Читать подробнее

Примеры применения гидромуфт

Гидромуфта Westcar Rotofluid между электродвигателем и приводом конвейера
Гидромуфта Westcar Rotofluid в приводной системе промышленной мельницы
Гидромуфта Westcar Rotofluid в гриндере
Гидромуфта Westcar Rotofluid в компрессоре
Гидромуфта Westcar Rotofluid в дробилке
Гидромуфта Westcar Rotofluid в шредере

Планетарный противоточный смеситель HPGM. В его конструкции используется гидромуфта Westcar Alfa 60, 75х140.


В паровых сушилках Tremesa Haarslev, применяемых для переработки биоотходов, используются гидромуфты Westcar.


Забойные конвейеры служат для транспортирования горных пород в карьерах, шахтах, трудятся в комплексах непрерывного действия по транспортировке вскрышных пород. В их приводах находя применение гидромуфты Westcar Rotofluid (замена отечественных муфт ГПЭ, ГПП).


В плунжерных насосах, входящих в промышленные насосные агрегаты применяются гидромуфты Westcar Rotofluid.


Сделать заказ на гидромуфты

Гидромуфта и гидротрансформатор

Гидродинамическая передача — гидромуфта и гидротрансформатор

Гидродинамическая передача

В настоящее время имеются два типа гидродинамических передач: гидромуфта и гидротрансформатор.

 

Гидромуфта

 

Гидромуфта — самый простой элемент гидропривода. Ее отличительная особенность заключается в том, что крутящий момент на ведущем валу гидромуфты всегда равен моменту на выходном валу. Конструкция гидромуфты очень проста. Она состоит из насосного и турбинного колес примерно одинаковой конструкции, находящихся в заполненном маслом картере.

При вращении насосного колеса масло под воздействием центробежной силы начинает двигаться по направляющим лопаткам к периферии, приобретая при этом кинетическую энергию. Из насосного колеса оно попадает в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему часть своей энергии, приводя его, тем самым, во вращение.

При быстром вращении насосного колеса масло совершает сложное движение, состоящее из переносного и относительного движений. Первое возникает за счет вращения масла вместе с насосным колесом. Второе определяется перемещением масла вдоль насосного колеса к периферии. Относительное движение вызвано действием центробежных сил, возникающих в масле в результате вращения вместе с насосным колесом.

В результате на выходе из насосного колеса абсолютная скорость потока масла определяется векторной суммой скоростей переносного и относительного движений.

Часть энергии потока масла, определяемая его переносной скоростью отдается через лопатки турбинному колесу.

Гидротрансформатор.

Принцип действия гидротрансформатора (трансформатора) такой же, как и гидромуфты. Те же самые относительное и переносное движения масла. Но для увеличения крутящего момента на выходном валу трансформатора введен дополнительный элемент — реакторное колесо (реактор, иногда статор). Реактор устанавливается между выходом из турбины и входом в насосное колесо, и предназначен для направления потока масла, выходящего из турбинного колеса, таким образом, чтобы его скорость совпадала с направлением вращения насосного колеса. В этом случае неизрасходованная в турбинном колесе энергия масла используется для дополнительного увеличения частоты вращения насосного колеса, что соответствующем образом увеличивает кинетическую энергию масла. Следствием этого является увеличение крутящего момента на валу турбинного колеса, по сравнению с моментом, подводимым к насосному колесу от двигателя. Следует отметить, что соотношение моментов на насосном и турбинном колесах определяется отношением угловых скоростей этих элементов. Максимальное увеличение крутящего момента происходит при полностью остановленной турбине.

Такой режим работы трансформатора называется стоповым. Современные трансформаторы имеют коэффициент трансформации момента на стоповом режиме 2,0-2,5. Под термином «коэффициент трансформации» понимается отношение момента, развиваемого турбинным колесом, к моменту на насосном колесе.

Затем, в процессе увеличения частоты вращения турбинного колеса, происходит снижение эффективности работы реактора, и крутящий момент на валу турбинного колеса уменьшается. Это вполне объяснимо, поскольку, чем выше частота вращения турбинного колеса, тем меньше влияние переносной скорости потока масла на лопатки этого колеса. В момент, когда частота вращения турбины составит приблизительно 85% частоты вращения насосного колеса, реакторное колесо, благодаря муфте свободного хода, теряет связь с картером трансмиссии и начинает свободно вращается вместе с потоком, не воздействуя на него. В результате этого трансформатор переходит в режим работы гидромуфты, коэффициент трансформации которой равен 1.

Трансформатор обладает несколькими благоприятными свойствами. Его установка приводит к плавному изменению крутящего момента, нагружающего трансмиссию, что увеличивает долговечность агрегатов трансмиссии и снижает затраты на ее ремонт. Плавное изменение крутящего момента самым благоприятным образом сказывается при движении по слабонесущим грунтам и скользкой дороге (лед, снег), поскольку в этом случае снижается вероятность срыва грунта и буксования ведущих колес. Кроме того, трансформатор является превосходным демпфером крутильных колебаний двигателя, которые гасятся маслом и не пропускаются в механическую часть трансмиссии.

Что такое гидромуфта и где применяется. Принцип работы гидромуфты вентилятора Гидромуфта flender принцип работы

– легко управляемые, удобные и практичные транспортные средства для перевозки (перемещения) на санях (волокушах) или лыжах людей, а так же грузов по занесенным снегом тропинкам в лесу, по полям, замерзшим рекам и озерам. Обычно они используются не только для развлечения и зимних гонок по пересеченной местности, но и для практически полезных дел – перевозки на санях или лыжах людей, а также грузов по снежному и ледяному покрову, в том числе глубокому, влажному и рыхлому.
На них можно эффективно работать и в распутицу, успешно продвигаясь даже по непролазной грязи. Они на практике подтвердили свою полезность охотникам, рыбакам, путешественникам и любителям зимнего отдыха на природе

. Перед выходом в продажу эти устройства были испытаны в четырёхлетней работе в северных районах страны.
Разработчики мотобуксировщиков фактически заменили собачью упряжку более долговечным и неспособным заболеть или устать механизмом. За историческое сходство такую технику называют мотособаками, стальными лайками, миниснегоходами. Интересно, что Райда в переводе означает «оленья упряжка».
Принцип устройства таких мотобуксировщиков прост и доступен даже ребенку, а взрослый разберется с ним в два счета. Он базируется на работе двигателя внутреннего сгорания, установленного на специальную платформу. Вращение вала двигателя передается вариатором на ведущую звездочку, что приводит в движение гусеницу. На платформе стоит или сидит на стульчике водитель, к основе прикрепляются прочные износостойкие сани-волокуши из полиэтилена низкого давления, эффективного даже при -60 градусах. Особенности конструкции буксировщика и волокуши облегчают скольжение даже по сложной поверхности.
В отличие от автомобиля или , мотобуксировщики Райда не склонны к проскальзыванию и заносам. Они настолько компактны, что помещаются в багажник авто, имеют малый вес и маневренность, поэтому на них легко передвигаться по пересечённой местности, даже со сложным ландшафтом.
Мотобуксировщики Райда едут гораздо быстрее и легче лыжника, даже если тяжело нагружены. В отличие от саней, их можно использовать в любое время года, в любую погоду и где угодно. Они проще в плане ухода и мобильнее, чем объемные и неуклюжие снегоходы. Мотособаки Райда прочнее прочих аналогичных устройств благодаря применению в конструкции особых материалов, выдерживающих низкие температуры и механические воздействия.
Мотобуксировщики Райда оснащены хорошо зарекомендовавшим себя 4-хтактным 1-цилиндровым двигателем воздушного охлаждения «Briggs & Stratton» мощностью 4,5 л.с., развивающий скорость до 20 км/ч. Такая техника способна увезти водителя и 2 человек либо 400 кг груза. В грузовом отсеке можно перевозить снаряжение, топливо, инструменты и другие вещи весом до 40 кг.
Техника отличается усиленной ходовой частью и измененной конструкцией натяжного механизма гусеницы. Ведущий вал и опорные катки мотобуксировщика установлены на 205 подшипниках, а не обычных 204. Опорные катки ходовой части изготовлены из пластика с полиуретановым ободом, а штанги сделаны из гибкой трубы прямоугольного сечения, а не круглого.
Мотобуксировщики Райда не нуждаются в регистрации, не облагаются транспортным налогом и управлять ими может даже подросток. Не требуется ставить их на учет и получать специальное водительское удостоверение. Они универсальнее и практичнее мопеда, интереснее и удобнее в управлении, чем снегоход, причем не занимает место для хранения. Мотособаки Райда имеют привлекательную цену, износостойки, долговечны и поддаются ремонту . Более того – так как в конструкцию мотобуксировщика заложен принцип трансформера , то он не только ремонтопригоден, но и предоставляет возможность улучшения модернизации в зависимости от своих нужд.

Мотобуксировщики уже давно популярны среди рыбаков, охотников и лыжников. Мотособака?Райда? предназначена для транспортировки 1?3 человек на санях-волокушах по рыхлому или мокрому снегу. Буксировщик имеет особую конструкцию, позволяющую ему перемещаться достаточно быстро в труднопроходимых местах.

Райду? можно использовать как для зимних гонок, так и для серьезных целей, например, для перевозки грузов, рыболовных снастей и добычи. Она также подходит для активной охоты на болотах, в лесах и других труднопроходимых местах.

Технические характеристики

Мотобуксировщик?Райда? при весе 92 кг имеет размеры 1510 х 650 х 770 мм. Это позволяет легко транспортировать его даже в легковом автомобиле. На буксировщик установлена широкая гусеница 500 мм для перемещения по рыхлому глубокому снегу (бывают модели с гусеницей 380 мм).

Транспортное средство оснащено четырехтактным китайским двигателем Lifan (более дорогая модификация имеет двигатель Honda). При его мощности от 4,5 до 6 л. с. в зависимости от модели мотобукисровщик?Райда? расходует 2 л/моточас и может разгоняться до 18 км/ч. Мотособака снабжена системой воздушного охлаждения Briggs & Stratton. Для заправки можно использовать как 92-ой так и 95-й бензин.

Грузоперевозки можно осуществлять? прикрепив к буксировщику сани-волокуши или используя его грузовой отсек. Сани не поставляются в комплекте, а покупаются отдельно.

Ремонт мотобуксировщика

Ремонтировать мотобуксировщик?Райда? лучше научиться самому? это избавит вас от лишних трат и поисков сервисного центра. Особенно это актуально, если он сломался где-нибудь в глуши и выявлять причину проблемы нужно на месте. Кроме того, если у вас есть опыт ремонта собственного автомобиля или другой подобной техники, то вы вполне справитесь с мотобуксировщиком. И хотя движущиеся части здесь не колеса, а гусеницы, во всем остальном принцип ремонта своими руками мотособаки?Райда? ничем не отличается от настройки другой техники.

Вскоре, например, может понадобиться ремонт автоматического сцепления. Однако, в основном, оно не ломается за один раз. Через сезон или два после покупки мотобуксировщик может стать слабее, так что уже не будет вытягивать двоих и более человек. При этом мотор будет работать как обычно? в полную мощь. Если подобные?симптомы? наблюдаются у вашего транспортного средства, значит, вышло из строя сцепление.

Если вылилось масло, а сальник выдавило, то, возможно, сцепление еще в состоянии работать. Если же оно окончательно вышло из строя, то требуется более серьезный ремонт. Для восстановления автоматического сцепления нужно купить новый набор шестеренок и заменить их. Но более надежный и дешевый способ? подточить более прочные шестерни, купленные для мотоцикла?Ява?. Если вы имеете общее представление о том, как работает сцепление, то легко справитесь с этой задачей.

Для того чтобы слить масло и не запачкать сам буксировщик, поставьте его перед этим на какую-нибудь подставку. Открывайте пробку только тогда, когда все приготовлено, и используйте вместо воронки пластиковую бутылку.

Чтобы произвести ремонт сцепления или другого узла мотобуксировщика?Райда?, с собой нужно брать все необходимые инструменты. Если проблемы со звездочками уже были, то, возможно, с собой лучше брать их запасной комплект.

Сборка мотобуксировщика?Райда?

Некоторые предпочитают собрать мотобуксировщик?Райда? самостоятельно. Для этого нужно заказать его в разобранном виде. Для сборки необходим лишь комплект гаечных ключей? чертеж и инструкция обычно прилагается. Какой вариант самый лучший? купить мотобуксировщик?Райда? в собранном виде или в разобранном, ? трудно сказать. С другой стороны, такое знакомство с внутренними узлами мотособаки пригодится впоследствии при его ремонте. Это не должно вызвать каких-либо трудностей, если вы уже работали с механической техникой.

Несмотря на все свои достоинства, ?Райда? не сравнится по качеству сборки и долговечности используемых материалов с мотобуксировщиками?Чинук? и Paxus. Однако если нужно сэкономить, то?Райда? достаточно недорогая мотособака, и если ее модернизировать на свой лад, также будет верно служить своему хозяину.

Дочерняя компания известного во всем мире бренда Siemens — Flender уже больше 80 лет занимает лидирующие позиции на рынке промышленного оборудования. На заводах бренда изготавливают мотор-редукторы, приводы, электродвигатели и муфты Flender.

Муфты — это устройства, с помощью которых соединяют валы друг с другом, а также с другим оборудованием по одной оси или под углом. Задача этих устройств — передача крутящего момента. Конструкция создана так, чтобы передавать механическую энергию без какого либо изменения ее параметров. Благодаря собственным исследованиям, лабораториям и постоянному движению вперед, инженеры компании создали семь вариантов муфт Siemens для разных задач, отраслей, техники.

Наш каталог муфт Flender полностью на русском языке. Для удобства покупателей изделия размещены в разделах по вида и сериям:

  • высокоэластичные Elpex;
  • гидромуфты Fludex;
  • зубчатые Zapex;
  • Bipex;
  • пластинчатые Arpex;
  • упругие Rupex;
  • эластичные N-Eupex.

Каждый вид имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе или покупке. Рассмотрим каждый чуть подробнее.

Семь видов муфт в каталоге Flender

Elpex — отличаются высокой эластичностью, обладают максимальным показателем упругой крутильной деформации. Торсионный люфт отсутствует. Отлично подходят для механизмов с непостоянным крутящим моментом или сильным смещением.

Fludex — оптимальный вариант для конвейеров, элеваторов, приводов, дробилок или смесителей. Также подходят для промышленных вентиляторов, мельниц и центрифуг.

Zapex — обладают высокой способность передачи крутящего момента. Из отличительных свойств – малые габариты, небольшой вес, жидкая смазка. Чаще всего применяются для несоосных валов. Конструкция основана на принципе модульности.

Bipex — компактный вариант с низким люфтом кручения. Позволяют соединять различные машины.

Arpex — используются более чем тридцать лет в самых различных областях. Главное преимущество — не требуют обслуживания. Не только соединяют валы, но еще компенсируют смещение. Производятся из высококлассной стали.

Rupex — относятся к упругим муфтам, выдерживают высокие перегрузки. Применяются в приводах, требующих повышенной безопасности.

N-Eupex и N-Eupex DS — способны компенсировать смещение, конструкция создана по принципу модальности. Включают эластичные элементы, которые необходимо менять по мере износа.

Каждый из типов имеет несколько типоразмеров, исполнений, почти все — возможность подключения дополнительных, расширяющих модулей.

Где используются

Муфты, кроме передачи механической энергии, решают еще две задачи:

  • соединяют отдельные механизмы;
  • защищают технику от перегрузок.

Поэтому часто используются в следующих сферах: машиностроение, транспортировка грузов, строительство, промышленность, конвейерное производство, гражданская авиация и т.д.

Мы помогаем подобрать оборудование из каталога, организуем доставку по России. При необходимости, проводим монтаж на объекте заказчика, предоставляем гарантийное обслуживание. Позвоните нам или оставьте заявку через сайт, чтобы обсудить подробности.

В некоторых видах двигателей устанавливается привод вентилятора с охлаждающей функцией от коленвала. Соединение осуществляется через специальную деталь, называемой гидромуфтой. В чём суть действия этого прибора, строение и процесс его функционирования, пойдёт речь в данной статье. Также немаловажным фактором является правильное использование данного узла, технические особенности и, в случае необходимости, проведение ремонта.

Свойства

Отметим основные свойства, которыми обладают гидромуфты:

  • Ведомые и ведущие валы действуют вне зависимости друг от друга. К примеру, когда ведомый вал находится в покое, то в это время ведущий вал может функционировать или соответствовать промежуточному значению угловой скорости. Но отметим, что значение последней не может равняться скорости вращения ведущего вала. Обычно её значения меньше на 2 – 3%.
  • Именно гидравлические муфты смогут обеспечить плавное начало движения транспорта и плавный набор разгона.
  • Строение организовано таким образом, что в ней отсутствуют детали, которые тесно соприкасаются между собой. Другими словами отсутствует процесс трения деталей, а следовательно, их износ сводится к минимуму.
  • Гидромуфта сдерживает крутильные колебания.
  • С её помощью обеспечивается бесшумное функционирование передач.
  • Обеспечивается высокие показатели коэффициента полезного действия, до 0,96 – 0,98.
  • Высокая степень надёжности при эксплуатации.С их помощью можно организовать управление, как на дистанционном, так и на автоматическом уровне.

История

Своим рождением гидротрансформатор и гидромуфта обязаны развитию судостроения в конце XIX века. С появлением на кораблях морского флота паровых машин возникла острая необходимость в новом дополнительном механизме, который позволял бы плавно передавать крутящий момент от паровых двигателей к большим и тяжелым гребным винтам, погруженным в воду. Такими устройствами стали гидромуфта и гидротрансформатор, которые запатентовал в 1905 году немецкий инженер и изобретатель Герман Феттингер. Позже эти механизмы адаптировали для установки на лондонские автобусы, а затем на автомобили и первые дизельные локомотивы для более плавного начала движения.

Устройство и принцип работы гидромуфты

Внутри гидромуфты очень близко друг к другу соосно размещены два вращающихся колеса с лопастями. Одно соединено с ведущим валом (насосное), а второе с ведомым (турбинное). Все пространство вокруг них в гидромуфте заполнено рабочей жидкостью (масло).

Принцип работы гидромуфты очень прост. Её ведущий вал вращается двигателем. Вместе с валом в корпусе гидромуфты циркулирует и масло. За счет своей вязкости оно постепенно все больше и больше вовлекает за собой в это вращение ведомый вал. Таким образом, крутящий момент от двигателя плавно нарастая постепенно через жидкость передается на ведомый вал.

Устройство и принцип работы гидротрансформатора

По сути, гидротрансформатор это та же гидромуфта в которой между вращающимися колёсами добавлено третье лопастное колесо – реактор (статор). Посредством муфты свободного хода оно может вращаться на ведущем валу, образуя единое целое с насосным колесом. Это происходит до тех пор, пока обороты вращения насоса и турбины различаются. Как только они уравниваются, реактор начинает вращаться независимо от насоса, превращая гидротрансформатор в гидромуфту.

Достоинства и недостатки гидромуфты

В настоящее время гидромуфты устанавливаются на автомобили с полуавтоматическими коробками передач (грузовые, автобусы, реже легковые), на тракторы, в авиационные турбины, применяются в металлообрабатывающих станках. К достоинствам гидромуфты можно отнести простоту конструкции, обеспечение плавности изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя на механизмы трансмиссии, снижение ударных нагрузок на шестеренчатые пары коробок передач.
Недостатком гидромуфты является меньший по сравнению с гидротрансформатором коэффициент полезного действия из-за больших потерь при высоких оборотах ведущего вала двигателя. По этой причине на современные легковые автомобили гидромуфты практически не устанавливаются.

Гидромуфты подразделяются на регулируемые и замкнутые.

Регулируемые гидромуфты предназначены, как правило, для относительно неглубокого (до 30-40%) регулирования частоты вращения ведомого вала привода. Наиболее экономичным такое регулирование является лишь для машин, у которых мощность нагрузки в процессе работы изменяется пропорционально кубу частоты вращения турбины, т.е. N 2 =(i 3) Nн (Nн- номинальная мощность при полной скорости и n 1 =const.). К таким машинам относятся мощные (до15тыс.квт) центробежные насосы, турбогенераторы, вентиляторы. Менее экономичным регулирование с помощью гидромуфт является в случае, когда мощность изменяется пропорционально квадрату частоты вращения,т.е. N 2 =(i 2) Nн. Максимальные потери мощности Nпот. в первом случае составляют Nпот.= 0,148 Nн при i=0,666, а во втором случае 0,25 Nн- при i=0,5. Для многих лопастных машин регулирование гидромуфтой имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами регулирования скорости.

Основные типы и характеристики замкнутых гидромуфт .

Замкнутые гидромуфты постоянного наполнения условно могут быть подразделены на предохранительные и пускопредохранительные.

Предохранительные гидромуфты ограничивают крутящий момент значением, меньшим на 15-20% максимального (опрокидного) момента приводного электродвигателя (двигатель). Значение пускового(стопового) момента в отдельных моделях таких гидромуфт может иметь значение 1,3-1,4 от величины номинального момента. В этом случае предохранительная гидромуфта выполняет функцию муфты предельного момента. Пускопредохранительная гидромуфта предназначена для поддержания вращающего момента привода в течение всего периода разгона машины в пределах 1,3-1,5 от номинального момента.

Характерным примером применения предохранительной гидромуфты как муфты предельного момента является роторный экскаватор, а пускопредохранительной гидромуфты — ленточный конвейер большой длинны.

На рис.2 показана предохранительная гидромуфта ГП 740, имеющая симметричные насос 1 и турбина 2 , межлопастные каналы которых образуют рабочую полость 3. Насос 1 соедин?н посредством фланцев с вращающимся корпусом 4. Турбина 2 установлена на полом валу 5, имеющем посадочное отверстие для монтажа гидромуфты на входной вал редуктора. Насос 1 посредством пальцев 6 и упругих втулок 7 связан с полумуфтой 8 вала электродвигателя. В центральной части полости гидромуфты имеется камера 9.

При работе гидромуфты на установившемся режиме вся РЖ находится в рабочей полости 3 и, как было указано выше, циркулирует по каналам насоса и турбины.

В указанном режиме в камере 9 РЖ отсутствует, т.к. оба колеса (насос 1 и турбина 2) вращаются с большой частотой вращения при минимальном их скольжении. В случае возрастания нагрузочного момента скорость турбины 2 начинает уменьшаться.

При определенной величине внешней нагрузки РЖ опускается по лопаткам турбины 2 к центру гидромуфты и достигает границ камеры 9. С дальнейшим ростом нагрузки и скольжения вс? большее количество РЖ устремляется в камеру 9, в то время как количество ее в рабочей полости 3 уменьшается. Так как расход РЖ по каналам насоса и турбины в этом переходном режиме падает, то крутящий момент, передаваемой гидромуфтой, не возрастает и ограничивается вполне определeнной величиной. Остановка турбины 1 (скольжение 100%) соответствует практически полному заполнению камеры 9 РЖ, находящейся в ней в состоянии динамического равновесия. Последнее обусловлено тем, что насос 1 постоянно всасывает ту порцию жидкости, которая в данный момент поступает из турбины 2 в указанную камеру. При снятии внешней нагрузки первоначальная картина восстанавливается, поскольку вся РЖ перетекает вновь из камеры 9 в рабочую полость 3. Пуск гидромуфты сопровождается аналогичным гидравлическим процессом, но с той лишь разницей, что он протекает в обратном порядке по сравнению с режимом торможения ведомого вала.

Вал 5 турбины 2 имеет два подшипника качения 10 и 11, позволяющие этому колесу свободно вращаться по отношению к насосу 1. Полость гидромуфты во избежание вытекания РЖ уплотнена на валу 5 манжетами 12 и 13.

На рис. 3 представлены графики внешних моментных характеристик асинхронного короткозамкнутого двигателя (а) и предохранительной гидромуфты (б). В качестве допущения принято, что при изменении момента частота вращения насоса (мин -1) n 1 =const.

Момент гидромуфты Мг подчиняется зависимости

Мг = λ i?(n 1 / 60) 2 ?D a 5 ,где:

λi -безразмерный коэффициент момента, являющийся параметром гидромуфты данного типа при заданном значении i,
ρ — плотность РЖ,
Da — активный диаметр, равный наибольшему диаметру рабочей полости гидромуфты.

Из приведенной зависимости следует, что изменение М г с изменением n 1 следует закону квадратичной параболы.

График 1 на рис.3 относится к «чисто» предохранительной гидромуфте, а график 2- к предохранительной гидромуфте, выполняющей функции муфты предельного момента с пониженным пусковым (стоповым) моментом при i=0. Из сопоставления характеристик видно, что момент гидромуфты при любом передаточном отношении i не превышает максимальный момент (М макс. ) двигателя, работающего в установившихся режимах на устойчивом участке своей моментной характеристики независимо от величины нагрузки.

Работе привода с номинальной нагрузкой М н соответствует точка А (i= 0,965- 0,975). При возрастании внешнего нагрузочного момента от значения М н до М кр (Мкр — критический момент гидромуфты) на участке А-В скорость турбины уменьшается до значения iкр? n 1. Далее момент гидромуфты либо уменьшается в соответствии с графиком 1 , либо не меняется и оста?тся примерно равным Мкр (график 2). Во обоих случаях процесс снижения скорости турбины вплоть до полной ее остановки (i =0) протекает быстро и соответствует участкамВ-С 1 , В-С 2 неустойчивой работы гидромуфты. В точках С 1 и С 2 гидромуфта работает устойчиво со скольжением 100%. В этом режиме вся подводимая энергия преобразуется в тепло, повышающее температуру РЖ, что может при срабатывании тепловой защиты приводить к выбросу РЖ и устранению тем самым силовой связи гидромуфты с двигателем.

В случае отсутствия гидромуфты включение двигателя в электросеть вызывает ударное приложение усилий к элементам передачи, эквивалентное среднему значению М пуск. Использование же гидромуфты совместно с двигателем коренным образом и в лучшую сторону изменяет характер пускового процесса.

Внешняя нагрузка на двигатель в период пуска определяется только параметрами моментной характеристики гидромуфты. Если пуск двигателя осуществляется,например, при полностью блокированном ведомом валу привода, то внешний крутящий момент (М г) плавно нарастает от нуля по параболам 0-с 1 и 0-с 2 соответственно при характеристиках 1 и 2. В точках с 1 и с 2 работа двигателя с частотой вращения, близкой к рабочей, устойчива, поскольку момент гидромуфты 0-С 1 и 0-С 2 при ее скольжении, равном 100%, меньше М макс.

Пуск привода при номинальной нагрузке М н и характеристике гидромуфты, например, 2 (Рис. 3) можно условно разделить на три фазы. В первой фазе при неподвижной турбине двигатель быстро разгоняется по параболе 0-с 2 до точки к пересечения этой кривой с линией М н=const. При частоте вращения двигателя n 1к турбина совместно с ведомой частью привода страгивается с места и ускоряется, что соответствует второй фазе пуского процесса. В течение этой фазы двигатель разгоняется, преодолевая момент сопротивления гидромуфты, изменяющийся так же по параболе 0-с 2 . Завершению этой фазы соответствует точка с 2 пересечения кривой 0-с 2 с рабочим участком характеристики двигателя и точка В на графике 2 характеристики гидромуфты. Третья завершающая фаза определяется участком a-c 2 характеристики двигателя и соответственно участком A-B характеристики гидромуфты. В этой фазе момент гидромуфты изменяется от М кр до М н.

На рис.4 приведена конструкция пускопредохранительной гидромуфты ГПП530 с тормозным шкивом, которая устанавливается на входной вал коническо-цилиндрического редуктора приводного блока ленточного конвейера.

Отличительной особенностью этой гидромуфты гидромуфты в сравнении с предохранительной является то, что помимо насоса 1, турбины 2, корпуса 3 и вала 4 турбины в центральной части полости муфты предусмотрена пусковая камера (камера) 5, образованная внутренней нерабочей поверхностью насоса 1 и прикрепленной к нему крышкой 6. Заполнение камеры 5 РЖ при неподвижной гидромуфте и при ее вращении происходит через кольцевой вход 7 , имеющийся в крышке 6.

Выход РЖ из камеры 5 в рабочую полость 8 при работе гидромуфты осуществляется через ряд отверстий 9 небольшого сечения, выполненных в цилиндрической стенке указанной камеры. При неподвижном состоянии гидромуфты РЖ свободно заполняет большую часть объема камеры 5. В процессе быстрого пуска двигателя камера 5 под напором насоса полностью заполняется РЖ и остается максимально заполненной практически до полного разгона машины.

Расход РЖ, перетекающей постоянно в рабочую полость 8 из камеры 5, сполна компенсируется большим расходом РЖ, поступающей в нее из каналов турбины 2.

Объем РЖ в камере 5 начинает уменьшаться лишь после разгона ведомого вала привода до скорости, близкой к номинальной. При этой скорости центробежные силы, воздействующие на РЖ в каналах турбины, будут препятствовать ее проникновению к кольцевому входу 7. В связи с этим рабочая полость будет постепенно пополняться через отверстия 9 РЖ, поступающей из камеры 5. Последняя полностью опорожнится лишь после окончания разгона машины.

Способность пускопредохранительной гидромуфты удерживать в пусковом процессе значительную часть РЖ в полости пусковой камеры обеспечивает снижение пускового момента привода до значения (1,3-1,6) М н и тем самым растянутый во времени плавный разгон машины.

Ограничение пускового момента в указанных пределах необходимо для большинства ленточных конвейеров, поскольку при этом устраняются опасные динамические колебания натяжения ленты и ее пробуксовка по барабанам.

Экспериментально полученные графики изменения частот вращения насоса и турбины, а также крутящего момента гидромуфты ГПП530 в процессах пуска механической системы, имитирующей разгон ленточного конвейера, приведены на рис.5.

Рассмотрение графических зависимостей n 1, n 2 и М г от времени процесса t указывает на то, что двигатель легко разгоняется за 1,8-2,0 с, в то время как ведомый вал, нагруженный моментом сопротивления, равным М н, и инерционной нагрузкой (момент инерции 28 кгм 2), ускоряется до номинальной частоты вращения за 34с.

При пускопредохранительной гидромуфте привод приобретает в известном смысле признаки адаптивной системы, т.к. при сниженном моменте сопротивления движению уменьшается и вращающий момент М г, в связи с чем плавность пуска сохраняется.

Как предохранительные, так и пускопредохранительные гидромуфты могут иметь конструктивное исполнение «гидромуфта-шкив». В таких гидромуфтах шкив (например шкив клиноременной передачи) прикрепляется к корпусу или к соединенной с ним турбине. Внутреннее лопастное колесо выполняет при таком исполнении функцию насоса.

На рис.6 показана предохранительная гидромуфта ГМШ500 исполнения «гидромуфта-шкив», в которой болтами к турбине 1 присоединен шкив 2. Насос 3 установлен на валу 4, с помощью которого гидромуфта может быть консольно смонтирована на валу двигателя.

Заключение

Включением гидромуфты в состав привода достигается существенное улучшение его статических и динамических характеристик, что способствует повышению эксплуатационной надежности машин.

Гидромуфта, способная в режимах пуска и торможения ограничивать заданным значением крутящий момент, является эффективным быстродействующим средством защиты от недопустимых перегрузок двигателя, механической передачи и машины в целом.

Обладая свойствами демпфирования и гашения крутильных колебаний, пульсирующих и пиковых нагрузок, гидромуфта позволяет увеличить срок службы машин.

Гидромуфты ведущих фирм Запада широко используются во всех отраслях промышленности большинства стран мира. В то же время в России так же, как и в странах СНГ, наблюдается значительное отставание в сфере серийного производства и применения гидромуфт, что снижает технический уровень и эксплуатационную надежность многих отечественных машин.

Гидромуфты FLUDEX используются в приводах конвейерных систем, таких как ленточные конвейеры, ковшевые элеваторы и цепные конвейеры. В тяжелой промышленности муфты FLUDEX используются в различных механизмах, таких как приводы рабочих колес, дробилки, вальцы, смесители, большие венти-ляторы, питательные насосы котлов, большие компрессоры, центрифуги и вспомогательные приводы мельниц.

Можно также отметить такие механизмы, как приводы насосов, приводы генераторов механизмов отбора мощности, ветроэнергетические системы, приводы дверей и ворот.

В приводах с дизельным двигателем гидромуфты FLUDEX используются на приводимых машинах, имеющих большой момент инерции.

Гидромуфты используются в различных отраслях деятельности, обеспечивают экономичность и надежность работы привода. Размещенные в данном разделе гидродинамические муфты Fludex представлены в трех основных сериях, имеют 15 типов и 16 типоразмеров.

Принцип действия и конструкция гидромуфты

Передача усилия гидродинамической муфтой Fludex основана на принципе Фётингера, разработанного и запатентованного в начале прошлого столетия немецким ученым Г. Фётингером. Сутью идеи является возможность передачи мощности без жесткого соединения входного и выходного валов, что обеспечивает защиту двигателя и исполнительного механизма от вредных динамических нагрузок.

Основными элементами гидромуфт являются насосные и турбинные лопастные колеса, размещенные во внешнем корпусе.Колеса расположены напротив друга. Процесс передачи крутящего момента состоит из преобразования механической энергии насосного колеса в энергию потока рабочей жидкости, которая приводит в действие турбинное колесо и, соответственно, преобразуется в его механическую энергию.При этом нет механического взаимодействия между насосным и турбинным колесами и, как следствие, отсутствует значительный износ деталей. В качестве рабочей жидкости данной гидравлической системы используется, как правило, минеральное масло.

Принцип Фётингера в муфтах Fludex обеспечивает целый ряд конструктивных и эксплуатационных преимуществ:

  • Мягкий пуск механизмов без ударных и чрезмерных динамических нагрузок. Не требуется запас мощности электромотора.
  • Разгон больших масс при уменьшенной нагрузке на электродвигатель. Это позволяет использовать более дешёвые электромоторы с коротко-замкнутым ротором.
  • Простота настройки крутящего момента путем уменьшения или увеличения уровня рабочей жидкости.
  • Выравнивание нагрузки при работе нескольких электродвигателей.

Основные характеристики и область применения гидромуфт Fludex

Представленные в нашем каталоге гидродинамические муфты Fludex обеспечивают передачу мощностей до 1900 кВт, скорость вращения до 5 000 об/мин,наружный диаметр изделий составляет от 263 до 1125 мм. Есть пять вариантов исполнения гидромуфт:

  • с присоединительной упругой муфтой;
  • с клиноременным шкивом;
  • с механическим термодатчиком;
  • с электронным бесконтактным термодатчиком;
  • с каучуковым уплотнением и плавким предохранителем.

Гидродинамические муфты Fludex выпускаются в трех сериях:

  • Базовой (fA = 2.0). Муфта приводится в действие внешним или лопастным колесом.
  • С полостью задержки (fA = 1.5)
  • С большой полостью задержки (fA=1.3)

Сфера использования гидромуфт Fludex включает в себя обширный список машин и механизмов. Это приводы лебедок, приводы барабанов, ковшевые экскаваторы,вентиляторы, насосное оборудование, ветрогенераторы и другие системы, где требуется обеспечить надежную и экономичную передачу усилий.

Компания «Ф и Ф» предлагает широкий выбор гидродинамических муфт для решения различных задач в современной технике. Для Вас – максимально полный ассортимент и доступные цены в Санкт-Петербурге, возможность заказать и приобрести новейшие решения в сфере приводной техники, удобный сервис и гарантии качества товара.

Датчик гидромуфты камаз: устройство, принцип работы

Вязкостная муфта | устройство и принцип действия вязкостной муфты

Вязкостная муфта (вискомуфта) была изобретена в далеком, 1917 году Мелвином Северном, но в то время, его изобретение не было по достоинству оценено. О вязкостной муфте вспомнили только в середине 60-х годов, во время создания автомобиля с хорошей проходимостью, управляемостью и устойчивостью.

По своей сути, вязкостная муфта — это многодисковый фрикцион, характерной чертой которого являются диски, не контактирующие между собой поверхностями. Известно, что фрикцион — это самое обычное сцепление автомобиля. В нем, силы трения между дисками (пластины из стали, 0,25 — 1,0 мм толщины), передают крутящий момент. Одна половина дисков, установленных с минимальным зазором в пределах 0,15 — 0,2 мм, связана с цилиндрическим корпусом, а вторая половина — с валом привода любого из мостов, или с одной полуосью. Герметичный цилиндрический корпус примерно на 75 — 90% заполнен силиконовой жидкостью, которая в данном случае, выполняет роль связывающего звена между дисками. Силиконовая жидкость, обладает высокой кинематической вязкостью. Если обычные жидкости при нагревании уменьшают свою вязкость, то эта, наоборот, становилась более густой, вплоть до состояния твердого тела.


При движении автомобиля по поверхности дороги с одинаковым коэффициентом сцепления всех колес, последние вращаются с одинаковой угловой скоростью. При этом, диски муфты вращаются одинаково, не влияя друг на друга.

Но если одно из колес, или колеса одного моста попадают на поверхность дороги с меньшим коэффициентом сцепления (грязь, гололед) и они, а это значит что и диски муфты начинают вращаться с различной угловой скоростью. Включается в работу вискомуфта, она блокирует вращение этих дисков.

Процесс происходит следующим образом: во время работы муфты нагревается силиконовая жидкость. И чем больше разность вращения дисков, тем больше заполняется этой жидкостью объем муфты, что в свою очередь увеличивает трение между дисками устройства. Благодаря чему пропорционально меняется передача крутящего момента в зависимости от разницы вращения колес, то есть достигается необходимая степень блокировки.

Принцип действия 

вязкостной муфты

Принцип действия вязкостной муфты заключается в изменении количества оборотов вентилятора, в зависимости от величины температуры потока воздуха после прохождения им радиатора.  Вязкостная муфта вентилятора существенно повышает эффективность системы охлаждения, за счет более эффективного использования производительности крыльчатки вентилятора. Муфта задает вентилятору оптимальное число оборотов, что позволяет эффективно работать всей системе регулирования воздуха. Это помогает прогревать холодный двигатель, и поддерживает нужный тепловой режим двигателя в эксплуатационных пределах. Режим работы вентилятора изменяется плавно, что повышает износоустойчивость не только ремней привода вентилятора, но и других деталей узла. Во время работы муфты между деталями не происходит трения, что существенно увеличивает срок службы вязкостной муфты.

Применение вязкостной муфты вентилятора означает, что:

  1. Ресурс двигателя увеличивается, а потери мощности двигателя уменьшаются
  2. Уменьшение расхода топлива
  3. Практически бесшумная работа вязкостной муфты
  4. Существенно снижена трудоёмкость замены ремней привода генератора и пневмокомпрессора
  5. За счёт плавного хода увеличен ресурс ремней привода вентилятора
  6. Низкая стоимость всего комплекта переоборудования при высоком качестве продукции

Такое устройство работает в автономном режиме, используя принцип изменения вязкости рабочей жидкости муфты.

Вязкостная муфта работает в зависимости от температуры воздуха после радиатора системы охлаждения двигателя. Она регулируется биметаллической термопластиной, то есть включается при 61°C — 67°C, когда  температуре тосола достигает 84°C — 92°C.

Большинство моделей с продольным расположением силового агрегата, обычно оснащается вентилятором на ременном приводе, совмещенным с насосом охлаждающей жидкости. Если бы при этом крыльчатка вентилятора была жестко соединена с приводным шкивом, и частота его вращения была бы прямо пропорциональна оборотам коленчатого вала, то такое охлаждение не было бы эффективным, особенно при больших оборотах и низкой температуре воздуха. Поэтому, между шкивом и крыльчаткой, устанавливается вязкостная муфта, которая регулирует интенсивность потока проходящего воздуха, проходящего через радиатор.

На двигателе КамАЗ устанавливают девятилопастной вентилятор, диаметром 710 мм. Материал, из которого он изготовлен -стеклонаполненный полиамид, ступица вентилятора, изготовлена из металла.

Для привода такого вентилятора применяется вязкостная муфта вентилятора камаз, которая крепится к ступице вентилятора.

Принцип работы вязкостной муфты камаз основан на изменении вязкости жидкости при трении в небольших зазорах между дисками муфты. В качестве рабочей жидкости применяется силиконовая жидкость с высокой вязкостью.

Такая муфта, по своей конструкции – неразборная, и поэтому не нуждается в техническом обслуживании во время эксплуатации.

Вязкостная муфта вентилятора камаз включается биметаллической спиралью, при достижении температуры воздуха после радиатора до 61° С — 67° С.

Вентилятор установлен в неподвижной кольцевой обечайке, которая жестко прикреплена к двигателю. Обечайка вентилятора и его кожух, способствуют увеличению расхода потока воздуха, который нагнетается вентилятором через радиатор.

myfta.ru

Проверка и регулировка включателя гидромуфты привода вентилятора двигателя Камаз-740

Строительные машины и оборудование, справочник

Проверка и регулировка включателя гидромуфты привода вентилятора двигателя Камаз-740


Категория:

Автомобили Урал-375д, Урал-4320

Проверка и регулировка включателя гидромуфты привода вентилятора двигателя Камаз-740

Исполнитель: механик-регулировщик.

Инструмент и принадлежности: ключи гаечные 14, 17, 19, 22 и 32 мм, ключ торцовый 13 мм, ломик для поворота коленчатого вала, емкость для слива охлаждающей жидкости.

Продолжительность работ: 45 мин.

Содержание работ и технические условия Проверка включателя гидромуфты

Включатель гидромуфты проверяется по включению вентилятора в работу на каждом из трех его режимов.

Автоматический режим
1. Установить кран включателя в положение «В», для чего тягу включателя поставить в крайнее верхнее положение.
2. Пустить двигатель. Вентилятор должен автоматически включаться при температуре 90 °С и выключаться при температуре 85 °С, поддерживая тем самым температуру охлаждающей жидкости в необходимых пределах.
3. Отрегулировать ход штока термосилового датчика включателя гидромуфты в случае увеличения температуры охлаждающей жидкости (при работе вентилятора в автоматическом режиме) более 105° С.

Вентилятор выключен
1. Установить кран включателя в положение «0», для чего тягу 2 включателя поставить в среднее положение.
2. Пустить двигатель. Вентилятор не должен включаться. Допускается его вращение с небольшой частотой.

Вентилятор включен постоянно
1. Установить кран включателя в положение «П», для чего тягу 2 включателя поставить в крайнее нижнее положение.
2. Пустить двигатель. Независимо от температуры охлаждающей жидкости вентилятор включен постоянно.

Регулировка включателя гидромуфты
1. Слить охлаждающую жидкость из системы охлаждения.
2. Отвернуть гайки и снять колпак фильтра центробежной очистки масла и колпак poTopat
3. Ослабить контргайку и гайку рычага крепления натяжного устройства приводных ремней гидромуфты.
4. Отвернуть болты направляющей планки тяги включателя гидромуфты, снять планку и тягу.
5. Отвернуть болты корпуса включателя и снять включатель гидромуфты с двигателя.
6. Закрепить включатель гидромуфты в тисках, отвернуть гайку 15 крепления термосилового датчика и вынуть датчик 16 из корпуса
7. Отрегулировать ход золотника включателя гидромуфты. При позднем включении вентилятора в автоматическом режиме его работы необходимо убрать одну или несколько регулировочных шайб 14, расположенных между датчиком и корпусом включателя. При раннем включении вентилятора количество шайб необходимо добавить.
8. Затянуть гайку крепления термосилового датчика с моментом 2—2,5 кгс-м.
9. Установить включатель гидромуфты на двигатель и закрепить его.
10. Установить тягу включателя с направляющей планкой и закрепить ее болтами.
11. Отрегулировать натяжение приводных ремней гидромуфты в соответствии с технологической картой № 21.
12. Установить и завернуть гайки колпаков ротора и фильтра центробежной очистки масла.
13. Залить в систему охлаждающую жидкость.
14. Пустить двигатель и проверить работу включателя гидромуфты.

Рис. 1. Включатель гидромуфты двигателя КамАЗ-740:
1 — крышка корпуса включателя; 2 —тяга; 3 — корпус включателя; 4 — шайба возвратной пружины; 5 — возвратная пружина; 6 — золотник включателя гидромуфты; 7 — уплотнительиое кольцо крышки корпуса; S — уплотнительное кольцо пробки крана; 9 — пробка крана включателя; 10 — рычаг пробки крана; 11 — пружина фиксатора; 12 — фиксатор рычага пробки крана; 13 — крышка пробки крана; 14 — регулировочные шайбы; 15 — гайка крепления термоснлового датчика; 16 — термосиловой датчик в сборе; 17 — уплотнительное кольцо термосилового датчика

Реклама:

Читать далее: Проверка и регулировка натяжения приводных ремней

Категория: —
Автомобили Урал-375д, Урал-4320

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics. ru

как обеспечить бесперебойную работу вентилятора охлаждения?

Система охлаждения автомобилей КамАЗ устроена по классическому принципу. Но имеются и особенности. Одна из них – наличие гидромуфты вентилятора. Благодаря исправной работе этого узла система охлаждения грузового автомобиля под нагрузкой работает максимально эффективно.

Назначение гидромуфты

Важнейший узел для обеспечения эффективного охлаждения двигателя — гидромуфта. КамАЗ без неё имел бы непрерывно работающий вентилятор охлаждения. Смысл ее — в нужное время включать вентилятор, а затем выключать. Ведь в моменты прогрева двигателя, а также в холодное время эксплуатации автомобиля обдув совсем не нужен.

Прямое назначение гидромуфты – в нужное время передать крутящий момент коленчатого вала двигателя вентилятору охлаждения. Также она значительно гасит резкие изменения в работе коленвала и служит хорошим демпфером для привода вентилятора.

Как работает этот уникальный узел системы охлаждения, будет понятно из его строения.

Устройство гидромуфты КамАЗа

Только при наличии внутри рабочего пространства масла будет работать гидромуфта. КамАЗ имеет для этого лучшие конструкции. В основе работы муфты – два колеса: ведущее (9) и ведомое (10). Ведущее колесо имеет 33 лопатки и через шлицевую часть вала (7) связано с коленчатым валом двигателя. Ведомое колесо имеет 32 лопатки и неразрывно связано с ведомым валом (16), который, в свою очередь, приводит в движение вентилятор охлаждения. Ведущий вал (7) крутится в подшипниках 8 и 19, а ведомый, в свою очередь, в подшипниках 4 и 13.

Крыльчатки муфты не соприкасаются друг с другом без масла. То есть в выключенном состоянии вращается только ведущее колесо. Ведомое же может крутиться пассивно, благодаря вращению вентилятора при открытых жалюзях радиатора охлаждения. Надёжным разборным корпусом, состоящим из крышки (1) и кожуха (2), обладает гидромуфта вентилятора. КамАЗ имеет продуманную систему защиты от протечек. Для предотвращения утечки масла гидромуфта имеет два сальника (17, 20) и прокладку (18).

Чтобы масло поступило в гидромуфту в нужный момент, есть выключатель гидромуфты с «флажком» на три положения. Разберем эту простую, но в то же время неотъемлемую составляющую подробнее.

Выключатель гидромуфты

Металлический корпус с термодатчиком, напрямую связанным с охлаждающей жидкостью, — это и есть выключатель гидромуфты. КамАЗ обладает следующим температурным режимом: при повышении температуры тосола или антифриза до 83-86 оС (горячий или холодный выключатель) рабочая масса в датчике начинает плавиться и расширяться, толкая при этом шток. Канал для поступления масла в гидромуфту при этом открывается. При обратном понижении температуры охлаждающей жидкости пружинка возвращает шток открытия выключателя на место.

Что же делают три положения выключателя гидромуфты? «Флажок» выключателя даёт возможность выбрать три основных режима работы:

  • автоматический;
  • постоянно открытый вариант;
  • постоянно закрытый.

Понятно, что автоматический режим является основным рабочим и при исправной гидромуфте вентилятора не переключается в другие положения. В случае возникновения неисправности в выключателе (что вполне возможно), его устанавливают в режим «постоянно открыт». А при первой же возможности выключатель заменяется.

Третий режим выключателя гидромуфты – «постоянно закрыт», используют в случае преодоления автомобилем глубоких бродов. В этих случаях работа вентилятора не просто не нужна, а будет только вредить.

Принцип работы гидромуфты вентилятора

Теперь, после того как стала понятно внутреннее устройство гидромуфты, уяснить, как же это всё работает, совсем просто. В автоматическом режиме гидромуфта приходит в движение, а конкретно, включает вентилятор, при повышении температуры охлаждающей жидкости до 83 оС или 86 оС. Вентилятор, включаясь, обдувает радиатор, тем самым охлаждая антифриз и поддерживая оптимальный температурный режим двигателя.

При понижении температуры тосола выключатель гидромуфты срабатывает, и она выключает вращение вентилятора. После этого он может вращаться только пассивно, от потока входящего воздуха из-за движения автомобиля (при открытых жалюзи радиатора).

Также теперь становиться понятно, как обеспечить бесперебойную работу вентилятора охлаждения. Самый простой способ – установить «флажок» выключателя гидромуфты в положение «постоянно открыт». Вентилятор будет постоянно крутиться, так как масло будет всё время в гидромуфте, и она станет работать в непрерывном режиме, до тех пор пока крутится коленчатый вал двигателя.

Особенности и слабые места гидромуфты

Гидромуфта представляет собой достаточно сложный узел, и может показаться, что это не слишком надёжная конструкция. Но на практике сама гидромуфта практически не ломается. Её надёжность исключительно высока. Слабое место в системе передачи крутящего момента от коленвала — это включение гидромуфты. КамАЗ имеет достаточно слабый выключатель гидромуфты. Он является тем элементом, который может подвести всю охлаждающую систему автомобиля.

В самой гидромуфте теоретически могут износиться сальники и подшипники. Но эти составляющие подобраны исходя из типовых нагрузок, плюс некоторый запас прочности. Для их выхода из строя должно быть незапланированное воздействие. В случаях же равномерной работы автомобиля и при регулярном техническом обслуживании гидромуфта может работать без ремонта и замены.

Преимущества гидромуфты

Если рассматривать другие разновидности муфт в приводе вентилятора, а именно электрическую и вискомуфты, у гидромуфты на лицо явные преимущества.

  • Отсутствует целая электрическая цепь для управления и контроля над работой узла.
  • Более высокая надёжность конструкции, что увеличивает время безотказной работы во время эксплуатации двигателя.
  • Включение и выключение вентилятора у гидромуфты самое быстрое.

Все явные преимущества гидромуфты заметно ухудшает не самый надёжный элемент системы – её выключатель. На практике используют разные способы для поднятия общей надёжности. Один из таких – применение выключателя от «Урал-4320».

Как выявить неисправность?

Есть несколько факторов для того, чтобы обеспечивалась длительная и безотказная работа гидромуфты. КамАЗ очень надёжен, но есть нюансы. В первую очередь это, конечно, рабочий выключатель гидромуфты. На практике большинство проблем возникает именно по причине его некорректной работы. Это превращает данную деталь в расходный элемент, наравне с фильтрами двигателя.

Следующим фактором будет качество моторного масла. Есть хорошее всесезонное моторное масло — будет нормальная эффективная работа гидромуфты. КамАЗ не во всём столь требователен, но не в этом случае. Это обязательно нужно учитывать в зимнее время эксплуатации автомобиля.

Ещё необходимо отметить регулярный осмотр системы охлаждения двигателя на предмет протечек. Любые следы охлаждающей жидкости или масла необходимо своевременно устранять. Самая незначительная течь без вмешательства способна вывести из строя весь двигатель.

Ухудшение работы гидромуфты можно легко определить по снижению оборотов вентилятора охлаждения. Если же он совсем не крутится на горячем двигателе – поломка очевидна. Хорошо, если просто износился или ослаб ремень привода вентилятора. Если же это сальник гидромуфты, КамАЗ потребует большей трудоёмкости работ.

Как заменить гидромуфту?

Долго работает без какого-либо вмешательства гидромуфта. КамАЗ-740 может это себе позволить. Но рано или поздно всё изнашивается. Если это произошло и дальнейшая эффективность работы системы охлаждения под вопросом, необходимо произвести демонтаж элемента.

Место установки привода вентилятора и гидромуфты значительно осложняет работу по замене. В первую очередь необходимо получить доступ к двигателю. В случае автомобиля КамАЗ это делается путём подъёма кабины. Последовательность работ по замене гидромуфты может выглядеть следующим образом:

  • слить моторное мало;
  • снять ремень навесного оборудования;
  • открутить вентилятор охлаждения;
  • снять масляный поддон;
  • снять радиатор охлаждения;
  • снять масляный радиатор;
  • демонтировать масляный фильтр;
  • обеспечить доступ к передней крышке блока, путём приподнимания двигателя;
  • снять переднюю крышку вместе с гидромуфтой.

После того как гидромуфта снята, выявляется степень износа и виды дефектов. При возможности производится замена некоторых элементов. Но учитывая трудоёмкость операции по замене муфты, рекомендуется заменить весь узел целиком. Ещё лучше и проще сделать замену гидромуфты в сборе с передней крышкой блока.

После того как произведена обратная процедура по сборке, необходимо проверить герметичность системы и затем только работоспособность гидромуфты. При замене узла необходимо выбирать оригинальную деталь и не искать приключений при подборе каких-либо аналогов.

Профилактика и техническое обслуживание

Достаточно долгое время обеспечивает правильную и бесперебойную работу привод гидромуфты. КамАЗ в целом обладает хорошим запасом надёжности. И для того чтобы это продолжалось как можно дольше, нет нужды в специальном обслуживании. Профилактика неисправностей заключается в общем регулярном осмотре, плановом техническом обслуживании с качественной заменой масел и других технических жидкостей.

Также при эксплуатации и обслуживании гидромуфты всегда следует уделять внимание её слабым местам – выключателю. Своевременная замена неисправного выключателя сможет сильно облегчить эксплуатацию узла в целом.

Вместо заключения

Надёжный узел в системе охлаждения — гидромуфта. КамАЗ при своевременном техническом обслуживании позволяет ей безотказно проработать весь цикл эксплуатации двигателя. В случае же замены муфты рекомендуется произвести полную замену оригинального узла в сборе с передней крышкой блока цилиндров.

fb.ru

Какие основные неисправности муфты вентилятора?


При работе двигателя внутреннего сгорания выделяется большое количество тепла, двигатель нагревается, возникает необходимость охлаждения во избежание вывода его из строя. В большинстве случаев охлаждающим веществом (помимо обтекающего двигатель воздуха) является специальная охлаждающая жидкость. Жидкость, циркулируя по каналам двигателя, отбирает тепло и переносит к радиатору, в котором охлаждается, частично – набегающим потоком воздуха, а в основном – вентилятором.

На автомобилях применяется в основном два вида охлаждения: воздушный и комбинированный (жидкостно-воздушный).
В обоих случаях для охлаждения применяется вентилятор. Для снятия больших динамических нагрузок с вентилятора, вибраций и шумового эффекта, а также для поддержания необходимой частоты вращения, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости, служит муфта.

Принцип работы муфты вентилятора.

Муфты вентилятора делятся на: упругие, фрикционные, электромагнитные, гидравлические, вискомуфты.
Упругая муфта через резиновые части двух соприкасающихся дисков передаёт крутящий момент от ведущего диска на ведомый, к которому крепится вентилятор. При резком переходе двигателя от одного режима на другой, ударные нагрузки гасятся за счёт упругости резины, которая соединяет ведомый и ведущий диски. Вентилятор постоянно вращается за счёт клиноременной передачи от шестерни привода вентилятора на его шкив.

Данное конструктивное решение считается устаревшим, и на современных автомобилях практически не применяется.
Фрикционная муфта аналогична конструкции муфты сцепления. Включается и отключается муфта приводом согласно температуре охлаждающей жидкости от датчика. При понижении температуры до 75-80°С – отключается, и при повышении до 90-95°С – включается.

Гидромуфта обеспечивает более плавное включение-отключение вентилятора, происходит это автоматически и зависит от роста температуры охлаждающей жидкости.
Вещество, находящееся в баллоне включателя, нагревается до температуры плавления, объём его увеличивается, золотник перемещается, открывая канал доступа масла в гидромуфту. Чем больше масла поступает в муфту, тем больше обороты вентилятора. При закрытии канала доступа масла к муфте, вентилятор отключается.

Электромагнитная муфта. При достижении температуры охлаждающей жидкости 90-95°С, датчик подаёт электропитание на электромагнит, который срабатывает, и металлическое кольцо, примагничиваясь к шкиву, включает вентилятор. При понижении температуры охлаждающей жидкости до 75-78°С, вентилятор отключается.

Вискомуфта является разновидностью гидромуфты. Её работа основана на использовании вязкостных свойств масла. При холодном двигателе охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу, канал доступа масла к ротору муфты закрыт. Масло под действием центробежных сил перекачивается в резервные полости, обороты вентилятора падают. При росте температуры охлаждающая жидкость циркулирует по большому кругу и попадает в радиатор; проходящий через него воздух нагревается и, в свою очередь, нагревает биметаллическую пластину; пластина, выгибаясь, открывает один клапан доступа масла в рабочую полость.


Масло, попадая на шлицы ведущего и ведомого колёс, увеличивает обороты вентилятора, рост температуры замедляется. При дальнейшем росте температуры биметаллическая пружина открывает второй клапан доступа масла в рабочую полость. За счёт вязкости масла, вентилятор набирает обороты, достаточные для поддержания заданной температуры охлаждающей жидкости, а соответственно, не допускает перегрева двигателя. Масло в большинстве случаев применяется силиконовое, имеющее высокую вязкость и свойства увеличивать вязкость при росте температуры.

В настоящее время всё чаще стали применяться электрические вентиляторы с электронным управлением. Сигналы от датчиков температуры передаются на блок управления, анализируются, и подаётся команда на включение – отключение вентилятора или коррекции его оборотов.

Устройство муфты вентилятора.

Упругая муфта вентилятора изготовлена из двух стальных дисков (ведущего и ведомого), соединяющихся между собой резиной. Ведущий диск имеет посадочные зубья по внутреннему диаметру, которыми садится на вал. Ведомый диск имеет припаянные к нему втулки с резьбой для крепления вентилятора.

Фрикционная муфта вентилятора конструктивно выполнена практически так же, как муфта сцепления, то есть имеется фрикционный (ведомый) диск, ведущий диск, нажимной диск, диафрагменная пружина и т. д. Отличием является привод. Включение-отключение вентилятора с фрикционной муфтой выполняется за счёт давления воздуха.
Гидромуфта вентилятора включает в себя детали ведущей и ведомой частей. К деталям ведущей части относятся: шлицевой ведущий вал, ведущее колесо, кожух, вал шкива, шкив. Все детали собраны на шлицевом ведущем валу и вращаются на двух шарикоподшипниках от коленчатого вала двигателя.

К деталям ведомой части относятся: ведомый вал, ведомое колесо, ступица крепления вентилятора. Детали ведомой части собраны на ведомом валу и вращаются на двух шарикоподшипниках.
На внутренних, повёрнутых друг к другу поверхностях ведущего и ведомого колёс отлиты радиальные лопатки, служащие для передачи крутящего момента с ведущего на ведомое колесо. Частота вращения ведомого колеса зависит от количества масла, поступающего от системы смазки в рабочую полость гидромуфты. Для включения подачи масла из маслосистемы в гидромуфту служит выключатель, состоящий из: корпуса, золотника с возвратной пружиной, крана, термосилового датчика, шайбы для регулировки температуры срабатывания.

Выключатель устанавливается в патрубке охлаждающей жидкости. Термосиловой датчик, реагируя на отклонение температуры охлаждающей жидкости, включает или выключает подачу масла в гидромуфту.


Разновидностью гидромуфты является вискомуфта, работающая по тому же принципу, но имеющая более новые конструктивные решения. Вискомуфта состоит из корпуса и ротора. Вал ротора устанавливается на два подшипника, имеет фланец крепления к шкиву водяного насоса. Две камеры роторного пространства делятся передней и задней делительными пластинами на два отсека, итого образуется четыре полости. На роторе и шайбах в рабочих камерах выполнены кольцевые рёбра, которые улучшают работу муфты.

В передней шайбе имеется биметаллическая пластина, крепящаяся на штифт и закрывающая впускные каналы. Пластина штифтом соединена с биметаллической пружиной. При повороте пружины пластина поворачивается вместе с ней, открывая впускные каналы.

Торец ротора имеет зубья для перекачки масла. К передней части муфты через шпильки крепятся лопасти вентилятора.
Электромагнитная муфта состоит из электромагнита, крепящегося к ступице, якоря, закреплённого пластинчатой пружиной к ступице и свободно вращающегося с ним, теплового реле, размещённого в верхнем бочке радиатора.

Электровентиляторы комплектуются: одним или двумя односкоростными или двухскоростными вентиляторами, электронным блоком управления, реле включения вентилятора на большой скорости, реле включения вентилятора на малой скорости, реле высокого давления охлаждающей жидкости, датчиком температуры охлаждающей жидкости. Также задействуются расходомер воздуха и датчик частоты вращения коленвала. Данные этих датчиков также передаются в электронный блок управления, анализируются, и выбираются оптимальные обороты электовентилятора.

В автомобилях более ранних выпусков электронный блок управления отсутствует, а роль включения или выключения вентилятора выполняет термовыключатель. Недостаток данной схемы в том, что терморегулятор не подбирает оптимальные обороты на переходных режимах, а только отключает вентилятор от работы при понижении температуры охлаждающей жидкости ниже минимально настроенной и подключает вентилятор к работе при повышении температуры до максимально настроенной.

В зависимости от марки авто, могут быть изменения в конструктивных решениях, но принцип один и тот же.

Замена муфты вентилятора.


Упругая муфта меняется при наличии разрывов или отсоединения резины от металла, при износе шлицов, центрирующих крыльчатку. Для демонтажа муфты необходимо открутить и снять защитный кожух радиатора рожковым ключом на 32, открутить гайку крепления к валу (гайка имеет левостороннюю резьбу и откручивается по часовой стрелке), предварительно отогнув усик, контрящий шайбы. Снять муфту с лопастями с вала, открутить четыре болта крепления лопастей к муфте. Монтаж муфты производится в обратном порядке.

Демонтаж гидравлической муфты вентилятора рассмотрим на примере автомобиля КАМАЗ 740. Для снятия муфты необходимо слить масло из маслосистемы двигателя, снять масляный фильтр, картер, ремни привода насоса охлаждающей жидкости, крыльчатку вентилятора. Открутить болты крепления передней крышки к блоку цилиндров и вместе с ней снять гидромуфту. Открутить гайку крепления ступицы вентилятора, предварительно разогнув усик, контрящий шайбы, снять шкив, снять корпус подшипника вместе с ним, сняв стопорное кольцо и открутив винты крепления. Снять гидромуфту с передней крышки блока. Снять ведущий вал с кожухом, открутив его болты крепления к ведущему колесу. Снять ведомое колесо вместе с ведомым валом. Сборку производить в обратном порядке, обращая внимание на точность сборки.

Вискомуфта снимается довольно просто. При необходимости, для улучшения доступа, снять кожух масла радиатора. Открутить рожковым ключом на 32 гайку крепления вентилятора к насосу охлаждающей жидкости. Зафиксировать специальным ключом шкив от проворачивания, если ключа нет, зафиксировать можно приводными ремнями, нажав на них рукой. Гайка имеет левостороннюю резьбу, поэтому будет отворачиваться по часовой стрелке. Открутить четыре болта крепления вискомуфты и отделить её от вентилятора. Сборка выполняется в обратной последовательности.


Электромагнитная муфта снимается в следующем порядке. Перед снятием сливается охлаждающая жидкость из системы, снимается радиатор, приводной ремень вентилятора, откручивается гайка крепления вентилятора рожковым ключом на 32. Демонтировать электромагнитную муфту. Для снятия оси с подшипниками необходимо снять крышку газораспределения и снять стопорное кольцо. Собирается электромагнитная муфта в обратном порядке.

Все вышеперечисленные механизмы на автомобилях различных марок и различных годов выпуска имеют конструктивные различия, поэтому, прежде чем выполнять демонтажно-монтажные работы, необходимо тщательно изучить инструкцию по эксплуатации и ремонту данного типа машины. При возникновении затруднений обратитесь на станцию технического обслуживания.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как,
Facebook,
Вконтакте,
Instagram,
Twitter и
Telegram:
все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Регулировка электропривода вентилятора КАМАЗ 43118

Заклинил подшипник на электромуфте Камаз. Ремонт.

Анимация гидромуфты КАМАЗ

электромуфта вентилятора

Проверка термомуфты.

Регулировка клапанов КАМАЗ — Новый Метод

Как поменять сальник привода ТНВД

электромагнитная муфта

Ремонт Камаза

Привод КАМАЗ, Почему рвет привод?

Фиксация шкива вискомуфты (вязкостной муфты).

Также смотрите:

  • Иномарок нет КАМАЗ
  • КАМАЗ все модели по годам
  • Набить номер рамы КАМАЗ
  • Форточка КАМАЗ 6520
  • Бампер для КАМАЗа 6520
  • Моталка на КАМАЗ 5350
  • Неисправности двс КАМАЗ 740
  • Watch Full Movie Online And Download Interstellar (2014)
  • Снимаем колесо с КАМАЗа
  • КАМАЗ вакуум видео
  • Отзывы о лесовозах КАМАЗ и маз
  • Зачем нужен теплообменник на КАМАЗе
  • Миксер для перевозки бетона КАМАЗ
  • КАМАЗ камминз гильзовка блока
  • КАМАЗ 65 115 габариты

Главная »
Выбор »
Регулировка электропривода вентилятора КАМАЗ 43118

kamaz136.ru

не включается, как снять, принцип работы, ремонт

Гидромуфта КамАЗ — это устройство, необходимое для стабильной работы системы охлаждения двигателя.

Как устроен

Устройство гидравлической муфты включает в себя такие элементы, как:

  1. Колесо ведущего типа. Оно оснащено 33 лопатками. Колесо связано с коленчатым валом через шлицевую часть вала отбора мощности
  2. Колесо ведомого типа. У него есть 32 лопатки. Такой колесный механизм неразрывно связан с валом ведомого типа, который приводит в движение вентилятор охлаждения системы силового агрегата.
  3. Насосное колесо.
  4. Ведущий и ведомый вал. Ведущий — проворачивается в подшипниках под номером 8 и 19, а ведомый — под номером 4 и 13.
  5. Крыльчатки. Без наличия в механизме масляной жидкости они не соприкасаются между собой. В этом случае будет работать только ведущее колесо.
  6. Крышка и кожух.
  7. 2 сальника, кольцо уплотнительное и прокладка. Эти детали помогают защитить гидравлическую муфту от утечки масла.
  8. Выключатель и включатель гидромуфты. Эти системы используются для подачи рабочей жидкости. Отключающее устройство может работать в трех режимах: автоматическом, постоянно открытом или постоянно закрытом.
  9. Термостат. Когда тосол или антифриз достигают температуры +83…+86°С, шток начинает выдвигаться, при понижении температуры он возвращается на место при помощи пружинного механизма.

Как работает

Принцип работы гидравлической муфты:

  1. Заведенный двигатель приводит в действие колесо насосного типа.
  2. Рабочая жидкость, которая находится в пространстве между лопастями, начинает раскручиваться, а затем отбрасывается от вращательной оси к периферии колесного механизма.
  3. У жидкости появляется кинетическая энергия и скорость. Она движется в том же направлении, что и насосное колесо.
  4. После этого рабочая жидкость смещается с насосного колеса на турбинный колесный механизм.
  5. В пространстве между лопатками частицы жидкости начинают оказывать воздействие на турбины, заставляя их вращаться с угловой скоростью. В ходе этого вращения частицы жидкости отдают свою кинетическую энергию турбинному колесу.
  6. Жидкость перемещается к периферии турбинного механизма, после чего она возвращается на насосное колесо.
  7. Весь процесс повторяется заново, циркулируя в пространстве между лопастями.
  8. Гидромуфта активизирует работу вентилятора, который начинает обдувать радиатор, охлаждая рабочую жидкость.
  9. Когда температура масла снижается, срабатывает выключатель муфты, и прекращается работа вентилятора.

Если вентилятор не включается, необходимо осмотреть механизм муфты на наличие повреждений.

Основные неисправности

Если гидравлическая муфта не работает, то причина может быть в следующем:

  1. Повышенная температура тосола или антифриза в системе охлаждения силового агрегата. Это может быть вызвано: недостаточным количеством рабочей жидкости в системе; недостаточным натяжением ремней привода насоса водяного типа или их обрывом; неисправностью термостата, загрязнением поверхности радиаторной части; замедленным вращением или остановкой вентилятора. В этом случае необходимо заменить все износившиеся элементы, промыть систему чистой водой, отрегулировать натяжение ремней, долить тосол и зафиксировать жалюзи.
  2. Пониженная температура жидкости. Это может быть связано: со смещенным положением рычага регулятора работы гидромуфты; с неисправностью термостата; со сбоями в работе жалюзи. Рекомендуется установить рычаг в рабочее положение, заменить износившийся термостат, устранить повреждения в приводе гидравлической муфты.
  3. Утечка тосола или антифриза. В этом случае следует заменить поврежденные детали механизма уплотнения, поменять прокладку пробки, отремонтировать или заменить поврежденные детали трубопроводов и радиатора.

Как заменить

Процедура разборки и замены гидромуфты выполняется следующим образом:

  1. Наклоните кабину водителя во второе фиксированное положение.
  2. Ослабьте крепежную гайку генератора.
  3. Снимите ремень привода жидкостного насоса.
  4. Демонтируйте масляный картер мотора, а также масляный радиатор.
  5. Отверните крепежные болты и снимите фильтр, отвечающий за центробежную очистку масла.
  6. Открутите винты передних кронштейнов и ослабьте гайки крепления башмаков.
  7. Приподнимите переднюю часть мотора и подложите под двигатель бруски из дерева.
  8. Открутите болты с шайбами на месте крепления передней крышки к блоку цилиндров.
  9. Снимите гидромуфту вместе с крышкой и кожухом.
  10. Установите новый механизм и произведите сборку, выполняя все действия в обратном порядке.

Для того чтобы поменять сальник гидромуфты КамАЗ, необходимо:

  1. Открутить все крепежные болты с насосного колеса и демонтировать его.
  2. Разобрать насос.
  3. Вытащить износившийся сальник.
  4. Демонтировать поддон и прочистить все фильтрующие элементы чистой водой.
  5. Вскрыть корпус насосного механизма и прочистить сетку масляной жидкостью или бензином.
  6. Произвести сборку в обратном порядке.

Ремонтные работы

Ремонт гидравлической муфты вентилятора выполняется в следующей последовательности:

  1. Установить гидромуфту на специальное приспособление. Для этого можно использовать кран-балку, подвеску и т.д.
  2. Разогнуть усы стопорного механизма.
  3. Демонтировать крепление ступицы вентилятора.
  4. Спрессовать ступицу с гидравлической муфты.
  5. Отвернуть крепежные болты шкива и демонтировать его.
  6. Удалить манжету и прокладку.
  7. Снять втулку манжеты.
  8. Убрать с пружинного механизма кольцо.
  9. Убрать угол опережения системы впрыска топливной жидкости.
  10. Демонтировать и спрессовать ведомое колесо.
  11. Вывернуть шпильки из резьбовых соединений.
  12. Промыть тосолом или бензином всем загрязнившиеся детали.

После чистки всех элементов необходимо заменить износившиеся детали на новые. Когда причина неисправности неизвестна, нужно отсоединить гидромуфту от вентилятора, аккуратно разобрать внутреннюю конструкцию механизма, продуть все каналы подачи рабочей жидкости и проверить стабильность кручения всех колес. В случае выявления неисправностей, устранить их, следуя рекомендациям, прописанным в инструкции по эксплуатации транспортного средства.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

specmahina.ru

Система охлаждения двигателя / Камаз-6560. Руководство по устройству, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту / Техсправочник / Кама-Автодеталь

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ предназначена для обеспечения оптимального теплового режима работы двигателя. Система охлаждения двигателя жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости. К основным агрегатам и узлам системы охлаждения относятся: радиатор, вентилятор с вязкостной или электромагнитной муфтой привода или без нее, кожух вентилятора, расширительный бачок, корпус водяных каналов, водяной насос, термостаты, каналы и соединительные трубопроводы для прохода охлаждающей жидкости.

Тепловой режим двигателя регулируется автоматически:

— двумя термостатами, которые управляют направлением потока охлаждающей жидкости в зависимости от ее температуры на выходе из двигателя, которая должна находиться в пределах 75…95 °С;

— вязкостной муфтой привода вентилятора в зависимости от температуры воздуха перед вентилятором или электромагнитной муфтой привода вентилятора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя.

Схема системы охлаждения с соосным коленчатому валу вентилятором и с вязкостной муфтой привода вентилятора приведена на рисунке 26. Во время работы двигателя циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается водяным насосом 8. Охлаждающая жидкость из насоса 8 нагнетается в полость охлаждения левого ряда цилиндров через канал 9 и через канал 14 — через водомасляный теплообменник в полость охлаждения правого ряда цилиндров. Омывая наружные поверхности гильз цилиндров, охлаждающая жидкость через отверстия в верхних привалочных плоскостях блока цилиндров поступает в полости охлаждения головок цилиндров. Из головок цилиндров нагретая жидкость по каналам 4, 5 и 6 поступает в водяную коробку корпуса водяных каналов 16, из которой, в зависимости от температуры, направляется в радиатор или на вход насоса. Часть жидкости отводится по каналу 14 в масляный теплообменник 15, где происходит передача тепла от масла в охлаждающую жидкость. Из теплообменника охлаждающая жидкость направляется в водяную рубашку блока цилиндров в зоне расположения четвертого цилиндра.

По требованию потребителей вентилятор может располагаться выше оси коленчатого вала (для капотных машин) или устанавливаться отдельно от двигателя (автобусные комплектации двигателей). Расширительный бачок при этом может устанавливаться не на двигателе, а силами разработчика изделия в другом месте. Принцип работы системы при этом аналогичен описанной.

Рисунок 26 — Схема системы охлаждения:

1- расширительный бачок; 2- пароотводящая трубка; 3- трубка отвода воздуха из компрессора; 4- канал выхода жидкости из правого ряда цилиндров; 5- соединительный канал; 6- канал выхода жидкости из левого ряда цилиндров; 7- входная полость водяного насоса; 8- водяной насос; 9- канал входа жидкости в левый ряд блока; 10- канал подвода жидкости в насос из радиатора; 11- выходная полость насоса; 12- соединительный канал; 13-перепускной канал из водяной коробки на вход насоса; 14- канал отвода жидкости в теплообменник масляный; 15- теплообменник масляный; 16- водяная коробка; 17- трубка подвода жидкости в компрессор; 18- перепускная труба.

КОРПУС ВОДЯНЫХ КАНАЛОВ (рисунок 26) отлит из чугуна и закреплен болтами на переднем торце блока цилиндров.

В корпусе водяных каналов отлиты входная 7 и выходная 11 полости водяного насоса, соединительные каналы 5 и 12, каналы 9 и 14, подводящие охлаждающую жидкость в блок цилиндров и водомасляный теплообменник, каналы 4 и 6, отводящие охлаждающую жидкость из головок цилиндров, перепускной канал 13, канал 14 отвода охлаждающей жидкости в масляный теплообменник, полости водяной коробки 16 для установки термостатов, канал 10 подвода охлаждающей жидкости в водяной насос из радиатора.

НАСОС ВОДЯНОЙ (рисунок 27) центробежного типа, установлен на корпусе водяных каналов. В корпус 1 запрессован радиальный двухрядный шарико-роликовый подшипник 6 с валиком. С обеих сторон торцы подшипника защищены резиновыми уплотнениями.

Смазка в подшипник заложена предприятием-изготовителем. Пополнение смазки в эксплуатации не требуется. Упорное кольцо 3 препятствует перемещению наружной обоймы подшипника в осевом направлении. На концы валика подшипника напрессованы крыльчатка 4 и шкив 5. Сальник 2 запрессован в корпус насоса.

В корпусе насоса между подшипником и сальником выполнено два отверстия: нижнее и верхнее. Верхнее отверстие 7 служит для вентиляции полости между подшипником и сальником, а нижнее 8 — для контроля исправности торцового уплотнения.

Подтекание жидкости из нижнего отверстия свидетельствует о неисправности уплотнения. В эксплуатации оба отверстия должны быть чистыми, так как их закупорка приведет к выходу из строя подшипника.

Рисунок 27 — Насос водяной:

1 — корпус; 2 — сальник; 3 — кольцо упорное; 4 — крыльчатка; 5 — шкив; 6 — подшипник радиальный шарико-роликовый с валиком, 7, 8 — отверстия.

Рисунок 28 — Сальник водяного насоса:

1 — обойма; 2 — пружина; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — уплотнительное кольцо; 5 — корпус; 6 — крыльчатка.

САЛЬНИК ВОДЯНОГО НАСОСА (рисунок 28) состоит из стальной обоймы 1 и корпуса 4, в которые вставлены кольцо скольжения 3 и уплотнительное кольцо 4. Внутри мембраны размещена пружина 2. Пружина поджимает кольцо скольжения 3. Сальник водяного насоса по конструкции неразборный.

Двигатели могут комплектоваться вязкостной или электромагнитной муфтой привода вентилятора.

МУФТА ВЯЗКОСТНАЯ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА И КОЛЬЦЕВОЙ ВЕНТИЛЯТОР приведены на рисунке 29.

Кольцевой вентилятор 1, изготовлен из стеклонаполненного полиамида, ступица 4 вентилятора — металлическая.

Для привода вентилятора применяется автоматически включаемая муфта 2 вязкостного типа, которая крепится к ступице вентилятора 4.

Принцип работы муфты основан на вязкостном трении жидкости в небольших зазорах между ведомой и ведущей частями муфты. В качестве рабочей жидкости используется силиконовая жидкость с высокой вязкостью.

Муфта неразборная и не требует технического обслуживания в эксплуатации.

Включение муфты происходит при повышении температуры воздуха на выходе из радиатора до 61.. .67 °С. Управляет работой муфты термобиметаллическая спираль 3.

МУФТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПРИВОДА ВЕНТИЛЯТОРА (рисунок 30) состоит из неподвижной электромагнитной катушки 10, закрепленной тремя болтами 11 на передней крышке блока цилиндров 13, шкива 9 коленчатого вала, соединенного с валом отбора мощности 12 шестью болтами 4 через прокладку 5. На выступающей оси шкива 9 в подшипнике 2 свободно вращается ступица 3 с вентилятором 8. Между ступицей 3 и шкивом 9 установлен фрикционный диск 7, который крепится к ступице 3 болтами 6 через три пружинные пластины 15. Между торцами шкива 9 и фрикционного диска 7 тремя подпружиненными регулировочными болтами 1 устанавливается воздушный зазор 0,5…0,7 мм.

В потоке охлаждающей жидкости на входе в двигатель установлен термобиметаллический датчик 14 включения вентилятора.

Шкив 9 вращается постоянно с частотой вращения коленчатого вала. При повышении температуры охлаждающей жидкости до 90 °С происходит замыкание контактов термобиметаллического датчика 14, подается напряжение на электромагнитную катушку 10 и под действием электромагнитных сил фрикционный диск 7 прижимается к шкиву 9, в результате чего, за счет сил трения происходит передача крутящего момента от шкива 9 к ступице 3 вентилятора.

Рисунок 29 — Кольцевой вентилятор с вязкостной муфтой привода:

1 — кольцевой вентилятор; 2 — вязкостная муфта; 3 — термобиметаллическая спираль; 4 — ступица вентилятора.

При понижении температуры охлаждающей жидкости до 84 °С происходит размыкание контактов термобиметаллического датчика 14, электромагнитная катушка 10 отключается от источника питания и фрикционный диск 7 под действием упругих сил пружинных пластин 15 возвращается в исходное положение, восстанавливая воздушный зазор между фрикционным диском 7 и шкивом 9.

В случае отказа в работе датчика 14 электромагнитная муфта может быть включена в постоянный режим работы клавишей на панели приборов изделия, а в случае неисправности электромагнитной катушки 10 фрикционный диск 7 может быть соединен со шкивом 9 механически — тремя болтами М8, для чего нужно совместить три выреза А, расположенные на наружном диаметре фрикционного диска 7, с резьбовыми отверстиями Б в шкиве 9 и ввернуть болты с пружинными и плоскими шайбами.

При преодолении глубокого брода вентилятор может быть отключен клавишей на панели приборов.

Работа вентилятора с постоянно включенной или соединенной болтами электромагнитной муфтой не должна быть длительной, так как это приведет к повышению расхода топлива и переохлаждению двигателя в зимнее время, поэтому при первой же возможности нужно заменить неисправные детали.

Рисунок 30 — Электромагнитная муфта вентилятора:

1- болт регулировочный; 2- подшипник; 3- ступица вентилятора; 4- болт крепления шкива; 5- прокладка; 6 — болт крепления фрикционного диска; 7 — диск фрикционный; 8 — вентилятор; 9 — шкив привода генератора и водяного насоса; 10 — катушка электромагнитная; 11 — болт крепления электромагнитной катушки; 12 — вал отбора мощности; 13 — крышка передняя блока цилиндров; 14 — датчик включения вентилятора; 15-пластина пружинная; А — вырез в фрикционном диске; Б — резьбовое отверстие шкива.

РАДИАТОР (автомобилей КАМАЗ) медно-латунный, паяный твердым припоем, для повышения теплоотдачи охлаждающие ленты выполнены с жалюзийными просечками, крепится боковыми кронштейнами через резиновые подушки к лонжеронам рамы, а верхней тягой к соединительному патрубку.

ТЕРМОСТАТЫ (рисунок 31) позволяют ускорить прогрев холодного двигателя и поддерживать температуру охлаждающей жидкости не ниже 75 °С путем изменения ее расхода через радиатор. В водяной коробке 5 корпуса водяных каналов установлено параллельно два термостата с температурой начала открытия (80±2) °С.

При температуре охлаждающей жидкости ниже 80 °С, основной клапан 12 прижимается к седлу корпуса 14 пружиной 11 и перекрывает проход охлаждающей жидкости в радиатор. Перепускной клапан 6 открыт и соединяет водяную коробку корпуса водяных каналов по перепускному каналу 4 с входом водяного насоса.

При температуре охлаждающей жидкости выше 80 °С, наполнитель 9, находящийся в баллоне 10, начинает плавиться, увеличиваясь в объеме. Наполнитель состоит из смеси 60 % церезина (нефтяного воска) и 40 % алюминиевой пудры. Давление от расширяющегося наполнителя через резиновую вставку 8 передается на поршень 13, который, выдавливаясь наружу, перемещает баллон 10 с основным клапаном 12, сжимая пружину 11. Между корпусом 14 и клапаном 12 открывается кольцевой проход для охлаждающей жидкости в радиатор. При температуре охлаждающей жидкости 93 °С происходит полное открытие термостата, клапан поднимается на высоту не менее 8,5 мм.

Одновременно с открытием основного клапана вместе с баллоном перемещается перепускной клапан 6, который перекрывает отверстие в водяной коробке корпуса водяных каналов, соединяющее ее с входом водяного насоса.

При понижении температуры охлаждающей жидкости до 80 °С и ниже, под действием пружин 7 и 11 происходит возврат клапанов 12 и 6 в исходное положение.

Для контроля температуры охлаждающей жидкости, на водяной коробке корпуса водяных каналов установлено два датчика температуры 1 и 2. Датчик 1 выдает показания текущего значения температуры охлаждающей жидкости на щиток приборов, датчик 2 служит сигнализатором перегрева охлаждающей жидкости. При повышении температуры до 98… 104 °С на щитке приборов загорается контрольная лампа аварийного перегрева охлаждающей жидкости.

Рисунок 31 — Термостаты:

1 — датчик указателя температуры; 2- датчик сигнализатора аварийного перегрева; 3 — канал выхода жидкости из двигателя; 4 — канал перепуска жидкости на вход насоса; 5 — корпус водяных каналов; 6 — перепускной клапан; 7 — пружина перепускного клапана; 8 — резиновая вставка; 9 — наполнитель; 10 — баллон; 11 — пружина основного клапана; 12 — основной клапан; 13 — поршень; 14 — корпус; 15 — патрубок водяной коробки; 16 — прокладка.

РАСШИРИТЕЛЬНЫЙ БАЧОК 1 (рисунок 26) устанавливается на двигателях автомобилей КАМАЗ с правой стороны по ходу автомобиля. Расширительный бачок соединен перепускной трубой 18 с входной полостью водяного насоса 7, пароотводящей трубкой 2 с верхним бачком радиатора и с трубкой отвода жидкости из компрессора 3.

Расширительный бачок служит для компенсации изменения объема охлаждающей жидкости при ее расширении от нагрева, а также позволяет контролировать степень заполнения системы охлаждения и способствует удалению из нее воздуха и пара. Расширительный бачок изготовлен из полупрозрачного сополимера пропилена. На горловину бачка навинчивается пробка расширительного бачка (рисунок 32) с клапанами впускным 6 (воздушным) и выпускным (паровым). Выпускной и впускной клапаны объединены в блок клапанов 8. Блок клапанов неразборный. Выпускной клапан, нагруженный пружиной 3, поддерживает в системе охлаждения избыточное давление 65 кПа (0,65 кгс/см ), впускной клапан 6, нагруженный более слабой пружиной 5, препятствует падению давления ниже атмосферного при остывании двигателя.

Рисунок 32 — Пробка расширительного бачка:

1 — корпус пробки; 2 — тарелка пружины выпускного клапана; 3 — пружина выпускного клапана; 4 — седло выпускного клапана; 5 — пружина клапана впускного; 6 — клапан впускной в сборе; 7 — прокладка выпускного клапана; 8 — блок клапанов.

Впускной клапан открывается и сообщает систему охлаждения с окружающей средой при разряжении в системе охлаждения 1… 13 кПа (0,01…0,13 кгс/см2).

Заправка двигателя охлаждающей жидкостью производится через заливную горловину расширительного бачка. Перед заполнением системы охлаждения надо предварительно открыть кран системы отопления.

Для слива охлаждающей жидкости следует открыть сливные краны теплообменника и насосного агрегата предпускового подогревателя, отвернуть пробки на нижнем бачке радиатора и расширительного бачка.

ВНИМАНИЕ!

Не допускается открывать пробку расширительного бачка на горячем двигателе — это приведет к выбросу горячей охлаждающей жидкости и пара из горловины расширительного бачка.

Эксплуатация двигателя без пробки расширительного бачка не допускается.

ОБСЛУЖИВАНИЕ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Регулировка натяжения ремня привода водяного насоса и генератора 2 (рисунок 33) привода генератора, водяного насоса для двигателей с расположением вентилятора соосно с коленчатым валом выполняется следующим образом:

— ослабить болты и гайки крепления генератора;

— вращением болта натяжного 6 обеспечить необходимое натяжение ремня;

— затянуть болты и гайки крепления генератора.

Рисунок 33 — Схема проверки натяжения ремня привода генератора и водяного насоса:

1 — шкив водяного насоса; 2 — ремень поликлиновой; 3 — шкив коленчатого вала; 4 — ролик направляющий; 5, 10-болты; 6 — болт натяжной; 7, 9 —гайки; 8 — шкив генератора

После регулировки проверить натяжение ремня:

— правильно натянутый ремень 2 при нажатии на середину наибольшей ветви усилием F = (44,1 ±5) Н ((4,5±0,5) кгс) должен иметь прогиб — 6… 10 мм.

Проверка уровня охлаждающей жидкости в системе производится на холодном двигателе. Уровень должен находиться между отметками “MIN” и “МАХ” на боковой поверхности расширительного бачка.

В ходе эксплуатации необходимо следить за плотностью охлаждающей жидкости, которая при ее температуре 20 °С должна быть:

— ОЖ-40 «Лена» — (1,075… 1,085) г/см3;

— «Тосол-А40М» — (1,078. ..1,085) г/см3;

— ОЖ-65 «Лена» и «Тосол-А65М» — (1,085.. .1,100) г/см3.

Воздушный зазор между фрикционным диском и шкивом электромагнитной муфты привода вентилятора проверять и регулировать на неработающем двигателе тремя регулировочными болтами 1 (рисунок 30). Зазор по окружности фрикционного диска должен быть равномерным и составлять 0,6±0,1 мм.

kama-avtodetal.ru

Гидромуфта flender принцип работы. Принцип работы гидромуфты вентилятора


История появления

Первый в мире серийный легковой автомобиль без педали сцепления
Впервые принцип передачи крутящего момента посредством рециркуляции жидкости между двумя лопастными колесами без жесткой связи был запатентован немецким инженером Германом Феттингером в 1905 году. Устройства, работающие на основе данного принципа, получили название гидромуфта. В то время развитие судостроения требовало от конструкторов найти способ постепенной передачи крутящего момента от парового двигателя к огромным судовым винтам, находящимся в воде. При жесткой связи вода тормозила резкий ход лопастей при запуске, создавая чрезмерную обратную нагрузку на двигатель, валы и их соединения.

Впоследствии модернизированные гидромуфты стали использоваться на лондонских автобусах и первых дизельных локомотивах в целях обеспечить их плавное трогание с места. А еще позже гидромуфты облегчили жизнь и водителям автомобилей. Первый серийный автомобиль с гидротрансформатором, Oldsmobile Custom 8 Cruiser, сошел с конвейера завода General Motors в 1939 году.

Принципиальная схема гидромуфты и её технические характеристики

Для лучшего понимания функционирования гидравлической муфты приведём её конструктивную схему:

Колёса (9) снабжены прямыми лопатками, хотя в некоторых случаях, для них используют лопатки изогнутой формы. Гидромуфта является соединением колеса центробежного насоса, колеса реактивной турбины и кожухов (3), как охватывающего, так вращающего. Насос, в свою очередь, присоединён к ведущему валу (6), а реактивная турбина – к ведомому валу (16).

Устройство и принцип работы


Устройство гидротрансформатора
Гидротрансформатор представляет собой закрытую камеру тороидальной формы, внутри которой вплотную друг к другу соосно размещены насосное, реакторное и турбинное лопастные колеса. Внутренний объем гидротрансформатора заполнен циркулирующей по кругу, от одного колеса к другому, жидкостью для автоматических трансмиссий. Насосное колесо выполнено в корпусе гидротрансформатора и жестко соединено с коленчатым валом, т.е. вращается с оборотами двигателя. Турбинное колесо жестко связано с первичным валом автоматической коробки передач.

Между ними находится реакторное колесо, или статор. Реактор установлен на муфте свободного хода, которая позволяет ему вращаться только в одном направлении. Лопасти реактора имеют особую геометрию, благодаря которой поток жидкости, возвращаемый с турбинного колеса на насосное, изменяет свое направление, тем самым увеличивая крутящий момент на насосном колесе. Этим различаются гидротрансформатор и гидромуфта. В последней реактор отсутствует, и соответственно крутящий момент не увеличивается.


Гидротрансформатор — принцип работы

Принцип работы гидротрансформатора основан на передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии посредством рециркулирующего потока жидкости, без жесткой связи.

Ведущее насосное колесо, соединенное с вращающимся коленчатым валом двигателя, создает поток жидкости, который попадает на лопасти расположенного напротив турбинного колеса. Под воздействием жидкости оно приходит в движение и передает крутящий момент на первичный вал трансмиссии.

С повышением оборотов двигателя увеличивается скорость вращения насосного колеса, что приводит к нарастанию силы потока жидкости, увлекающей за собой турбинное колесо. Кроме того, жидкость, возвращаясь через лопасти реактора, получает дополнительное ускорение.

Поток жидкости трансформируется в зависимости от скорости вращения насосного колеса. В момент выравнивания скоростей турбинного и насосного колес реактор препятствует свободной циркуляции жидкости и начинает вращаться благодаря установленной муфте свободного хода. Все три колеса вращаются вместе, и система начинает работать в режиме гидромуфты, не увеличивая крутящий момент. При увеличении нагрузки на выходном валу скорость турбинного колеса замедляется относительно насосного, реактор блокируется и снова начинает трансформировать поток жидкости.

Свойства

Отметим основные свойства, которыми обладают гидромуфты:

  • Ведомые и ведущие валы действуют вне зависимости друг от друга. К примеру, когда ведомый вал находится в покое, то в это время ведущий вал может функционировать или соответствовать промежуточному значению угловой скорости. Но отметим, что значение последней не может равняться скорости вращения ведущего вала. Обычно её значения меньше на 2 – 3%.
  • Именно гидравлические муфты смогут обеспечить плавное начало движения транспорта и плавный набор разгона.
  • Строение организовано таким образом, что в ней отсутствуют детали, которые тесно соприкасаются между собой. Другими словами отсутствует процесс трения деталей, а следовательно, их износ сводится к минимуму.
  • Гидромуфта сдерживает крутильные колебания.
  • С её помощью обеспечивается бесшумное функционирование передач.
  • Обеспечивается высокие показатели коэффициента полезного действия, до 0,96 – 0,98.
  • Высокая степень надёжности при эксплуатации.

С их помощью можно организовать управление, как на дистанционном, так и на автоматическом уровне.

Режим блокировки


Устройство гидротрансформатора с блокировкой
Для того, чтобы справиться с основными недостатками гидротраснформатора (низкий КПД и плохая динамика автомобиля), был разработан механизм блокировки. Принцип его работы схож с классическим сцеплением. Механизм состоит из блокировочной плиты, которая связана с турбинным колесом (а следовательно, с первичным валом КПП) через пружины демпфера крутильных колебаний. Плита на своей поверхности имеет фрикционную накладку. По команде блока управления трансмиссией, плита прижимается накладкой к внутренней поверхности корпуса гидротрансформатора при помощи давления жидкости. Крутящий момент начинает передаваться напрямую от двигателя к коробке передач без участия жидкости. Таким образом достигается снижение потерь и более высокий КПД. Блокировка может быть включена на любой передаче.

Ремонт вискомуфты своими руками

Если это устройство перестало работать, то сначала надо заправить его гелем или спецмаслом.

Специалистов, которые могут починить вискомуфту не много. Иногда дешевле и быстрее выходит купить новое устройство или перейти на электровентилятор.

Чтобы установить вентилятор охлаждения ДВС с электроприводом, нужны следующие детали:
  1. Сам вентилятор с электрическим приводом.
  2. Провода площадью сечения 6 мм2.
  3. Предохранитель на 40 Ампер.
  4. Реле-регулятор на 30 Ампер или более.
  5. Термореле, например, от жигулей, которое срабатывает при нагреве двигателя до 87 градусов.

Термореле можно приклеить к радиатору или рядом с термостатом на металлическую поверхность.

После этого, надо сделать схему подсоединения, как на автомобилях Ваз. Вазовская электросхема подключения вентилятора прослужит около 5 лет.

Режим проскальзывания

Блокировка гидротрансформатора может также быть неполной и работать в так называемом «режиме проскальзывания». Блокировочная плита не полностью прижимается к рабочей поверхности, тем самым обеспечивается частичное проскальзывание фрикционной накладки. Крутящий момент предается одновременно через блокировочную плиту и циркулирующую жидкость. Благодаря применению данного режима у автомобиля значительно повышаются динамические качества, но при этом сохраняется плавность движения. Электроника обеспечивает включение муфты блокировки как можно раньше при разгоне, а выключение – максимально позже при понижении скорости.

Однако режим регулируемого проскальзывания имеет существенный недостаток, связанный с истиранием поверхностей фрикционов, которые к тому же подвергаются сильнейшим температурным воздействиям. Продукты износа попадают в масло, ухудшая его рабочие свойства. Режим проскальзывания позволяет сделать гидротрансформатор максимально эффективным, но при этом существенно сокращает срок его службы.

Роль в системе охлаждения ДВС

Вентилятор с вискомуфтой устанавливается на автомобили с продольным расположением двигателя (обычно это полноприводные и заднеприводные модели). При такой компоновке шкив вентилятора радиатора целесообразней всего соединить со шкивом водяной помпы. Как известно, вращение водяной помпе передается сервисным ремнем от шкива коленчатого вала.

Недостаток такой конструкции в том, что скорость вращения крыльчатки вентилятора всегда будет пропорциональна оборотам коленчатого вала. Подобное устройство приведет к тому, что на высоких оборотах в условиях холодного воздуха двигатель будет чрезмерно охлаждаться, что снизит его КПД. К тому же постоянное соединение крыльчатки и шкива коленчатого вала увеличит механические потери на трение, что будет отнимать мощность и повышать расход топлива.

Вискомуфта вентилятора позволяет регулировать скорость вращения крыльчатки в зависимости от температуры двигателя.

Устройство

Разница в конструкции вискомуфт вентилятора Toyota, BMW, Mercedes, Audi. минимальна, так как все они устроены и работают по единому принципу.

Вал с соединительным фланцем крепится к приводу помпы охлаждения, поэтому его скорость вращения всегда пропорциональна оборотам коленчатого вала. К валу, в свою очередь, крепится приводной шкив, который вращается в рабочей камере. Рабочая и резервная камеры разделены пластинами. Переход между камерами возможен только через впускные клапаны и возвратные каналы. Изначально резервная камера заполнена специальным силиконовым маслом. Приводной шкив, или диск, как его еще называют, имеет по окружности косые зубья, которые при вращении позволяют выгонять масло обратно в резервную камеру. Поверхность приводных дисков, как и делительных пластин, имеет специальные ребра, которые превращают рабочую камеру в своеобразную сеть лабиринтов, по которым циркулирует силиконовое масло.

Корпус муфты, к которому и крепится крыльчатка вентилятора, соединяется с валом (ротором вискомуфты) посредством обычного шарикового подшипника. Впускные клапаны соединены с биметаллической пластиной, которая располагается в передней части корпуса вискомуфты. При нагреве пластина расширяется, что приводит к увеличению пропускного сечения клапанов.

Свойства силиконового масла

Основная особенность силиконовой жидкости, использующейся в вискомуфтах вентиляторов, – термостойкость и вязкостная стабильность. С изменением температуры масло лишь незначительно изменяет свою вязкость.

В работе вискомуфты силиконовое масло исполняет роль связывающего вещества, позволяющего создать между приводным диском и разделительными пластинами, соединенными с корпусом, трение. Несмотря на то что между корпусом и приводным шкивом всегда будет некоторая степень проскальзывания, созданного коэффициента сцепления достаточно для зацепления корпуса муфты с приводным валом.

В некоторых источниках указывается, что с повышением температуры масло расширяется, что и провоцирует вязкостное зацепление приводного диска с корпусом вискомуфты. Подобное понимание принципа работы вискомуфты вентилятора охлаждения является ложным и возникло, скорее всего, из-за сравнения вискомуфты вентилятора с вязкостными муфтами раздаточных коробок полноприводных автомобилей. В вискомуфтах дифференциалов используется дилатантная жидкость, вязкость которой сильно зависит от скорости деформации сдвига.

Принцип работы

Когда рабочая камера не заполнена маслом, приводной диск свободно вращается в рабочей камере. Небольшое количество масла все же присутствует, но коэффициент сцепления приводного шкива с корпусом вискомуфты минимален, поэтому с повышением оборотов двигателя скорость вращения крыльчатки не увеличивается.

Процесс прогрева двигателя и увеличения температуры тосола в радиаторе сопровождается нагревом биметаллической пластины. Нагреваясь, пластина расширяется, что приводит к открытию впускного клапана и увеличению количества рабочей жидкости, проникающей из резервной в рабочую камеру. Возникающее между приводным диском и разделительными пластинами трение приводит к увеличению скорости вращения корпуса и крыльчатки вентилятора.

Когда двигатель нуждается в максимальном охлаждении, биметаллическая пластина изогнута настолько, чтобы обеспечить максимальное проходное сечение впускных клапанов. В таком случае разница частоты вращения вала и корпуса вискомуфты минимальна, поэтому повышение оборотов коленчатого вала приводит к практически равнозначному увеличению скорости вращения крыльчатки вентилятора.

Снижение температуры набегающего воздуха приводит к постепенному возврату биметаллической пластины в исходное положение. Соответственно, уменьшается проходное сечение впускных клапанов, жидкость перегоняется в резервную полость. Уменьшение коэффициента сцепления приводит к увеличению разницы частоты вращения приводного вала вискомуфты и корпуса – крыльчатка вентилятора замедляется.

Работа вискомуфты Toyota на примере конкретных температурных режимов

Устройство вискомуфт вентиляторов Toyota предполагает наличие двух рабочих камер (в первых вариантах конструкции была только одна камера).

Читать дальше: Стальные диски или легкосплавные

  • Биметаллическая пластина в «холодном» состоянии.
  • Пластина разогрета теплым воздухом, открыт впускной клапан передней камеры.
  • Коэффициент температурного расширения соответствует максимальному режиму охлаждения. Открыт клапан задней камеры.

Почему вискомуфта вращается на холодную

Многие владельцы автомобилей с механическим приводом вентилятора системы охлаждения, скорее всего, замечали, что после запуска холодного двигателя вентилятор крутится с большой скоростью. Спустя некоторое время после прогрева двигателя, количество оборотов крыльчатки уменьшается, поэтому может показаться, что подобное явление идет в разрез с описанным выше принципом работы вискомуфты вентилятора. Такой эффект возникает из-за того, что во время простоя масло самотеком стекает в нижнюю рабочую камеру, поэтому сразу после запуска крыльчатка и корпус вискомуфты будут вращаться до того времени, пока масло перекачается обратно в резервную секцию.

Преимущества

Обороты крыльчатки подстраиваются под фактический температурный режим двигателя, что позволяет:

  • уменьшить расход топлива;
  • снизить уровень шума;
  • уменьшить потери мощности.

Установка вискомуфты в системе охлаждения позволяет уменьшить нагрузку на генератор и снизить себестоимость авто, исключив затраты на электропривод крыльчатки, проводку.

Недостатки

Многие сетуют на ненадежность вискомуфты, забывая, что система с электровентилятором также периодически нуждается в ремонте. Наиболее распространенная поломка – утечка рабочей жидкости. Несмотря на то что большинство муфт вязкостного типа неразборные, существуют проверенные технологии восстановления работоспособности системы. В случае износа поддается восстановлению и подшипник. Именно поэтому важно знать способы проверки и ремонта вискумуфты вентилятора радиатора.

Система охлаждения автомобилей КамАЗ устроена по классическому принципу. Но имеются и особенности. Одна из них – наличие гидромуфты вентилятора. Благодаря исправной работе этого узла система охлаждения грузового автомобиля под нагрузкой работает максимально эффективно.

Преимущества гидромуфты

Если рассматривать другие разновидности муфт в приводе вентилятора, а именно электрическую и вискомуфты, у гидромуфты на лицо явные преимущества.

  • Отсутствует целая электрическая цепь для управления и контроля над работой узла.
  • Более высокая надёжность конструкции, что увеличивает время безотказной работы во время эксплуатации двигателя.
  • Включение и выключение вентилятора у гидромуфты самое быстрое.

Все явные преимущества гидромуфты заметно ухудшает не самый надёжный элемент системы – её выключатель. На практике используют разные способы для поднятия общей надёжности. Один из таких – применение выключателя от «Урал-4320».

Назначение гидромуфты

Важнейший узел для обеспечения эффективного охлаждения двигателя — гидромуфта. КамАЗ без неё имел бы непрерывно работающий вентилятор охлаждения. Смысл ее — в нужное время включать вентилятор, а затем выключать. Ведь в моменты прогрева двигателя, а также в холодное время эксплуатации автомобиля обдув совсем не нужен.

Прямое назначение гидромуфты – в нужное время передать крутящий момент коленчатого вала двигателя вентилятору охлаждения. Также она значительно гасит резкие изменения в работе коленвала и служит хорошим демпфером для привода вентилятора.

Как работает этот уникальный узел системы охлаждения, будет понятно из его строения.

Гидромуфты подразделяются на регулируемые и замкнутые.

Регулируемые гидромуфты предназначены, как правило, для относительно неглубокого (до 30-40%) регулирования частоты вращения ведомого вала привода. Наиболее экономичным такое регулирование является лишь для машин, у которых мощность нагрузки в процессе работы изменяется пропорционально кубу частоты вращения турбины, т.е. N 2 =(i 3) Nн (Nн- номинальная мощность при полной скорости и n 1 =const.). К таким машинам относятся мощные (до15тыс.квт) центробежные насосы, турбогенераторы, вентиляторы. Менее экономичным регулирование с помощью гидромуфт является в случае, когда мощность изменяется пропорционально квадрату частоты вращения,т.е. N 2 =(i 2) Nн. Максимальные потери мощности Nпот. в первом случае составляют Nпот.= 0,148 Nн при i=0,666, а во втором случае 0,25 Nн- при i=0,5. Для многих лопастных машин регулирование гидромуфтой имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами регулирования скорости.

Выключатель гидромуфты

Металлический корпус с термодатчиком, напрямую связанным с охлаждающей жидкостью, — это и есть выключатель гидромуфты. КамАЗ обладает следующим температурным режимом: при повышении температуры тосола или антифриза до 83-86 о С (горячий или холодный выключатель) рабочая масса в датчике начинает плавиться и расширяться, толкая при этом шток. Канал для поступления масла в гидромуфту при этом открывается. При обратном понижении температуры охлаждающей жидкости пружинка возвращает шток открытия выключателя на место.

Что же делают три положения выключателя гидромуфты? «Флажок» выключателя даёт возможность выбрать три основных режима работы:

  • автоматический;
  • постоянно открытый вариант;
  • постоянно закрытый.

Понятно, что автоматический режим является основным рабочим и при исправной гидромуфте вентилятора не переключается в другие положения. В случае возникновения неисправности в выключателе (что вполне возможно), его устанавливают в режим «постоянно открыт». А при первой же возможности выключатель заменяется.

Третий режим выключателя гидромуфты – «постоянно закрыт», используют в случае преодоления автомобилем глубоких бродов. В этих случаях работа вентилятора не просто не нужна, а будет только вредить.

Гидромуфты — Горношахтное оборудование — ТеплоЭнергоСнабжение — Кемерово

Гидромуфты предохранительные водоэмульсионные ГПВ-400 предназначены для передачи крутящего момента от электродвигателя к редуктору в приводах скребковых конвейеров, струговых установок и погрузочных машин, обеспечения защиты редуктора, тяговой цепи, приводного электродвигателя от перегрузок, плавного запуска и согласованной работы электродвигателей многоприводных систем.

Гидромуфта предохранительная водоэмульсионная унифицированная ГПВ-400У предназначена для передачи крутящего момента от электродвигателя к редуктору в приводах разборных и передвижных скребковых конвейеров, обеспеченияограничения передаваемого крутящего момента, улучшения пусковых и тяговых характеристик привода, защиты двигателя от перегрузки, снижения динамических усилий в приводе итяговом органе при его резком стопорении.

Гидромуфта пускопредохранительная водоэмульсионная унифицированная ГПП-400У предназначена для передачи вращающего момента от электродвигателя к редуктору в приводах ленточных конвейеров 2ЛТ80, 2ЛТ/80У, 2ЛТП/80У и др.

Гидромуфта ограничивает момент при пуске и торможении машин, позволяет равномерно распределять нагрузку между отдельными приводами, обеспечивает согласованную работу электродвигателей многоприводных систем, обеспечивает плавный пуск конвейера вхолостую и под нагрузкой, ограничивая ускорение ленты и устраняя при этом опасные динамические усилия в ней. Во всех режимах гидромуфта защищаетэлектродвигатель конвейера от перегрузок.

Область применения:

В подземных выработках угольных и сланцевых шахт всех категорий, опасных по газу (метану) и угольной пыли.

НАИМЕНОВАНИЕ ПАРАМЕТРА

            НОРМА ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ИЗДЕЛИЯ

ГПВ-400

Гпв-400у

Гпп-400у

Активный диаметр, мм

400

Номинальная передаваемая мощность, кВт

32,45,55

45,55

Частота вращения входного вала, об/мин

1480

Коэффициент перегрузки, не более

2,2+2,8

2,8

2,2

температура срабатывания тепловой защиты, °с
— рабочей 
— контрольной 
— аварийной


120±5 
150±10 
200±10


120±5 
150±10
Ш.

рекомендуемая рабочая жидкость

Эмульсия на водной основе (2,5-3%) концентрата жидкости ФМИ-РЖ ТУ38.101.1813-88 или 1,5-2% ингибитор коррозии ВИТАЛ ТУ38.УССР.201.236-81)

объем рабочей жидкости, заливаемый в гидромуфту, л, для мощности
22 квт 
45 квт 
55 квт

6,0 
6,5 
7,0

7,5 
8,0

6,5 
7,0

габаритные размеры, мм, не более

0455×296

0455×302

Масса без рабочей жидкости, кг, не более

41

39

50

ГПВ-400У:          сертификат № росс RU МИю4. В00231 по 29.06.2007

 

Гидромуфта flender принцип работы. Гидромуфта и все,что необходимо о ней знать

Гидромуфты FLUDEX используются в приводах конвейерных систем, таких как ленточные конвейеры, ковшевые элеваторы и цепные конвейеры. В тяжелой промышленности муфты FLUDEX используются в различных механизмах, таких как приводы рабочих колес, дробилки, вальцы, смесители, большие венти-ляторы, питательные насосы котлов, большие компрессоры, центрифуги и вспомогательные приводы мельниц.

Можно также отметить такие механизмы, как приводы насосов, приводы генераторов механизмов отбора мощности, ветроэнергетические системы, приводы дверей и ворот.

В приводах с дизельным двигателем гидромуфты FLUDEX используются на приводимых машинах, имеющих большой момент инерции.

Гидромуфты используются в различных отраслях деятельности, обеспечивают экономичность и надежность работы привода. Размещенные в данном разделе гидродинамические муфты Fludex представлены в трех основных сериях, имеют 15 типов и 16 типоразмеров.

Принцип действия и конструкция гидромуфты

Передача усилия гидродинамической муфтой Fludex основана на принципе Фётингера, разработанного и запатентованного в начале прошлого столетия немецким ученым Г. Фётингером. Сутью идеи является возможность передачи мощности без жесткого соединения входного и выходного валов, что обеспечивает защиту двигателя и исполнительного механизма от вредных динамических нагрузок.

Основными элементами гидромуфт являются насосные и турбинные лопастные колеса, размещенные во внешнем корпусе.Колеса расположены напротив друга. Процесс передачи крутящего момента состоит из преобразования механической энергии насосного колеса в энергию потока рабочей жидкости, которая приводит в действие турбинное колесо и, соответственно, преобразуется в его механическую энергию.При этом нет механического взаимодействия между насосным и турбинным колесами и, как следствие, отсутствует значительный износ деталей. В качестве рабочей жидкости данной гидравлической системы используется, как правило, минеральное масло.

Принцип Фётингера в муфтах Fludex обеспечивает целый ряд конструктивных и эксплуатационных преимуществ:

  • Мягкий пуск механизмов без ударных и чрезмерных динамических нагрузок. Не требуется запас мощности электромотора.
  • Разгон больших масс при уменьшенной нагрузке на электродвигатель. Это позволяет использовать более дешёвые электромоторы с коротко-замкнутым ротором.
  • Простота настройки крутящего момента путем уменьшения или увеличения уровня рабочей жидкости.
  • Выравнивание нагрузки при работе нескольких электродвигателей.

Основные характеристики и область применения гидромуфт Fludex

Представленные в нашем каталоге гидродинамические муфты Fludex обеспечивают передачу мощностей до 1900 кВт, скорость вращения до 5 000 об/мин,наружный диаметр изделий составляет от 263 до 1125 мм. Есть пять вариантов исполнения гидромуфт:

  • с присоединительной упругой муфтой;
  • с клиноременным шкивом;
  • с механическим термодатчиком;
  • с электронным бесконтактным термодатчиком;
  • с каучуковым уплотнением и плавким предохранителем.

Гидродинамические муфты Fludex выпускаются в трех сериях:

  • Базовой (fA = 2.0). Муфта приводится в действие внешним или лопастным колесом.
  • С полостью задержки (fA = 1.5)
  • С большой полостью задержки (fA=1.3)

Сфера использования гидромуфт Fludex включает в себя обширный список машин и механизмов. Это приводы лебедок, приводы барабанов, ковшевые экскаваторы,вентиляторы, насосное оборудование, ветрогенераторы и другие системы, где требуется обеспечить надежную и экономичную передачу усилий.

Компания «Ф и Ф» предлагает широкий выбор гидродинамических муфт для решения различных задач в современной технике. Для Вас – максимально полный ассортимент и доступные цены в Санкт-Петербурге, возможность заказать и приобрести новейшие решения в сфере приводной техники, удобный сервис и гарантии качества товара.

Гидромуфта – это важный элемент автомобиля, являющийся важной частью полуавтоматической, а также . Основное применение устройства заключается в передаче крутящего момента к коробке передач от ведущего вала. Оно состоит из двухлопастных колес, которые установлены в особом корпусе. Он заполнен специальным маслом, которое является рабочей жидкостью. Валы не имеют жесткой связи, что дает возможность обеспечивать плавную передачу вращения между осями без резких движений.

История появления

Гидромуфта была запатентована в 1950 году и своим появлением обязана развитию кораблестроения. После того как на кораблях стали устанавливать паровые машины для увеличения скорости, возникла потребность в передаче крутящего момента на гребные винты, которые находились в воде. Механизм успешно был опробован и прижился. В дальнейшем устройство было адаптировано под автобусы в Лондоне. Также гидромуфта нашла свое применение на автомобилях и локомотивах на дизельном ходу. Устройство имеет коэффициент полезного действия порядка 98% и широко применяется в автомобилестроении.

Принцип работы

Колеса, из которых состоит устройство, разделяются по назначению. Наносное соединяется с коленвалом двигателя, а турбинное имеет прямую связь с трансмиссией. Турбинное колесо раскручивается потоками масла, которые образуются при вращении наносного колеса. Такая конструкция позволяет передавать крутящий момент в соотношении один к одному. Но этого недостаточно, чтобы автомобиль мог работать с максимальной мощностью. Для усиления эффекта в конструкцию добавили реакторное колесо.

Данное колесо вращается на ведущем валу и вместе с насосным составляет единый механизм. В зависимости от того, стоит оно или вращается, увеличивается разброс воздействия. Улучшенная конструкция получила название гидротрансформатор. Когда увеличивается частота вращения турбинного колеса (т.е. повышается скорость автомобиля), гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты.

Преимущества

Основным преимущество использования гидромуфты стала плавная передача и изменение крутящего момента. Кроме того, особенности конструкции максимально бережно воздействуют на трансмиссию и не могут её повредить. Это происходит за счет того, что конструкция предполагает возможность ограничивать крутящий момент.

Недостатки

Одним из явных изъянов использования гидромуфты стал небольшой коэффициент полезного действия если сравнивать их с механическими муфтами. Это связано с потерей крутящего момента, который используется на раскрутку масла, а не превращается в полезный крутящий момент. Для снижения износа в автомобилях с АКПП предусмотрен механизм блокирования, который срабатывает если автомобиль достиг предусмотренного значения скорости.

Сегодня на смену гидравлическим системам приходят современные пневматические и электрические системы. По статистике, именно на них направляется большинство инвестиций. Но на данный момент гидравлические системы являются самыми проверенными и надежными.

В некоторых видах двигателей устанавливается привод вентилятора с охлаждающей функцией от коленвала. Соединение осуществляется через специальную деталь, называемой гидромуфтой. В чём суть действия этого прибора, строение и процесс его функционирования, пойдёт речь в данной статье. Также немаловажным фактором является правильное использование данного узла, технические особенности и, в случае необходимости, проведение ремонта.

Свойства

Отметим основные свойства, которыми обладают гидромуфты:

  • Ведомые и ведущие валы действуют вне зависимости друг от друга. К примеру, когда ведомый вал находится в покое, то в это время ведущий вал может функционировать или соответствовать промежуточному значению угловой скорости. Но отметим, что значение последней не может равняться скорости вращения ведущего вала. Обычно её значения меньше на 2 – 3%.
  • Именно гидравлические муфты смогут обеспечить плавное начало движения транспорта и плавный набор разгона.
  • Строение организовано таким образом, что в ней отсутствуют детали, которые тесно соприкасаются между собой. Другими словами отсутствует процесс трения деталей, а следовательно, их износ сводится к минимуму.
  • Гидромуфта сдерживает крутильные колебания.
  • С её помощью обеспечивается бесшумное функционирование передач.
  • Обеспечивается высокие показатели коэффициента полезного действия, до 0,96 – 0,98.
  • Высокая степень надёжности при эксплуатации. С их помощью можно организовать управление, как на дистанционном, так и на автоматическом уровне.

История

Своим рождением гидротрансформатор и гидромуфта обязаны развитию судостроения в конце XIX века. С появлением на кораблях морского флота паровых машин возникла острая необходимость в новом дополнительном механизме, который позволял бы плавно передавать крутящий момент от паровых двигателей к большим и тяжелым гребным винтам, погруженным в воду. Такими устройствами стали гидромуфта и гидротрансформатор, которые запатентовал в 1905 году немецкий инженер и изобретатель Герман Феттингер. Позже эти механизмы адаптировали для установки на лондонские автобусы, а затем на автомобили и первые дизельные локомотивы для более плавного начала движения.

Устройство и принцип работы гидромуфты

Внутри гидромуфты очень близко друг к другу соосно размещены два вращающихся колеса с лопастями. Одно соединено с ведущим валом (насосное), а второе с ведомым (турбинное). Все пространство вокруг них в гидромуфте заполнено рабочей жидкостью (масло).

Принцип работы гидромуфты очень прост. Её ведущий вал вращается двигателем. Вместе с валом в корпусе гидромуфты циркулирует и масло. За счет своей вязкости оно постепенно все больше и больше вовлекает за собой в это вращение ведомый вал. Таким образом, крутящий момент от двигателя плавно нарастая постепенно через жидкость передается на ведомый вал.

Устройство и принцип работы гидротрансформатора

По сути, гидротрансформатор это та же гидромуфта в которой между вращающимися колёсами добавлено третье лопастное колесо – реактор (статор). Посредством муфты свободного хода оно может вращаться на ведущем валу, образуя единое целое с насосным колесом. Это происходит до тех пор, пока обороты вращения насоса и турбины различаются. Как только они уравниваются, реактор начинает вращаться независимо от насоса, превращая гидротрансформатор в гидромуфту.

Достоинства и недостатки гидромуфты

В настоящее время гидромуфты устанавливаются на автомобили с полуавтоматическими коробками передач (грузовые, автобусы, реже легковые), на тракторы, в авиационные турбины, применяются в металлообрабатывающих станках. К достоинствам гидромуфты можно отнести простоту конструкции, обеспечение плавности изменения крутящего момента, передаваемого от двигателя на механизмы трансмиссии, снижение ударных нагрузок на шестеренчатые пары коробок передач.
Недостатком гидромуфты является меньший по сравнению с гидротрансформатором коэффициент полезного действия из-за больших потерь при высоких оборотах ведущего вала двигателя. По этой причине на современные легковые автомобили гидромуфты практически не устанавливаются.

Гидромуфты подразделяются на регулируемые и замкнутые.

Регулируемые гидромуфты предназначены, как правило, для относительно неглубокого (до 30-40%) регулирования частоты вращения ведомого вала привода. Наиболее экономичным такое регулирование является лишь для машин, у которых мощность нагрузки в процессе работы изменяется пропорционально кубу частоты вращения турбины, т.е. N 2 =(i 3) Nн (Nн- номинальная мощность при полной скорости и n 1 =const.). К таким машинам относятся мощные (до15тыс.квт) центробежные насосы, турбогенераторы, вентиляторы. Менее экономичным регулирование с помощью гидромуфт является в случае, когда мощность изменяется пропорционально квадрату частоты вращения,т.е. N 2 =(i 2) Nн. Максимальные потери мощности Nпот. в первом случае составляют Nпот.= 0,148 Nн при i=0,666, а во втором случае 0,25 Nн- при i=0,5. Для многих лопастных машин регулирование гидромуфтой имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами регулирования скорости.

Основные типы и характеристики замкнутых гидромуфт .

Замкнутые гидромуфты постоянного наполнения условно могут быть подразделены на предохранительные и пускопредохранительные.

Предохранительные гидромуфты ограничивают крутящий момент значением, меньшим на 15-20% максимального (опрокидного) момента приводного электродвигателя (двигатель). Значение пускового(стопового) момента в отдельных моделях таких гидромуфт может иметь значение 1,3-1,4 от величины номинального момента. В этом случае предохранительная гидромуфта выполняет функцию муфты предельного момента. Пускопредохранительная гидромуфта предназначена для поддержания вращающего момента привода в течение всего периода разгона машины в пределах 1,3-1,5 от номинального момента.

Характерным примером применения предохранительной гидромуфты как муфты предельного момента является роторный экскаватор, а пускопредохранительной гидромуфты — ленточный конвейер большой длинны.

На рис.2 показана предохранительная гидромуфта ГП 740, имеющая симметричные насос 1 и турбина 2 , межлопастные каналы которых образуют рабочую полость 3. Насос 1 соедин?н посредством фланцев с вращающимся корпусом 4. Турбина 2 установлена на полом валу 5, имеющем посадочное отверстие для монтажа гидромуфты на входной вал редуктора. Насос 1 посредством пальцев 6 и упругих втулок 7 связан с полумуфтой 8 вала электродвигателя. В центральной части полости гидромуфты имеется камера 9.

При работе гидромуфты на установившемся режиме вся РЖ находится в рабочей полости 3 и, как было указано выше, циркулирует по каналам насоса и турбины.

В указанном режиме в камере 9 РЖ отсутствует, т.к. оба колеса (насос 1 и турбина 2) вращаются с большой частотой вращения при минимальном их скольжении. В случае возрастания нагрузочного момента скорость турбины 2 начинает уменьшаться.

При определенной величине внешней нагрузки РЖ опускается по лопаткам турбины 2 к центру гидромуфты и достигает границ камеры 9. С дальнейшим ростом нагрузки и скольжения вс? большее количество РЖ устремляется в камеру 9, в то время как количество ее в рабочей полости 3 уменьшается. Так как расход РЖ по каналам насоса и турбины в этом переходном режиме падает, то крутящий момент, передаваемой гидромуфтой, не возрастает и ограничивается вполне определeнной величиной. Остановка турбины 1 (скольжение 100%) соответствует практически полному заполнению камеры 9 РЖ, находящейся в ней в состоянии динамического равновесия. Последнее обусловлено тем, что насос 1 постоянно всасывает ту порцию жидкости, которая в данный момент поступает из турбины 2 в указанную камеру. При снятии внешней нагрузки первоначальная картина восстанавливается, поскольку вся РЖ перетекает вновь из камеры 9 в рабочую полость 3. Пуск гидромуфты сопровождается аналогичным гидравлическим процессом, но с той лишь разницей, что он протекает в обратном порядке по сравнению с режимом торможения ведомого вала.

Вал 5 турбины 2 имеет два подшипника качения 10 и 11, позволяющие этому колесу свободно вращаться по отношению к насосу 1. Полость гидромуфты во избежание вытекания РЖ уплотнена на валу 5 манжетами 12 и 13.

На рис. 3 представлены графики внешних моментных характеристик асинхронного короткозамкнутого двигателя (а) и предохранительной гидромуфты (б). В качестве допущения принято, что при изменении момента частота вращения насоса (мин -1) n 1 =const.

Момент гидромуфты Мг подчиняется зависимости

Мг = λ i?(n 1 / 60) 2 ?D a 5 ,где:

λi -безразмерный коэффициент момента, являющийся параметром гидромуфты данного типа при заданном значении i,
ρ — плотность РЖ,
Da — активный диаметр, равный наибольшему диаметру рабочей полости гидромуфты.

Из приведенной зависимости следует, что изменение М г с изменением n 1 следует закону квадратичной параболы.

График 1 на рис.3 относится к «чисто» предохранительной гидромуфте, а график 2- к предохранительной гидромуфте, выполняющей функции муфты предельного момента с пониженным пусковым (стоповым) моментом при i=0. Из сопоставления характеристик видно, что момент гидромуфты при любом передаточном отношении i не превышает максимальный момент (М макс.) двигателя, работающего в установившихся режимах на устойчивом участке своей моментной характеристики независимо от величины нагрузки.

Работе привода с номинальной нагрузкой М н соответствует точка А (i= 0,965- 0,975). При возрастании внешнего нагрузочного момента от значения М н до М кр (Мкр — критический момент гидромуфты) на участке А-В скорость турбины уменьшается до значения iкр? n 1. Далее момент гидромуфты либо уменьшается в соответствии с графиком 1 , либо не меняется и оста?тся примерно равным Мкр (график 2). Во обоих случаях процесс снижения скорости турбины вплоть до полной ее остановки (i =0) протекает быстро и соответствует участкамВ-С 1 , В-С 2 неустойчивой работы гидромуфты. В точках С 1 и С 2 гидромуфта работает устойчиво со скольжением 100%. В этом режиме вся подводимая энергия преобразуется в тепло, повышающее температуру РЖ, что может при срабатывании тепловой защиты приводить к выбросу РЖ и устранению тем самым силовой связи гидромуфты с двигателем.

В случае отсутствия гидромуфты включение двигателя в электросеть вызывает ударное приложение усилий к элементам передачи, эквивалентное среднему значению М пуск. Использование же гидромуфты совместно с двигателем коренным образом и в лучшую сторону изменяет характер пускового процесса.

Внешняя нагрузка на двигатель в период пуска определяется только параметрами моментной характеристики гидромуфты. Если пуск двигателя осуществляется,например, при полностью блокированном ведомом валу привода, то внешний крутящий момент (М г) плавно нарастает от нуля по параболам 0-с 1 и 0-с 2 соответственно при характеристиках 1 и 2. В точках с 1 и с 2 работа двигателя с частотой вращения, близкой к рабочей, устойчива, поскольку момент гидромуфты 0-С 1 и 0-С 2 при ее скольжении, равном 100%, меньше М макс.

Пуск привода при номинальной нагрузке М н и характеристике гидромуфты, например, 2 (Рис.3) можно условно разделить на три фазы. В первой фазе при неподвижной турбине двигатель быстро разгоняется по параболе 0-с 2 до точки к пересечения этой кривой с линией М н=const. При частоте вращения двигателя n 1к турбина совместно с ведомой частью привода страгивается с места и ускоряется, что соответствует второй фазе пуского процесса. В течение этой фазы двигатель разгоняется, преодолевая момент сопротивления гидромуфты, изменяющийся так же по параболе 0-с 2 . Завершению этой фазы соответствует точка с 2 пересечения кривой 0-с 2 с рабочим участком характеристики двигателя и точка В на графике 2 характеристики гидромуфты. Третья завершающая фаза определяется участком a-c 2 характеристики двигателя и соответственно участком A-B характеристики гидромуфты. В этой фазе момент гидромуфты изменяется от М кр до М н.

На рис.4 приведена конструкция пускопредохранительной гидромуфты ГПП530 с тормозным шкивом, которая устанавливается на входной вал коническо-цилиндрического редуктора приводного блока ленточного конвейера.

Отличительной особенностью этой гидромуфты гидромуфты в сравнении с предохранительной является то, что помимо насоса 1, турбины 2, корпуса 3 и вала 4 турбины в центральной части полости муфты предусмотрена пусковая камера (камера) 5, образованная внутренней нерабочей поверхностью насоса 1 и прикрепленной к нему крышкой 6. Заполнение камеры 5 РЖ при неподвижной гидромуфте и при ее вращении происходит через кольцевой вход 7 , имеющийся в крышке 6.

Выход РЖ из камеры 5 в рабочую полость 8 при работе гидромуфты осуществляется через ряд отверстий 9 небольшого сечения, выполненных в цилиндрической стенке указанной камеры. При неподвижном состоянии гидромуфты РЖ свободно заполняет большую часть объема камеры 5. В процессе быстрого пуска двигателя камера 5 под напором насоса полностью заполняется РЖ и остается максимально заполненной практически до полного разгона машины.

Расход РЖ, перетекающей постоянно в рабочую полость 8 из камеры 5, сполна компенсируется большим расходом РЖ, поступающей в нее из каналов турбины 2.

Объем РЖ в камере 5 начинает уменьшаться лишь после разгона ведомого вала привода до скорости, близкой к номинальной. При этой скорости центробежные силы, воздействующие на РЖ в каналах турбины, будут препятствовать ее проникновению к кольцевому входу 7. В связи с этим рабочая полость будет постепенно пополняться через отверстия 9 РЖ, поступающей из камеры 5. Последняя полностью опорожнится лишь после окончания разгона машины.

Способность пускопредохранительной гидромуфты удерживать в пусковом процессе значительную часть РЖ в полости пусковой камеры обеспечивает снижение пускового момента привода до значения (1,3-1,6) М н и тем самым растянутый во времени плавный разгон машины.

Ограничение пускового момента в указанных пределах необходимо для большинства ленточных конвейеров, поскольку при этом устраняются опасные динамические колебания натяжения ленты и ее пробуксовка по барабанам.

Экспериментально полученные графики изменения частот вращения насоса и турбины, а также крутящего момента гидромуфты ГПП530 в процессах пуска механической системы, имитирующей разгон ленточного конвейера, приведены на рис.5.

Рассмотрение графических зависимостей n 1, n 2 и М г от времени процесса t указывает на то, что двигатель легко разгоняется за 1,8-2,0 с, в то время как ведомый вал, нагруженный моментом сопротивления, равным М н, и инерционной нагрузкой (момент инерции 28 кгм 2), ускоряется до номинальной частоты вращения за 34с.

При пускопредохранительной гидромуфте привод приобретает в известном смысле признаки адаптивной системы, т.к. при сниженном моменте сопротивления движению уменьшается и вращающий момент М г, в связи с чем плавность пуска сохраняется.

Как предохранительные, так и пускопредохранительные гидромуфты могут иметь конструктивное исполнение «гидромуфта-шкив». В таких гидромуфтах шкив (например шкив клиноременной передачи) прикрепляется к корпусу или к соединенной с ним турбине. Внутреннее лопастное колесо выполняет при таком исполнении функцию насоса.

На рис.6 показана предохранительная гидромуфта ГМШ500 исполнения «гидромуфта-шкив», в которой болтами к турбине 1 присоединен шкив 2. Насос 3 установлен на валу 4, с помощью которого гидромуфта может быть консольно смонтирована на валу двигателя.

Заключение

Включением гидромуфты в состав привода достигается существенное улучшение его статических и динамических характеристик, что способствует повышению эксплуатационной надежности машин.

Гидромуфта, способная в режимах пуска и торможения ограничивать заданным значением крутящий момент, является эффективным быстродействующим средством защиты от недопустимых перегрузок двигателя, механической передачи и машины в целом.

Обладая свойствами демпфирования и гашения крутильных колебаний, пульсирующих и пиковых нагрузок, гидромуфта позволяет увеличить срок службы машин.

Гидромуфты ведущих фирм Запада широко используются во всех отраслях промышленности большинства стран мира. В то же время в России так же, как и в странах СНГ, наблюдается значительное отставание в сфере серийного производства и применения гидромуфт, что снижает технический уровень и эксплуатационную надежность многих отечественных машин.

Гидравлическая муфта – это закрытое устройство автоматической и полуавтоматической коробки передач. Это устройство применяется для передачи крутящего момента от ведущего вала мотора к АКПП. В нем между ведомым и ведущим валами отсутствует жесткая связь, из-за этого вращение передается от одной оси к другой мягко и равномерно, без толчков и рывков.

История появления гидромуфты

Появление гидромуфты связано с особенностями развития судостроения в конце 19 века. Во время возникновения на кораблях морского флота паровых машин появилась потребность в новом вспомогательном устройстве, которое могло бы мягко передавать от парового двигателя к огромному и тяжеловесному гребному винту, находящемуся в воде. Таким механизмом стала гидравлическая муфта, которую предложил в 1905 году инженер и изобретатель из Германии Герман Феттингер. Спустя некоторое время это устройство начали устанавливать в автобусы, а потом на дизельные локомотивы и автомобили, чтобы обеспечить им более плавное начало движения.

Как работает и из чего состоит гидравлическая муфта

Гидромуфта вентилятора находится в середине вентилятора. Гидравлическая муфта состоит из 3 основных элементов:

Картер

Ведущее (насосное) колесо

Ведомое (турбинное) колесо

Ведущее и ведомое колесо обладают одинаковой конструкцией и чаще всего схожи по форме. Разрез обоих колес имеет форму полуокружности, составляя в собранном виде круг с маленьким зазором по центру. Внутри желоба колес есть поперечные лопатки: в насосном колесе – направляющие, в турбинном – турбинные. Колеса находятся друг напротив друга с очень маленьким зазором. Внутреннюю полость картера гидравлической муфты наполняет масло.

Гидравлическая муфта является очень простым компонентом гидромеханической трансмиссии. Крутящий момент и на ведущем, и на ведомом валу гидравлической муфты одинаков, а это значит, что гидравлическая муфта не изменяет крутящего момента, передаваемого через нее с вала мотора на коробку передач.

Насаженное на вал мотора аналогично ведущему диску сцепления ведущее колесо крутится внутри герметичного картера гидравлической муфты, тем самым приводя направляющими лопатками в движение масло, заполняющее гидравлическую муфту. Вязкое масло поступает на турбинные лопатки турбинного колеса, передавая им кинетическую энергию ведущего колеса, в итоге турбинное колесо начинает вращаться.

Если обороты мотора увеличиваются, движение масла внутри гидравлической муфты усложняется. Бывает переносное и относительное движение. Переносное движение масла образуется при работе вращающихся лопаток ведущего колеса. А относительное образуется под воздействием центробежных сил – масло движется от центра ведущего колеса к его периферии.

Итак, сумма скорости движения масла, отбрасываемого лопатками ведущего колеса на турбинные лопатки турбинного колеса, равна векторной сумме скоростей этих двух движений. На деле это значит, что когда частота вращения насосного колеса увеличивается, то увеличиваются две составляющие суммарной скорости движения масла, но увеличивающаяся скорость относительного движения уменьшает коэффициент полезного действия гидравлической муфты, так как доля кинетической энергии лопаток ведущего колеса тратится на центробежное передвижение масла.

Какими достоинствами и недостатками можно охарактеризовать гидравлическую муфту

В настоящее время гидравлические муфты устанавливают на машины с поуавтоматическими коробками передач (например: грузовые машины, автобусы, реже на легковые). Основным плюсом гидравлической муфты считается возможность плавной перемены крутящего момента, переходящего на трансмиссию от мотора. Еще важной положительной стороной гидравлической муфты считается ограничение наибольшего передаваемого крутящего момента.

Другими словами, это устройство никогда не сможет передать очень большое вращение, которое может повредить трансмиссию. Оно предохраняет от перегрузки приводной двигатель (в особенности в момент запуска). Также плюсом является простота конструкции гидравлической муфты.

Самым существенным минусом гидравлической муфты является невысокий КПД по сравнению с механической муфтой, обладающей жесткой связью ведущего и ведомого вала. Именно из-за этого на современные автомобили их практически не устанавливают. Крутящий момент, а точнее, некоторая его часть, просто-напросто используется ею для перемешивания масла. Взамен того, чтобы преобразоваться в полезный крутящий момент на выходном валу, энергия верчения превращается в тепло, это вызывает нагрев корпуса муфты. Естественно, это влечет за собой увеличение расхода горючего.

Дочерняя компания известного во всем мире бренда Siemens — Flender уже больше 80 лет занимает лидирующие позиции на рынке промышленного оборудования. На заводах бренда изготавливают мотор-редукторы, приводы, электродвигатели и муфты Flender.

Муфты — это устройства, с помощью которых соединяют валы друг с другом, а также с другим оборудованием по одной оси или под углом. Задача этих устройств — передача крутящего момента. Конструкция создана так, чтобы передавать механическую энергию без какого либо изменения ее параметров. Благодаря собственным исследованиям, лабораториям и постоянному движению вперед, инженеры компании создали семь вариантов муфт Siemens для разных задач, отраслей, техники.

Наш каталог муфт Flender полностью на русском языке. Для удобства покупателей изделия размещены в разделах по вида и сериям:

  • высокоэластичные Elpex;
  • гидромуфты Fludex;
  • зубчатые Zapex;
  • Bipex;
  • пластинчатые Arpex;
  • упругие Rupex;
  • эластичные N-Eupex.

Каждый вид имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе или покупке. Рассмотрим каждый чуть подробнее.

Семь видов муфт в каталоге Flender

Elpex — отличаются высокой эластичностью, обладают максимальным показателем упругой крутильной деформации. Торсионный люфт отсутствует. Отлично подходят для механизмов с непостоянным крутящим моментом или сильным смещением.

Fludex — оптимальный вариант для конвейеров, элеваторов, приводов, дробилок или смесителей. Также подходят для промышленных вентиляторов, мельниц и центрифуг.

Zapex — обладают высокой способность передачи крутящего момента. Из отличительных свойств – малые габариты, небольшой вес, жидкая смазка. Чаще всего применяются для несоосных валов. Конструкция основана на принципе модульности.

Bipex — компактный вариант с низким люфтом кручения. Позволяют соединять различные машины.

Arpex — используются более чем тридцать лет в самых различных областях. Главное преимущество — не требуют обслуживания. Не только соединяют валы, но еще компенсируют смещение. Производятся из высококлассной стали.

Rupex — относятся к упругим муфтам, выдерживают высокие перегрузки. Применяются в приводах, требующих повышенной безопасности.

N-Eupex и N-Eupex DS — способны компенсировать смещение, конструкция создана по принципу модальности. Включают эластичные элементы, которые необходимо менять по мере износа.

Каждый из типов имеет несколько типоразмеров, исполнений, почти все — возможность подключения дополнительных, расширяющих модулей.

Где используются

Муфты, кроме передачи механической энергии, решают еще две задачи:

  • соединяют отдельные механизмы;
  • защищают технику от перегрузок.

Поэтому часто используются в следующих сферах: машиностроение, транспортировка грузов, строительство, промышленность, конвейерное производство, гражданская авиация и т. д.

Мы помогаем подобрать оборудование из каталога, организуем доставку по России. При необходимости, проводим монтаж на объекте заказчика, предоставляем гарантийное обслуживание. Позвоните нам или оставьте заявку через сайт, чтобы обсудить подробности.

Гидравлическая муфта | КСБ

Гидравлическая муфта состоит из рабочего колеса насоса (на входном валу) и рабочего колеса (на выходном валу). Обе крыльчатки размещены в одном корпусе.
См. Рис.1 Гидравлическая муфта

Рис.1 Гидравлическая муфта: Схема гидравлической муфты


Рабочее колесо насоса проталкивает жидкость внутри корпуса (обычно масло с низкой вязкостью) к рабочему колесу, что приводит к вращению выходного вала.Гидравлические муфты не имеют лопаток диффузора между насосом (индекс P ) и турбиной (индекс T ), в отличие от гидротрансформаторов. Поскольку диффузор не поддерживается статическим кожухом, входной крутящий момент (T P ) и выходной крутящий момент (T T ) гидравлической муфты одинаковы.

T
P = T T = T

Значения мощности (P P = T · ω P ) и P T = T · ω T ) используются для расчета эффективности гидромуфты.

ν Передаточное число между частотой вращения турбины и частотой вращения насоса
ω Угловая скорость

Когда частота вращения турбины (n T ) равна нулю, гидравлическая муфта имеет очень высокий приводной крутящий момент. Если частота вращения турбины равна частоте вращения насоса (n T = n P ), крутящий момент (T) равен нулю. Однако во время передачи мощности всегда происходит проскальзывание, в результате чего частота вращения турбины ниже, чем у насоса.

См. Рис.2 Гидравлическая муфта

Рис. 2 Гидравлическая муфта: характеристические кривые для различных объемов заполнения


Использование регулируемой черпаковой трубки для изменения объема заполнения (V) позволяет управлять проскальзыванием (1-ν) и, в свою очередь, скоростью турбины.

В соответствии с законами гидродинамического сродства скорость турбины также зависит от скорости насоса. См. Рис. 3 Гидравлическая муфта

Инжир.3 Гидравлическая муфта: кривые характеристик для различных скоростей насоса


Большое разнообразие конструкций означает, что характеристические кривые могут быть максимально согласованы с требованиями ведущей и ведомой машины. См. Рис. 4 и 5 Гидравлическая муфта


Рис. 4 Гидравлическая муфта: характеристические кривые для разного числа лопастей z Инжир.5 Гидравлическая муфта: характерные кривые гидравлических муфт с плоским сечением по внешнему диаметру и асимметричным рабочим колесом насоса и рабочим колесом турбины


В сочетании с редуктором (см. Зубчатый привод) гидравлическую муфту иногда также называют редукторной муфтой переменной скорости. Механическое разделение входного и выходного валов гасит скачки крутящего момента и вибрации. Однако недостатком является то, что эффективность иногда значительно снижается (например,грамм. из-за повышения температуры гидромуфты) в результате проскальзывания. Этот недостаток можно уменьшить, комбинируя гидравлическую муфту с гидротрансформатором. В диапазоне низких частот вращения и мощности гидравлическая муфта принимает на себя ответственность за работу, тогда как в диапазоне частот от 80 до 100% входной и выходной валы жестко соединены. Это означает, что большая часть мощности может передаваться без проскальзывания или потерь, но позволяет гидротрансформатору одновременно продолжать увеличивать скорость вращения и мощность (например,грамм. питательного насоса котла) за счет разделения мощности с помощью планетарного редуктора (редуктора регулирования скорости).

Принцип работы гидромуфты | Преимущества гидромуфты типа

Гидравлическая муфта или гидравлическая муфта — это устройство, используемое для передачи мощности от одного вала к другому посредством ускорения и замедления гидравлической жидкости. Гидравлическая муфта основана на гидрокинетических принципах и требует, чтобы выходная скорость была меньше входной. Эта разница в скорости называется скольжением.

Основные части:

  • Приводная (входная) секция, известная как рабочее колесо, которое действует как насос.
  • Ведомая (выходная) секция, известная как бегунок или ротор, действующая как турбина.
  • Кожух, который крепится болтами к рабочему колесу, в котором находится рабочее колесо, образуя маслонепроницаемый резервуар. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Принцип работы гидравлической муфты

Когда электродвигатель разгоняется до рабочей скорости, крыльчатка начинает центробежно перекачивать масло к неподвижному рабочему колесу.Масло передается через коническую перегородку рабочего колеса, что приводит к постепенному увеличению крутящего момента, что позволяет двигателю быстро разгоняться до полной скорости.

Когда все масло закачивается в рабочий контур, между рабочим колесом и рабочим колесом будет происходить непрерывная циркуляция масла, образуя путь потока, подобный винтовой пружине, образованной в кольце.

Как только передаваемый крутящий момент достигает значения сопротивления крутящему моменту, бегунок начинает вращаться и ускоряет ведомую нагрузку.Время, необходимое для достижения полной скорости, зависит от инерции ведомой нагрузки, крутящего момента и крутящего момента, передаваемого гидравлической муфтой.

Типы гидравлических муфт

  1. Постоянное заполнение / фиксированная скорость Тип
  2. Регулируемая скорость / Тип ковша

Преимущество гидравлической муфты

  • Передача мощности лишена вибрации и шума.
  • Передача мощности плавная даже в экстремальных условиях.
  • Двигатель или двигатель запускается без нагрузки.
  • Защита от перегрузки.
  • Контролируемая скорость пуска без ударных нагрузок системы передачи энергии.
  • Максимальный крутящий момент можно регулировать, изменяя количество масла, заливаемого в корпус.
  • Гидравлическая муфта может использоваться как в вертикальном, так и в горизонтальном исполнении.

Недостаток

  • Всегда есть пробуксовка. Всегда есть небольшая разница в скорости рабочего колеса и рабочего колеса.
  • Гидравлическая муфта не может развивать крутящий момент, когда ведущий вал и ведомый вал вращаются с одинаковой угловой скоростью.
  • В условиях остановки муфта рассеивает энергию, так как тепло может привести к повреждению.

Важные вопросы

  1. Почему выходная скорость гидромуфты всегда ниже входной?

Чтобы жидкость могла течь от рабочего колеса к ротору, важно, чтобы между ними была разница в «напоре», и поэтому важно, чтобы между ними была разница в скорости, известная как проскальзывание. Скольжение — важная и неотъемлемая характеристика гидравлической муфты, которая дает несколько преимуществ.По мере увеличения скольжения все больше и больше жидкости может передаваться от крыльчатки к ротору и передается больший крутящий момент.

  1. Какое значение имеет тип рабочей жидкости, используемой в гидравлической муфте?

Характеристики рабочей жидкости влияют на трансмиссионные характеристики муфты. Чем выше плотность рабочей жидкости, тем лучше передаточная способность. Чем выше вязкость рабочей жидкости, тем хуже поведение коробки передач.Также важны индекс вязкости и температура вспышки рабочей жидкости. Необходимо убедиться, что рабочая жидкость совместима с компонентами муфты, их материалами и условиями эксплуатации.

  1. Какова цель тепловой защиты гидравлических муфт постоянного заполнения?

Термозащита муфты этого типа обеспечивает безопасность гидравлической муфты и непосредственно привода и ведомой машины. Плавкая пробка является наиболее распространенной тепловой защитой.Если температура жидкости в муфте увеличивается по какой-либо причине (включая перегрузки), то плавкий металл в пробке плавится, и вся жидкость в муфте стекает, таким образом останавливая передачу мощности и перегружая первичный двигатель.

  1. Какое масло нужно для гидромуфты?

Обычно минеральное масло класса вязкости ISO VG 32 используется для муфт с постоянным заполнением и ISO VG 46 для муфт с регулируемой скоростью.

Список производителей гидравлических муфт

Fluidomat, Elecon, Voith, Premium Transmission, Rexnord, Leelam Industries, Unique Transmission, Vulkan и многие другие производители гидравлических муфт доступны во многих странах.

ПОДОБНЫЕ ПОИСКИ:

Сборка гидравлической муфты, муфты муфты, зубчатой ​​муфты, фланцевой муфты, муфты вала

Гидравлические муфты обеспечивают плавную транспортировку.

Гидродинамическая передача крутящего момента гидравлических муфт защищает ремни, двигатели и приводы .

Предоставлено Кайлом Клутцем, директором отдела горных работ и полезных ископаемых, Voith Turbo, Йорк, Пенсильвания

Гидродинамические гидромуфты защищают большие конвейеры от перегрузок по крутящему моменту и крутильных ударов.

Конвейеры, используемые на открытых и подземных рудниках, предприятиях по переработке полезных ископаемых, гаванях и портах, обычно перемещают сотни, если не тысячи тонн в день. Растущий во всем мире спрос на природные ресурсы заставляет производителей повышать лимит мощности ленточных конвейеров, что приводит к созданию более крупных и длинных конструкций, требующих более мощных приводов. Это влечет за собой более высокие нагрузки и, возможно, более сильный износ. Эти конвейеры с большей производительностью часто проектируются с пониженным запасом прочности на ленту, что требует более тщательного управления системой привода для обеспечения максимальной готовности и сокращения любых непредвиденных простоев.

Гидродинамические гидромуфты активно амортизируют двигатели, ремни и редукторы в таких системах от перегрузок по крутящему моменту и крутильных ударов. Они обеспечивают максимальную передачу мощности и плавно регулируют крутящий момент, ускорение и рабочую скорость. Кроме того, они «проскальзывают» при превышении максимальной нагрузки и эффективно защищают трансмиссию от повреждений.

Возможно, ни один элемент не способствует более плавной работе ленточного конвейера, чем гидравлическая муфта. Прочные, прочные и компактные муфты, например, от Voith Turbo, работают надежно и обеспечивают безопасную и надежную работу даже в самых тяжелых условиях окружающей среды.

Основы гидродинамики
Гидродинамические муфты передают механическую энергию от первичного привода — обычно электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания — к ведомой машине, такой как коробка передач или конвейер. Два лопастных колеса, центробежный насос (подключенный к двигателю) и турбина (подключенный к выходу) расположены лицом к лицу внутри металлического корпуса. Вращающийся поток жидкости из насоса отклоняется через соответствующие лопаточные колеса, вращает турбину и создает крутящий момент.

Ключевые компоненты гидравлической муфты — центробежный насос и турбинное колесо, расположенные лицом к лицу внутри металлического корпуса.Вращающийся поток жидкости создает крутящий момент.

В отличие от валов и шестерен, гидродинамическая передача мощности является непрямой. Насос преобразует механическую энергию в кинетическую энергию потока жидкости; турбина преобразует энергию жидкости в механическую энергию и крутящий момент. Мощность передается без физического контакта между насосом и турбиной и, таким образом, практически без износа. Нормальному износу подвержены только необходимые подшипники качения и уплотнения.

Сама жидкость также является важным элементом конструкции гидродинамической муфты.Плотность и вязкость имеют первостепенное значение, поскольку инженеры стремятся минимизировать трение жидкости и максимизировать передачу мощности и эффективность. Другие факторы, связанные с жидкостями, включают способность к теплопередаче, смазочные свойства подшипников и совместимость материалов уплотнений.

В гидравлических муфтах

обычно используются гидравлические жидкости на основе минерального масла (HLP) с вязкостью ISO VG 32. В особых случаях, например, при низких температурах, пользователи могут регулировать вязкость в соответствии с рекомендациями производителя муфты.
Минеральное масло может не подходить для подземных шахт, опасных и экологически уязвимых мест. В качестве альтернативы часто используются вода или водомасляные эмульсии (жидкости HFA), хотя ограниченный температурный диапазон и склонность к кавитации могут ограничивать номинальную мощность муфты. Напротив, безводные, огнестойкие синтетические жидкости (HFD-U) и биоразлагаемые жидкости на основе синтетических сложных эфиров часто не требуют значительных изменений конструкции.

Постоянное наполнение по сравнению с контролем наполнения
Два основных типа гидродинамических муфт — это постоянное наполнение и регулирование наполнения.

Лента часто является самой дорогой частью конвейерной системы. Муфты защищают эти вложения благодаря плавной и надежной работе, исключающей механические удары в приводной цепи.

Муфты постоянного заполнения — это автономные агрегаты с поверхностным охлаждением, которые в основном используются для ограничения пускового момента, максимального крутящего момента и крутильных колебаний в приводной цепи. Как следует из названия, в них содержится заранее установленное количество жидкости. Заполняются перед вводом в эксплуатацию; отношение объема жидкости к общему объему муфты (называемое уровнем заполнения) влияет на производительность.Добавление или удаление жидкости вручную (при остановке) изменяет рабочие характеристики.
Различные версии в основном отличаются своими внутренними объемными камерами и средствами, с помощью которых они автоматически измеряют наполнение и опорожнение, чтобы влиять на поведение при запуске. Как правило, они не нуждаются во внешнем управлении и обеспечивают бесперебойную работу.

Требования к применению определяют конкретную конструкцию, крутящий момент и допустимую мощность. Например, более мелкие модели телевизоров Voith обеспечивают умеренное время запуска, плавное наращивание крутящего момента и ограничивают пусковой крутящий момент до 160% от номинальной нагрузки.Телевизор хорошо сочетается с короткими горизонтальными или круто поднимающимися конвейерами в прямом расположении и в основном используется с маломощными ременными приводами. Он подходит для скоростей от 900 до 1800 об / мин и уровней мощности от 37 до 1000 кВт. Другие модели с постоянным заполнением, такие как Voith TVV и TVVS, дополнительно ограничивают максимальный момент ускорения до 140% от потребности.

Муфты с регулируемым заполнением представляют собой передовые компоненты приводной системы, которые обеспечивают более высокую мощность передачи с точно контролируемым крутящим моментом, что снижает износ ленточных конвейеров и всей трансмиссии.Они включают в себя внешний жидкостный контур. Насос заполнения подает жидкость из резервуара к муфте, а впускной и выпускной клапаны регулируют подачу.

В любой муфте передача мощности пропорциональна уровню заполнения в рабочем контуре. Муфты с регулируемым наполнением обычно пустые при запуске двигателя. Входящий поток повышает уровень заполнения рабочей камеры и, в свою очередь, способность передавать крутящий момент. Контроллер устройства может изменять уровень заполнения между полным и пустым, а также непрерывно регулировать режим передачи для поддержания точной работы.

Внешний контур жидкости может также включать теплообменник для облегчения охлаждения. Это увеличивает тепловую мощность, позволяя увеличить время разгона и более частые запуски с высокими нагрузками, что увеличивает общую производительность и надежность оборудования.

Муфты с регулируемым наполнением, такие как TurboBelt 780 TPXL, разработаны для работы с самыми длинными конвейерами; конвейеры с кривыми или сложными схемами; сверхмощные, высокоинерционные системы; и те, у которых частые и сложные условия запуска. Муфта обеспечивает плавное ускорение при больших нагрузках на ремень с простыми в использовании органами управления, а компактная конструкция позволяет напрямую подключаться к 6- и 8-полюсным двигателям. Он оптимизирован для работы на частоте от 900 до 1200 об / мин и имеет мощность от 700 до 1900 кВт.

Достоинства и преимущества
Лента часто является самой дорогой частью конвейерной системы, и муфты должны защищать эти вложения благодаря плавной и надежной работе. Как упоминалось выше, гидродинамические муфты по своей конструкции передают мощность с незначительным износом и исключают механические удары в приводной цепи.Вот некоторые дополнительные преимущества перед другими методами передачи энергии.

Гидродинамические муфты передают механическую мощность от электродвигателя к коробке передач практически без износа.

Двигатель без нагрузки разгон. Асинхронные (индукционные) электродвигатели широко используются, особенно в стационарных приводах, таких как конвейеры. Однако недостатком таких двигателей является высокий пусковой ток, который легко может превышать номинальный ток в пять раз. Высокий пусковой ток вызывает падение напряжения и крутящего момента двигателя и, особенно в слабых энергосистемах, может вызвать перегрузку электросети или привести к отказу источника питания.

Гидравлическая муфта в приводной цепи значительно снижает нагрузку на двигатель во время разгона, поэтому двигатель быстро перемещается в диапазоне сильных токов и сводит к минимуму влияние падения напряжения на систему привода. Это также позволяет использовать экономичные стандартные двигатели, размер которых не требуется.

Муфты контроля наполнения полностью разделяют двигатель и приводимую машину, поэтому запуск конвейера не зависит от запуска двигателя. Муфта остается пустой, пока двигатель не включится, а затем медленно заполняется и увеличивает крутящий момент.В сочетании с электронным управлением муфта постепенно усиливает натяжение ремня и эффективно предотвращает удары и вибрацию. В заполненном состоянии муфта работает с КПД до 98,5% и автоматически компенсирует небольшие колебания крутящего момента и нагрузки.

Распределение нагрузки. Многие системы ленточных конвейеров полагаются на многомоторные приводы. Гидравлические муфты обеспечивают последовательный запуск двигателей, предотвращая одновременные пики тока и помогая защитить электросеть. Муфты с регулируемым заполнением остаются пустыми до тех пор, пока не будут задействованы все двигатели, поэтому крутящий момент нарастает постепенно, а растягивающее усилие на ремень прикладывается мягко и контролируемым образом.

Крутящий момент можно удерживать в жестких пределах, в зависимости от нагрузки. Гидравлические муфты Voith также обеспечивают активное распределение нагрузки, которое защищает отдельные двигатели от перегрузки и регулирует различные ситуации нагрузки для различных типов приводов.

Ограничение крутящего момента. Муфта ограничивает максимальный крутящий момент в трансмиссии в зависимости от скорости. Это обеспечивает защиту от перегрузки и более длительный срок службы, а компоненты приводной системы не нуждаются в увеличении размера, чтобы выдерживать более высокий крутящий момент в условиях отрыва для ускорения ремня.

Собственное демпфирование. Еще одним преимуществом этого метода передачи мощности является влияние на условия неравномерного крутящего момента. Муфты значительно гасят низкочастотные колебания крутящего момента, а высокочастотные колебания практически не передаются. Они улучшают динамические характеристики привода и защищают все компоненты системы. Проблемы с крутильной частотой в трансмиссии практически устраняются, если гидравлическая муфта является частью системы привода.

Муфты с регулируемым заполнением представляют собой передовые компоненты приводной системы, которые обеспечивают высокую мощность передачи с точно контролируемым крутящим моментом.Насос заполнения подает жидкость из резервуара к муфте, а впускной и выпускной клапаны регулируют подачу. Контроллер устройства может изменять уровень заполнения между полным и пустым, а также непрерывно регулировать режим передачи для поддержания точной работы.

Низкие эксплуатационные расходы. Как уже отмечалось, жидкость разделяет входную и выходную стороны муфты, поэтому насос и турбина практически не изнашиваются и требуют минимального обслуживания. Кроме того, прочные агрегаты спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы не подвергаться влиянию окружающей среды.Они надежно работают даже в тяжелых условиях эксплуатации. Результат — высокая доступность системы, большая производительность и меньшее время простоя.

Безопасная работа. Гидравлические муфты Voith соответствуют требованиям для подземных ленточных конвейеров. Они используют воду как безопасную негорючую рабочую среду и специально разработаны для использования во взрывоопасных средах. Муфты имеют все соответствующие сертификаты для подземных горных работ, такие как сертификаты ATEX, MA и MSHA.

Рекомендации по выбору
Авторитетные производители предлагают широкий ассортимент гидравлических муфт, подходящих для множества различных применений. Voith, например, предлагает широкий ассортимент муфт для ленточных конвейеров мощностью от 37 до 4000 кВт.

Эксперты говорят, что для определения правильного соединения для приложения важно знать общую инерцию системы, а не только уровень мощности. Результатом станет ременная передача более качественной конструкции, которая стоит меньше и повышает эффективность.

Инженеры Voith обычно оценивают такие параметры, как компоновка конвейера, длина конвейера, инерция конвейера, частота запусков, адаптация пускового момента к условиям нагрузки, ограничения крутящего момента, время запуска и эффективная мощность конвейера или двигателя, чтобы выбрать лучшая гидромуфта для привода. И сегодня инструменты автоматизированного проектирования являются неотъемлемой частью этого процесса.

Voith TurboSim, например, представляет собой пакет программного моделирования, используемый для анализа трансмиссии ленточных конвейеров с гидродинамическими муфтами.В частности, TurboSim позволяет инженерам моделировать поведение ленточных конвейеров при запуске в различных условиях окружающей среды и сценариях загрузки. Это позволяет более точно выбирать муфту с помощью компьютера, обеспечивает большую безопасность планирования, снижает операционные риски и помогает определять резервы производительности.

Во время моделирования ключевым элементом является проверка тепловых характеристик муфты при различных нагрузках, а также при номинальной работе или частых запусках. TurboSim может анализировать ряд условий окружающей среды (температура, а также высота над уровнем моря) и взаимодействия с двигателями и другими компонентами.На основе этих расчетов программное обеспечение может генерировать кривые запуска, которые можно использовать для оптимизации других параметров конвейера, таких как качество ленты и настройки натяжения. Общая производительность конвейера также может быть проанализирована в зависимости от различных нагрузок и условий эксплуатации. Результатом является более точный, основанный на данных метод определения того, какая приводная система будет работать лучше всего.

TurboSim — это мощный инструмент, который помогает руководителям проектов снизить неопределенности и риски, обеспечивая своевременный ввод в эксплуатацию, высокую доступность и повышенную производительность, а также помогает определить возможные области для оптимизации затрат.

Повышение эффективности сцепления

Среди новейших моделей, разработанных для такого оборудования, как большие горные конвейеры, компания Voith Turbo недавно представила гидравлическую муфту TurboBelt 500 TPXL. Сообщается, что муфта с контролируемым наполнением сочетает в себе преимущества проверенных принципов гидродинамического привода с передовой технологией управления. Он рассчитан на работу с тяжелыми и меняющимися нагрузками и плавную регулировку передаваемого крутящего момента и рабочей скорости.

TurboBelt 500 TPXL — это муфта с регулируемым наполнением, рассчитанная на скорость от 1200 до 1800 об / мин и диапазон мощности от 250 до 600 кВт.

Электронная система управления TPXL может точно адаптировать выходной крутящий момент муфты к условиям запуска конвейера. Это обеспечивает время разгона, которое может длиться несколько минут, снижает растягивающие усилия на ремнях и сводит к минимуму пики тока при включении двигателей. Эти муфты позволяют использовать недорогие электрические устройства плавного пуска, которые могут снизить пусковой ток двигателя на 50% для установок со слабой сетью.

Во время работы пользователям нужно только передать требуемый крутящий момент ремня и основные параметры запуска, а блок управления автоматически вычисляет оптимальное количество заполнения и немедленно заполняет или осушает рабочий контур соответственно.Оснащенный функцией самообучения, он одновременно сохраняет все соответствующие рабочие данные, чтобы согласовать поведение управления с фактическими операциями на основе соответствующей нагрузки и предыдущих эмпирических значений.

Кроме того, контроллер, насос и блок подачи масла спроектированы для работы как единая подсистема, обеспечивающая возможность прогнозируемого технического обслуживания муфты с учетом требований. Контроллер контролирует датчики температуры, давления и скорости на муфте и предоставляет соответствующую диагностическую информацию, например состояние масляного фильтра.Доступны возможности удаленного доступа.

Еще одним значительным усовершенствованием является то, что инженеры Voith значительно увеличили удельную мощность новой муфты за счет изменения конструкции лопаток на насосе TPXL и колесах турбины. Объединение многолетнего опыта с CFD-моделированием привело к разработке конструкции, которая углубляет профили лопастей и направляет больше рабочих сред в рабочий контур муфты, что максимизирует крутящий момент, передаваемый между колесами для заданного размера.

Гидромуфта теперь передает вдвое большую мощность по сравнению с предыдущими моделями без увеличения монтажного пространства.Это означает, что TurboBelt 500 TPXL требует только половину объема для передачи того же крутящего момента, что вдвое увеличивает удельную мощность по сравнению с аналогичными обычными муфтами. В результате он более компактен, а общая занимаемая площадь меньше, что позволяет передавать больше мощности при меньших затратах.

Параллельно с контроллером устройство также оснащено возможностями полевой шины. Это закладывает основу для будущих сетевых приложений для добычи полезных ископаемых, которые охватывают весь процесс добычи и предназначены для повышения производительности конвейера, производительности и безопасности труда.

500 TPXL рассчитан на скорость от 1200 до 1800 об / мин и диапазон мощности от 250 до 600 кВт. Как автономная система, муфта обеспечивает быструю и простую установку, чтобы избежать длительных перерывов в производстве.

Voith Turbo
voith.com

Гидравлическая муфта

FLUDEX — Stamidis

Гидравлическая муфта FLUDEX

  • Гидродинамическая гидравлическая муфта
  • Номинальная мощность от 1.От 2 кВт до 2500 кВт для 15 типоразмеров
  • Диапазон температур: от –40 ° C до +50 ° C

Мягкий и безопасный

Особенно в тяжелых условиях эксплуатации компоненты привода и обрабатывающее оборудование подвержены экстремальным нагрузкам. Муфты FLUDEX® ограничивают пуск и максимальный крутящий момент в трансмиссии и служат вспомогательными средствами запуска двигателя и защитой от перегрузки в случае аварии. Они также обеспечивают гашение и разделение вращательных колебаний, тем самым снижая до минимума восстанавливающие силы.

Гидравлические муфты работают по принципу Фёттингера. Детали муфты на входе и выходе механически не связаны и поэтому не подвержены износу. Крутящий момент передается движением жидкости в муфте, которое ускоряется радиальными лопастями. Наш фильм иллюстрирует принцип Феттингера, а также принцип действия муфты FLUDEX.

Краткий обзор ваших преимуществ

  • Мягкий и безударный запуск машин и конвейерных систем
  • Передача крутящего момента без износа позволяет запускать двигатели внутреннего сгорания с подключенной нагрузкой
  • Ограничение крутящего момента при запуске а в случае перегрузки защищает связанные компоненты системы
  • Ускорение больших масс без использования двигателей увеличенного размера
  • Защита привода от пиковых нагрузок из-за частых процедур переключения и реверсивного режима
  • Превосходная развязка вибраций и гашение ударов
  • Сильно крутильные виброизоляция в приводах, подверженных вибрации
  • Небольшое рабочее скольжение муфты при номинальной нагрузке (прибл.2%)
  • Подходит для использования во взрывоопасных средах; сертифицировано в соответствии с 2014/34 / EU (ATEX)

Сделано в Германии, используется во всем мире

  • Горнодобывающая промышленность и цемент: конвейерные ленты, пластинчатые конвейеры, ковшовые элеваторы, трубные мельницы, вращающиеся печи, бункеры разгрузочные устройства, вертикальные мельницы, ковшовые экскаваторы, дробилки, роликовые прессы, сепараторы
  • Нефть и газ: насосы, вентиляторы, компрессоры, воздушные конденсаторы
  • Энергетика: воздушных конденсаторов, генераторов, градирен
  • Химическая и фармацевтическая промышленность : сушилок, фильтровальных чанов, насосов и компрессоров, смесителей, градирен, мешалок, реакторов
  • Целлюлозно-бумажная промышленность: измельчителей древесины, макулатура, мокрая секция, сухая секция, очистные сооружения
  • Вода и сточные воды: аэраторов , винтовые насосы для воды
  • Продукты питания и напитки: фильтровальные чаны, реакторы, мешалки, миксеры
  • Сахар: генераторов, бывш. тяговые заводы, мельницы сахарного тростника, свеклоочистители
  • Passenger Tra nsport: канатные дороги
  • Другие области применения: дробилки для дерева, металла, камня

Знаете ли вы?

Указанные рабочие условия муфты FLUDEX могут контролироваться бесконтактной и не требующей обслуживания системой электронного управления рабочим процессом (EOC).Устройство контроля теплового режима и плавкие предохранительные заглушки в корпусе муфты обеспечивают дополнительную защиту от перегрева и давления перегрузки.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ

  • Инструкции по эксплуатации 4600 FLUDEX — FAO, FAD, FAE, FAM, FADB, FADS, FAK, FAKB, FAR
  • Инструкции по эксплуатации 4600.1 FLUDEX EOC — System
  • Инструкции по эксплуатации 4600.2 FLUDEX — Thermal коммутационное оборудование
  • Инструкции по эксплуатации 4601 FLUDEX — FGO, FGD, FGE, FGM, FVO, FVD, FVE, FVM
  • Инструкции по эксплуатации 4602 FLUDEX — FNO, FNA, FND, FNDB, FNDS
  • Инструкции по эксплуатации 4611 FLUDEX — FGO, FGD , FGE, FGM, FVO, FVD, FVE, FVM, FVVM
  • Руководство по эксплуатации 4612

КАТАЛОГИ

Асинхронный пуск двигателя с гидромуфтой

Пуск асинхронного двигателя с гидравлической муфтой

Издатель: Industrial Automation

Balakumaran G и Abhijit Mandal подробно рассказывают о преимуществах гидравлических муфт перед электрическими устройствами плавного пуска.

Принцип работы гидромуфты.

В современной промышленной системе, где задействованы высокоинерционные нагрузки, такие как конвейерные ленты, большие вентиляторы, дробилки и т. Д., Выбор двигателя становится проблемой для инженеров-проектировщиков с учетом требований к запуску и конструктивного теплового ограничения двигателей. . Запуск таких больших нагрузок на DOL может вызвать неблагоприятные последствия для системы, такие как падение напряжения, вызванное пусковым током во время запуска в течение более длительного времени, тем самым вызывая нагрузку на другие нагрузки, подключенные к системе.С точки зрения требований к запуску требуются двигатели большего размера, что неэкономично.

Принцип работы гидравлической муфты
Гидравлическая муфта работает по гидродинамическому принципу. Внутри него находится крыльчатка и бегунок, между которыми нет физической связи. Рабочее колесо соединено с валом приводного оборудования (Двигатель), а рабочее колесо — с валом ведомого оборудования (Нагрузка). После запуска двигателя крыльчатка перекачивает жидкость внутри муфты к рабочему колесу, постепенно увеличивая его крутящий момент.Как только крутящий момент бегунка достигает момента нагрузки, он сцепляется с нагрузкой. Пусковой момент постепенно увеличивается, и мощность передается плавно, ускоряя нагрузку, что приводит к плавному запуску.

Типы гидравлических муфт
Гидравлические муфты бывают двух типов:
1. Муфты постоянного заполнения

Характеристики крутящего момента двигателя и нагрузки без гидромуфты.

Муфты постоянного заполнения герметизируются снаружи и предварительно заполняются перед вводом оборудования в эксплуатацию.Требования к приводу определяют конструкцию и объем заполнения. Эти муфты в основном используются для ограничения пускового момента нагрузки. Камеры задержки в гидравлических муфтах с постоянным заполнением предусмотрены в некоторых приложениях, где жидкость в камере задержки удерживается во время запуска и течет в рабочую камеру во время нормального рабочего состояния.

2. Муфты с регулируемым наполнением (совок)
Муфты с регулируемым наполнением в основном используются для регулирования скорости приводного оборудования путем изменения уровня наполнения (с помощью черпаков и т. Д.) Во время работы.Эти муфты всегда имеют внешний контур жидкости для изменения уровней заполнения. Пуск асинхронного двигателя без гидромуфты. Характеристики крутящего момента и скорости двигателя и двигателя см. На рис. Нагрузка без гидромуфты. Момент полной нагрузки двигателя
T FL = P
ω
T FL = 60x P ………. (Equ 1)
2πNr

Разница между средним крутящим моментом двигателя (Tm) и средним моментом нагрузки (TL) — это ускорение крутящий момент (Ta), который также является произведением момента инерции (J) и углового ускорения (α).Формула для расчета времени пуска двигателя выводится следующим образом:
Ta = Tm — TL ……… .. (экв 2)
Ta = J x α
Ta = GD 2 x ω
4 x ts
Ta = GD 2 x 2πN
4 x 60 x ts
ts = GD 2 x 2πN ………. (экв 3)
240 x Ta
Где,
P = номинальная мощность двигателя (кВт)
T FL = крутящий момент двигателя при полной нагрузке (Нм)
Tm = средний крутящий момент двигателя (Нм)
TL = средний крутящий момент под нагрузкой (Нм)
Ta = момент ускорения (Нм)
J = GD 2/4 = общий момент инерции (кгм 2) на валу двигателя.
α = Угловое ускорение двигателя (1 / с 2)
ω = Угловая скорость двигателя (1 / с)
Nr = Номинальная скорость двигателя (об / мин)
N = Изменение скорости (об / мин)
ts = Время пуска ( сек)

Характеристики крутящего момента двигателя, гидромуфты и нагрузки.

Подробная информация об асинхронном двигателе и рассматриваемой нагрузке:
Мощность (P) = 400 кВт
Скорость при полной нагрузке (Н) = 1480 об / мин
GD 2 двигателя = 100 кгм 2
GD 2 нагрузки на валу двигателя = 700 кгм 2
Общий GD 2 = GD 2 двигателя + GD 2 нагрузки
Общий GD 2 = 700 + 100 = 800 кгм 2
Используя уравнение 1, крутящий момент двигателя при полной нагрузке получается как
T FL = 60 x 400 x 1000 = 2582 Нм
2×3.14×1480

Из приведенного выше рис. 2 средний крутящий момент нагрузки и средний крутящий момент двигателя составили 80% и 150% крутящего момента двигателя при полной нагрузке (T FL соответственно. Используя уравнение 2, момент ускорения вычисляется как
Ta = 1,5. T FL — 0,8 T FL = 0,7 T FL = 0,7 x 2582 = 1807 Нм.

Из уравнения 3 время разгона от 0 до номинальной скорости (Nr) рассчитывается как
ts = 800 x 2 x 3,14 x (1480- 0) = 17,14 с
240 x 1807

Для трех последовательных горячих пусков двигатель должен быть рассчитан на время выдержки при заторможенном роторе 17.14 x 3 = 51,4 с, что практически невозможно с учетом конструктивных ограничений двигателя. Пусковой ток будет в 6-7 раз превышать ток полной нагрузки в течение всего периода пуска, тем самым повышая температуру двигателя во время пуска.

Пуск асинхронного двигателя с гидравлической муфтой
На рис. 3 показаны характеристики крутящий момент-скорость двигателя, гидравлической муфты и нагрузки. Двигатель запускается плавно и разгоняется до 85% номинальной скорости (Nr) до срабатывания гидравлической муфты с нагрузкой.
GD² гидравлической муфты = 100 кгм² (считается равным GD² двигателя)
Общее GD² до 85% Nr = GD² двигателя + GD² гидравлической муфты
Общее GD² до 85% Nr = 100 + 100 = 200 кгм²

Из Рис. 3, средний противодействующий крутящий момент гидравлической муфты и средний крутящий момент двигателя составили 40% и 150% крутящего момента двигателя при полной нагрузке (T FL) соответственно. Используя уравнение 2, момент ускорения до момента сцепления нагрузки рассчитывается как:
Ta 1 = 1,5 T FL — 0,4 T FL = 1,1 T FL = 1,1 x 2582 = 2840 Нм.

Из уравнения 3, время разгона от 0 до 85% номинальной скорости (Nr), рассчитанное как:
ts 1 = 200 x 2 x 3,14 x (0,85×1480-0) = 2,3 секунды

240 x 2840

На рис. 3 средний крутящий момент нагрузки и средний рабочий крутящий момент гидравлической муфты составили 80% и 130% крутящего момента двигателя при полной нагрузке (T FL) соответственно. Используя уравнение 2, ускоряющий момент нагрузки рассчитывается как
Ta² = 1,3 T FL — 0,8 T FL = 0,5 T FL = 0,5 x 2582 = 1291 Нм.
Общий GD² = GD² двигателя + GD² гидравлической муфты + GD² нагрузки
Общий GD² = 100 + 100 + 700 = 900 кгм²

Из уравнения 3, время разгона с 85% номинальной скорости до номинальной скорости (Nr) рассчитывается как:
ts 2 = 900 x 2 x 3.14 x (1480-0,85×1480)
240 x 1291
ts 2 = 900 x 2 x 3,14 x (1480 x 0,15) = 4,1 с
240 x 1291
Общее время пуска (ts) = время пуска (ts 1) + пуск время (ts 2)
Общее время пуска (ts) = 2,3 + 4,1 = 6,4 сек.
Для 3 последовательных горячих пусков двигатель должен быть рассчитан на выдержку при заторможенном роторе 6,4 x 3 = 19,2 с, что возможно. Поскольку двигатель запускается с небольшой нагрузкой до 85% от номинальной скорости, пусковой ток значительно снизится за короткое время, тем самым ограничив повышение температуры двигателя во время запуска.

Преимущества гидравлических муфт
1. Гидравлические муфты обеспечивают плавный пуск при нагрузках с минимальной нагрузкой на механические части. Например, в случае конвейерной ленты с прямым запуском максимальный крутящий момент часто превышает 200% крутящего момента при полной нагрузке во время запуска, создавая толчки для ремней, что превышает его проектные пределы. Гидравлические муфты обеспечивают низкий пусковой крутящий момент и смягчают ударные нагрузки на ремни, увеличивая их срок службы. Типичное время ускорения нагрузки с гидравлическими муфтами варьируется от 20 до 60 секунд в зависимости от типа нагрузки (например, вентиляторы, конвейеры и т. Д.).

2. Время пуска двигателя уменьшается с помощью гидравлических муфт независимо от нагрузки, как описано в предыдущих разделах.
3. Выбор двигателя для рабочего режима, а не для запуска, приводит к снижению затрат.
4. Гидравлические муфты имеют высокий КПД (обычно 96 ~ 99%) благодаря низкому скольжению при номинальном рабочем режиме.
5. Регулируя уровень заполнения в гидравлической муфте, можно добиться плавного и контролируемого ускорения груза.

6. В системе с несколькими приводами нагрузка между приводами должна уравновешиваться регулировкой уровня жидкости в муфтах.
7. Гидравлические муфты снабжены плавкими заглушками для защиты от перегрузки. В случае перегрева заглушка расплавляется и сливает жидкость из муфты, эффективно отключая питание, тем самым защищая двигатель, а также нагрузку.

Гидравлические муфты по сравнению с электрическими устройствами плавного пуска
1. Гидравлические муфты просты, надежны и устанавливаются как часть системы привода, занимающей меньше места в экстремальных рабочих условиях. Устройства плавного пуска необходимо устанавливать в отдельном чистом помещении с кондиционером.
2. Первоначальные капитальные затраты на гидравлические муфты ниже, чем на устройства плавного пуска.
3. Пусковой ток, потребляемый устройствами плавного пуска, находится в диапазоне 350 ~ 500 процентов в течение большей части периода пуска до ускорения нагрузки. Тогда как в случае гидравлической муфты двигатель за короткое время разгоняется до номинальной скорости, что снижает пусковой ток.
4. На гидравлические муфты не влияют какие-либо внешние отказы, поскольку они являются частью системы привода, тогда как в случае устройств плавного пуска отказ системы кондиционирования воздуха повлияет на их эффективную работу.
5. Гидравлические муфты могут использоваться во взрывоопасных зонах, поскольку в них отсутствуют электрические компоненты. Устройства плавного пуска необходимо хранить вдали от опасных зон из-за возможности возникновения искр / утечек во время операций переключения.
6. Для установки, ввода в эксплуатацию и эксплуатации гидромуфты не требуется специальной подготовки. Устройства плавного пуска требуют обученных инженеров / техников для ввода в эксплуатацию и эксплуатации.
7. Гидравлические муфты могут быть легко заменены имеющимися запасными частями в случае неисправности, и время выхода системы из строя будет меньше.Для устройств плавного пуска требуется поддержка OEM для оценки неисправности / замены любых компонентов в устройствах плавного пуска.

Значение уровня масла в гидравлической муфте
1. Гидравлическая муфта должна поддерживаться с правильным уровнем заполнения, то есть не слишком низким и не слишком высоким. Оно должно соответствовать фактической потребляемой мощности нагрузки, а не мощности двигателя.
2. Превышение уровня заполнения, превышающего требуемую нагрузку, приведет к невозможности плавного пуска нагрузки и повлияет на характеристики двигателя.В некоторых случаях гидравлическая муфта может даже треснуть из-за высокого давления, создаваемого внутри муфты.
3. Более низкий уровень заполнения, чем требуется для нагрузки, приведет к неускорению нагрузки, что приведет к чрезмерному нагреву жидкости. Следовательно, поддержание правильного уровня заполнения важно для желаемой работы гидравлической муфты.

Заключение
Гидравлические муфты уже много лет используются в перерабатывающей и энергетической отраслях. Они используются сегодня и будут использоваться в будущем из-за их простых, надежных, компактных функций, требующих минимального обслуживания.При правильном выборе и эксплуатации гидравлических муфт для указанных применений это по-прежнему остается наиболее экономичным предложением.

Balakumaran G

Balakumaran G получил степень бакалавра в области электротехники и электроники в БИТ Месра, Ранчи. Он имеет опыт работы в отрасли более десяти лет, и его знания лежат в области инжиниринга в области энергетики и энергетики. EPC проекты. Он был профессионально связан с Reliance Group. В настоящее время он работает старшим менеджером по электротехническому проектированию Reliance.

Абхиджит Мандал

Абхиджит Мандал получил степень магистра в области энергосистем из ИИТ, Рурки. Он имеет опыт работы в отрасли более двух десятилетий, и его знания находятся в области проектирования и обеспечения качества. Он был профессионально связан с ведущими конгломератами, такими как NTPC Ltd и Reliance Group. В настоящее время он возглавляет Отдел электротехнического проектирования и качества Reliance.

Гидравлические муфты (автомобиль)

24.10.

Гидравлические муфты

Гидрокинетическая гидравлическая муфта, также называемая гидравлическим маховиком, использует два диска в форме тарелки, входное рабочее колесо (насос) и выходную турбину (бегунок). Рабочее колесо и турбина отлиты с помощью ряда плоских радиальных лопаток (лопастей), направляющих поток жидкости (рис. 24.24). Гидрокинетическая связь работает по принципу относительного скольжения между входными и выходными ячейками, обращенными друг к другу, и непрерывного совмещения и несовпадения пути вихревого потока, создаваемого парами соседних ячеек с разными ячейками.

Рис. 24.24. Действие гидромуфты.
Если рабочее колесо и турбина имеют равное количество ячеек, относительное выравнивание ячеек всех ячеек происходит вместе, так что происходит скачкообразная передача крутящего момента от входного привода к выходному. При неравном количестве ячеек в двух половинных элементах выравнивание каждой пары ячеек в любой момент немного отличается. Это вызывает столкновение текучей среды от одного элемента к другому на различных стадиях циркуляции, так что передача крутящего момента муфты становится постепенной и относительно плавной.
Два полуэлемента соединены вместе, чтобы получить вихревой поток жидкости. В более ранних конструкциях обычно полый сердечник или направляющее кольцо (иногда называемое тором) вставлялось в центр вращения внутри обоих полуэлементов, чтобы инициировать раннюю циркуляцию жидкости после установления относительного вращения элементов. Однако эти муфты создавали значительный момент сопротивления на холостом ходу. Следовательно, на рабочем колесе (рис. 24.25) использовалась только одна направляющая сердечника для уменьшения лобового сопротивления турбины на низких скоростях.В новейшей конструкции эти сердечники полностью исключены даже для уменьшения влияния жидкости в более высоком диапазоне скоростей. В результате степень скольжения для данной величины передаваемого крутящего момента (рис. 24.29) также уменьшается.

Рис. 24.25. Гидравлическая муфта.
24.10.1.


Принцип работы

Во время запуска двигателя вращение крыльчатки (насоса) заставляет рабочую жидкость, захваченную в ее ячейках, вращаться вместе с ней, и из-за центробежной силы жидкость находится под давлением и течет радиально наружу.Чтобы понять принцип гидрокинетической связи, рассматривается циркуляция небольшой жидкой частицы между одним набором рабочего колеса и лопатками турбины в различных точках A, B, C и D, как показано на рис. 24,24 и 24,26.
Когда двигатель запускается и, следовательно, вращается крыльчатка, частица жидкости в точке A испытывает центробежную силу из-за своей массы и радиуса вращения r, поэтому приобретает некоторую кинетическую энергию. Эта частица жидкости вынуждена двигаться наружу к точке B на радиусе R, так что она подвергается воздействию относительно большей центробежной силы, тем самым приобретая большее количество кинетической энергии.В этом крайнем положении из-за высокой кинетической энергии частица выбрасывается из устья ячейки крыльчатки и вынуждена войти в одну из внешних ячеек турбины в точке C. Во время этого процесса
частица вступает в реакцию с лопатками турбины и передает часть своей кинетической энергии турбинному колесу. Непрерывное движение частиц жидкости через соединение между рабочим колесом и турбинными ячейками заставляет первую частицу жидкости в более медленно движущемся элементе турбины с уменьшенной центробежной силой перемещаться внутрь в точку D.В процессе движения от R к r частица жидкости передает большую часть своей кинетической энергии турбинному колесу, которая впоследствии преобразуется в тяговое усилие и движение. Циркулируемая жидкость содержит два движения; во-первых, он вращается крыльчаткой вокруг своей оси, а во-вторых, он циркулирует вокруг ячеек в вихревом движении.


Рис. 24.26. Принцип гидромуфты.
Эта циркуляция жидкости продолжается до тех пор, пока центробежная сила, которой обладает жидкость в более быстро движущемся рабочем колесе, не вытеснит противоцентробежную силу, действующую на жидкость в более медленно движущемся элементе турбины.Скорость жидкости вокруг оси вращения муфты увеличивается по мере того, как она течет радиально наружу в ячейках рабочего колеса. С другой стороны, скорость жидкости уменьшается, когда она течет внутрь в турбинных ячейках и, следовательно, передает свою кинетическую энергию турбине. Таким образом, передача энергии от входного рабочего колеса к выходной турбине происходит в процессе без увеличения крутящего момента.
24.10.2.

Диаграммы скоростей

Результирующая величина и направление жидкости, покидающей ячейки лопасти рабочего колеса, Vr, зависят от существующей скорости Ve.Существующая скорость является мерой расхода вихревой циркуляции и относительной линейной скорости между рабочим колесом и турбиной Vl. Однако для объяснения принципа работы гидравлической муфты для различных рабочих условий с помощью векторных диаграмм скорости, показанных на рис. 22.26, предполагается постоянный расход циркуляции.
Когда транспортное средство начинает движение, двигатель приводит в движение крыльчатку при неподвижной турбине. Следовательно, относительная поступательная (линейная) скорость Vl между входным и выходным элементами становится большой, а следовательно, и результирующая входная скорость Vr.В результате направление потока жидкости от выхода рабочего колеса к входу в турбину составляет небольшой угол 61 относительно прямого направления движения. Это создает значительную тягу привода к лопаткам турбины _
Когда турбина начинает вращаться и достигает скорости рабочего колеса, относительная линейная скорость уменьшается. Это уменьшает величину результирующего потока жидкости и меняет его направление на 02. Чистая выходная тяга и, таким образом, допустимая нагрузка по крутящему моменту являются низкими, но требования к крутящему моменту быстро падают по мере того, как транспортное средство набирает скорость.
При высоких скоростях турбины ’, когда отношение выходных и входных скоростей приближается к единице, существует только небольшая относительная линейная скорость и результирующая входная скорость, но угол 83 становится большим. Таким образом, величина тяги жидкости становится очень маленькой, и ее направление не влияет на вращение турбины. В результате выходной элемент скользит до тех пор, пока циркулирующая жидкость снова не передаст турбине достаточную энергию.
При высоких скоростях вращения цикл событий представляет собой практически непрерывный процесс, когда выходная скорость почти догоняет входную скорость, но никогда не становится равной, за исключением случаев, когда привод переключается с ведомой двигателя на ведомую трансмиссию с инерционным выбегом, так что рабочие условия меняются на противоположные.
24.10.3.

КПД и крутящий момент

Эффективность гидравлической муфты определяется как отношение мощности, доступной на турбине, к мощности, подаваемой на рабочее колесо. Разница между входной и выходной мощностью, помимо мощности, теряемой на гидравлический удар, трение и тепло, в основном происходит из-за относительного скольжения между входным и выходным элементами (рис. 22.27). Процентное скольжение определяется как отношение разницы входной и выходной скоростей (N-n) к входной скорости N, умноженное на 100.


Рис. 24.27. Взаимосвязь между крутящим моментом, эффективностью и передаточным числом для гидравлической муфты.
Процентное скольжение в значительной степени зависит от частоты вращения двигателя и состояния нагрузки выходной турбины (рис. 24.28). Всегда должен присутствовать процент проскальзывания для создания достаточной скорости вихревой циркуляции, необходимой для передачи энергии от рабочего колеса к турбине. Максимальный КПД муфты составляет около 98% при небольшой нагрузке и высокой скорости вращения, и он значительно снижается с увеличением выходной мощности турбины или уменьшением скорости вращения рабочего колеса.По мере увеличения потребности в выходном крутящем моменте происходит большее скольжение, что увеличивает скорость вихревой циркуляции, так что выходному элементу турбины передается больше кинетической энергии, тем самым повышая крутящий момент муфты.
Способность гидравлической муфты T по передаче крутящего момента для данного скольжения изменяется как пятая степень внутреннего диаметра рабочего колеса, D, и как квадрат его скорости, N.

Кроме того, способность передачи крутящего момента также зависит от количества жидкости циркулирует между рабочим колесом и турбиной.Повышение или понижение уровня жидкости в муфте увеличивает или уменьшает крутящий момент, который может передаваться на турбину (рис. 24.27). Дополнительной особенностью этих типов муфт является то, что если двигатель имеет тенденцию глохнуть из-за перегрузки, когда транспортное средство ускоряется из состояния покоя, циркуляция вихрей немедленно замедляется, предотвращая дальнейшую передачу крутящего момента до тех пор, пока частота вращения двигателя не восстановится.

Численное исследование потока жидкости и прогноз рабочих характеристик гидравлической муфты с использованием моделирования крупных вихрей

Моделирование крупных вихрей (LES) с различными подсеточными (SGS) моделями было введено для численного расчета переходного потока гидравлической муфты.С помощью LES исследование было направлено на улучшение описательной способности внутреннего потока и прогнозирования производительности. Результаты CFD подтверждены экспериментальными данными. Для описания поля потока использовались шесть подсеточных моделей для LES, чтобы изобразить поле потока; структура распределения поля течения была четкой. Более того, механизм потока был проанализирован с использованием трехмерных вихревых структур, и те показали, что DSL и KET захватывают многочисленные вихревые структуры и обеспечивают относительно умеренную вихревую вязкость в камере.Расчетные значения тормозного момента гидравлической муфты сопоставлены с экспериментальными данными. Результаты сравнения сравнивались с несколькими имитационными моделями, такими как модели SAS и RKE и SSTKW. Эти результаты сравнения показали, что модели SGS, особенно DSL и KET, были применимы для получения более точных прогнозируемых результатов, чем модели SAS, RKE и SSTKW. Ясно, что предсказанные результаты LES с DSL и KET были намного точнее, чем предыдущие исследования. Прогноз производительности был значительно улучшен.

1. Введение

Гидравлическая муфта или гидравлическая муфта — это гидродинамическое устройство, обычно используемое в приложениях, требующих плавной передачи крутящего момента. Это называется для краткости муфтой, которая состоит из входного ротора (рабочего колеса насоса) и соответствующего выходного ротора (рабочего колеса турбины), обращенных друг к другу с небольшим зазором без механического контакта. Он позволяет передавать вращающуюся механическую энергию там, где это требует работы с регулируемой скоростью и контролируемого пуска без ударной нагрузки системы передачи энергии.Гидравлические муфты также могут действовать как гидродинамические тормоза, называемые гидравлическими замедлителями, рассеивая энергию вращения в виде тепла за счет сил трения.

Неустойчивое поле течения в гидравлической муфте очень представительно. Рабочие колеса ротора и статора составляли замкнутую камеру для жидкости, которая также участвовала во взаимодействии ротора и статора. Во время работы камера могла быть частично заполнена. В ряде литературных источников было показано, насколько сложным и неустойчивым был поток в гидравлической муфте (см., Например, McKinnon et al.[1] и Hampel et al. [2, 3]). Фактически существовали нестационарные и турбулентные течения с интенсивными вторичными потоками в камере, которые было очень трудно рассчитать из-за непонимания нестационарных турбулентных течений. В этом исследовании было представлено численное исследование с использованием моделирования крупных вихрей (LES) для изучения циркуляции потока во время передачи энергии и прогнозирования внешних характеристик. Bai et al. использовали стандартную модель турбулентности в качестве замыкания усредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса (RANS) для моделирования потока жидкости в гидравлической муфте [4].Huitenga и Mitra разработали код во вращающихся координатах тела для решения уравнений RANS с моделью турбулентности [5, 6]. Луо и др. использовали алгоритм SIMPLEC и модель турбулентности SST для моделирования стационарных течений [7]. Они также использовали алгоритм PISO и модель турбулентности RNG для расчета двухфазных потоков газ-жидкость в гидравлической муфте [8]. Hur et al. применили реализуемую модель турбулентности вместе с методом VOF для исследования двухфазного потока водяной гидромуфты [9]. Очевидно, что метод RANS был доминирующим.Однако было хорошо известно, что этот метод имеет теоретические недостатки, такие как завышенное предсказание вязкости и неспособность описать колебания динамического давления. Эти дефекты определенно привели к ошибкам прогнозирования как потока жидкости, так и внешних характеристик.

По сравнению с RANS, LES имела существенное теоретическое преимущество, которое напрямую разрешало крупномасштабные вихри. Он также может уменьшить серьезную неопределенность моделирования и гораздо меньше зависит от модели, чем RANS.LES успешно применялся во многих промышленных потоках, либо в сжимаемых потоках, таких как компрессоры [10] и газовые турбины [11], либо в несжимаемых потоках, таких как турбина Фрэнсиса [12]. По сути, эти публикации доказали, что LES более точен в расчете расхода. Следовательно, мотивация настоящего исследования исходила из текущей ситуации с моделями турбулентности, применяемыми для расчета гидравлической связи, которые были относительно отсталыми. В этой статье для проведения исследования была выбрана упрощенная гидравлическая муфта без входа и выхода.Используя LES, исследование было направлено на улучшение способности описания внутреннего потока, особенно явления нестационарного потока. Результаты моделирования LES подтверждены экспериментальными данными. Более того, был улучшен прогноз производительности. Следует отметить, что точное предсказание имеет большое значение. И точность была достаточно хорошей, что позволяло достичь уровня, позволяющего проектировать исключительно на основе результатов вычислений, а не экспериментов.

2. Численное моделирование
2.1. SGS Models

Управляющие уравнения фильтрации для моделирования гидравлической муфты можно записать в следующей форме: Уравнения не замкнуты из-за введения и требуют закрытия путем структурирования модели.Тензор напряжений SGS в LES формулируется с использованием концепции вихревой вязкости. Вихревая вязкость, которая может быть получена из модели SGS в (3), представляет собой вихревую вязкость SGS. Таким образом, (3) и (4) и конкретная модель SGS приводят к закрытию (2).

В LES водовороты в турбулентности делятся по способу фильтрации на крупномасштабные и мелкомасштабные водовороты, которые характеризуют вихрь энергии и диссипацию, соответственно. Впоследствии большие вихри разрешаются непосредственно с помощью мгновенных уравнений Навье-Стокса, а маленькие вихри моделируются с помощью моделей подсеточного масштаба (SGS).Модели SGS, включая модель Смагоринского-Лилли (SL), динамическую модель Смагоринского-Лилли (DSL), адаптирующуюся к стенкам модель локальной вихревой вязкости (WALE), алгебраическую модель LES (WMLES), алгебраическую модель WMLES-Омега (WMLES), и модель динамического переноса кинетической энергии (KET) были задействованы в этом исследовании, которые были представлены в таблице 1.

23 ; — подсеточная кинетическая энергия.- вихревая вязкость на подсеточной шкале; — размер фильтра, вычисляемый из. составляет 1.0.

SGS модели Уравнения Примечание
SL [13, 14]


— длина смешивания для подсеточных масштабов; — постоянная Кармана; расстояние до ближайшей стены; — постоянная Смагоринского, 0.1; — местный масштаб сетки.

DSL [15, 16]



Ширина нового фильтра в два раза больше ширины фильтра сетки; — тензор напряжений SGS с; — добавленное значение тензора напряжений SGS с двухкратной последовательной фильтрацией по сравнению с фильтрацией только с.

WALE [14, 16–18]

,
.

WMLES [19, 20]
— расстояние до стены; — скорость деформации; , и — константы; нормаль к внутреннему масштабированию стены. — максимальная длина ребра для прямолинейной шестигранной ячейки; — шаг сетки по нормали к стене.

WMLES

KET [14, 21]

83 — коэффициент модели

2.2. Вычислительная установка и решение

В этой статье трехмерные модели гидравлической муфты показаны на рисунке 1 (а).

Сложная геометрия гидравлических элементов была точно представлена, а расчетные сетки были соответствующим образом распределены с помощью ANSYS ICEM для создания структурированной шестигранной сетки всей гидравлической муфты.Для уточнения пограничного слоя использовалась сетка интенсивного типа. Кластеризация точек сетки проводилась вблизи пограничного слоя, а деформация ячеек проверялась с помощью ANSYS ICEM. На рис. 1 (б) показан процесс создания структурированной сетки всего прохода. Подробные характеристики модели CFD были сведены в Таблицу 2. Кроме того, зависимость от сети была протестирована с помощью высокопроизводительного компьютера (HPC) (2,60 ГГц, 8 × 2 CPU) с разными номерами сетки на основе скорости вращения насоса 600 об / мин.Результаты расчетов показаны на рисунке 1 (с).


Тип анализа Переходное состояние

Подсеточные модели SL, DSL, WALE 9023 907, Давление WALE, WALE -скоростная муфта SIMPLEC
Формулировка переходного процесса Неявный второй порядок
Импульс Ограниченный центральный дифференциал
Состояние насоса В зависимости от состояния турбины 907 до 600 об / мин от 200 об / мин Стационарный
Вязкость и плотность 0.0258 Па⋅с, 860

3. Внутренний поток жидкости
3.1. Конфигурация числа Рейнольдса

Число Рейнольдса (Re) было введено для оценки условий потока. Он был определен как отношение силы инерции к силе вязкости: где — характерная длина, и ее можно вычислить, как где — площадь сечения проточного канала; — длина смоченного периметра.

Три кольцевых участка, перпендикулярных границе раздела в радиальном направлении, были одинаково извлечены для надлежащего изучения условий потока.Рисунок 2 описывает распределения Re для трех осевых сечений в различных моделях турбулентности, а R85, R120 и R155, соответственно, представлены в разных положениях. Позиция представляла собой кольцевую поверхность в кольцевых секциях, радиус которой составлял. Значение составляло 85 мм, 120 мм и 155 мм соответственно.


Re варьировалось от 0 до 60000, предполагая, что поток внутри турбины в основном находился в условиях достаточно турбулентного потока. Модели WALE и WMLES допускали локально более высокие значения Re при R120 и R155, и соответствующее изменение градиента искажалось в соответствии с принципом работы гидравлической муфты.Течение на внешнем кольце было более интенсивным, и соответствующие градиентные изменения были более очевидными. Однако WALE и WMLES обеспечили относительно большие значения Re в пристенной области, и ламинарные потоки раньше переходили в турбулентность. Хотя WMLES, по сравнению с WALE и WMLES, имел меньшие значения Re в пристеночной области, значение Re в основном потоке было больше, чем в других моделях. SL, DSL и KET могут моделировать относительно небольшие значения Re в пристенной области и относительно умеренные значения Re в основном потоке.

3.2. Распределение завихренности

Завихренность — это физический параметр, указывающий на движение вихря и представляющий процесс транспортировки энергии. Возникновение вихря было вызвано градиентом скорости в поле течения. Его развитие, распространение и спад были вызваны вязким взаимодействием в поле течения. Величина завихренности в два раза превышала угловую скорость жесткого вращения жидкой мицеллы.

На рисунке 3 показаны модели распределения завихренности средней хорды R120 в поле потока, полученные с помощью всех моделей подсеточного масштаба.Большие значения завихренности были сосредоточены в пристенной области лопатки турбины, а низкие значения завихренности были сосредоточены в области среднего каскада, особенно в крыльчатке насоса. Завихренность составляла от 0 до 4600 1 / с 2 . В процессе торможения крыльчатка насоса перемешивает масло для преобразования механической энергии в кинетическую энергию рабочего масла. Затем масло перетекало в турбины и ударяло по лопаткам турбины, таким образом создавая сильные относительные эффекты между маслом и поверхностью лопаток турбины.Затем возникло большое количество вихрей. В модели SL вихри, образующиеся внутри турбины, были рассеяны, а распределение вихрей у стенки было тонким. В DSL принятое динамическое изменение привело к обильной и непрерывной завихренности в турбине, что могло эффективно улучшить способность захвата завихрений. Распределение значений высокой завихренности WALE было рассредоточенным, и предсказанное значение WALE было больше, чем у других моделей. Остальные три модели SGS могли хорошо отражать обильную структуру распределения завихренности, и завихренность в турбине также показывала непрерывное распределение.В заключение, в моделировании крупных вихрей модели WMLES, WMLES и KET показали больше преимуществ при анализе распределения завихренности в поле течения, а структуры распределения были многочисленными и непрерывными.


3.3. Изменения в
Rothalpy

На рисунке 4 показаны изменения Rothalpy от входа к выходу на узловой поверхности турбины в различных подсеточных моделях. Безразмерное расстояние можно определить как


— длина линии потока на поверхности турбины.Если точка разделяла линию потока на два сегмента, то часть, приближающаяся к входу в турбину, была отмечена как часть первая. была длина первой части. «0» и «1» обозначают, соответственно, расположение входа и выхода турбины. Координаты точек A, B, C и D составляли 0,04, 0,60, 0,73 и 0,96 соответственно. «A» и «B» на рисунке 4 представляют переднюю и заднюю кромки соответственно. В целом, значение Rothalpy постепенно уменьшалось с увеличением безразмерного расстояния, что позволяет предположить, что гидравлические потери были вызваны воздействием масла на лопатки турбины.На Рисунке 4 точка A показывает, что масло перетекало из области, отличной от лезвия, в край лезвия. Rothalpy был уменьшен, потому что передняя кромка лопаток препятствовала потоку рабочего масла в турбину. Соответственно, гидравлические потери за точкой B относятся к диффузионным потерям, возникающим при попадании масла в зону, отличную от лопастей. Кроме того, самые большие региональные изменения Rothalpy появились в точках C и D.

Среди различных моделей модель SL позволила наибольшее изменение Rothalpy , 31.4%; WMLES и WALE показали почти постоянное изменение — 28,7%; WMLES дал изменение на 26,3%. Изменения в результатах DSL и KET были наименьшими — 24,9%. Это явление можно интерпретировать следующим образом: Rothalpy в определенной степени отражал силу взаимодействия между маслом и лопастями, указывая на то, что более интенсивное взаимодействие и снижение вязкости привели к более очевидным изменениям Rothalpy и большему тормозному моменту. Эти тенденции соответствовали прогнозируемому тормозному моменту, полученному с различными моделями.

4. Анализ механизма потока

-Критерий был введен для определения вихревой структуры в поле потока. -Критерий был определен как второй инвариант тензора градиента скорости. Согласно гипотезе несжимаемого потока, можно было бы записать как представленную 2-норму тензора, где и Ω были симметричной и антисимметричной частями тензора градиента скорости, соответственно. Значение показало степень, в которой скорость вращения превышает скорость деформации; следовательно, положительное значение соответствует доминирующему вихрю.

Для сравнения, вихревые структуры моделей SAS, RKE и SSTKW также были рассчитаны и представлены, чтобы подчеркнуть возможность захвата вихревых структур для этих моделей SGS. Рисунок 5 показывает возможность захвата вихревых структур для моделей SGS внутри турбины при = 8,7 × 10 5 1 / с 2 . Поскольку влияние всех турбулентных вихрей имитировалось в модели турбулентности RANS, влияние большинства турбулентных вихрей моделировалось непосредственно в LES.Было очевидно, что эти SGS захватили больше вихревых структур, чем SAS и RANS. Между тем, SAS и SSTKW предоставили более высокое значение коэффициента вихревой вязкости, чем SGS. Среди моделей SGS, DSL и WMLES захватили самые распространенные вихревые структуры, за которыми следует KET. SL обеспечивает относительно большую вихревую вязкость по сравнению с другими моделями SGS, за которыми следуют WMLES и WALE. WMLES обеспечивает наименьшую вихревую вязкость. В результате DSL и KET захватывают многочисленные вихревые структуры и обеспечивают относительно умеренную вихревую вязкость.


На рисунке 6 показаны вихревые структуры в целом при виде спереди насоса. Вихри концентрировались в области от ступицы до одной трети высоты лопасти, где кинетическая энергия передачи жидкости имела место при 600 об / мин. Если инженер хотел повысить производительность за счет управления полем потока, управления границами, как и в работе [5, 6], полученное положение могло быть значительным, что напрямую вдохновляло и позволяло избежать попыток. Все модели давали богатые вихри, и качественный анализ практически не отличался от них, за исключением SSTKW, RKE и SAS.


На рисунке 7 показаны вихревые структуры внутри насоса и турбины. Таким образом, мы обнаружили, что вдоль стенки поля течения имеется несколько вихревых структур, которые в разных моделях различались. Жидкость напрямую воздействовала на рабочее колесо, поэтому в лопастях насоса и турбины образовывался линейный завихрение потока. Линейный поток был разделен на две части: прямой поток около верхней части внешнего кольца и высокоскоростной линейный поток в подошве внутреннего кольца.


5. Прогнозирование и проверка производительности

Сравнение экспериментальных и смоделированных результатов показано на рисунке 8 (а). Чтобы облегчить сравнение прогнозируемой способности тормозной характеристики гидравлической муфты между различными моделями, мы ввели ошибку тормозного момента, определяемую как где было экспериментальное значение крутящего момента; представляет значение крутящего момента прогноза моделирования; была абсолютной ошибкой прогноза тормозного момента. На рисунке 8 (b) показаны ошибки прогнозирования каждой подсеточной модели.Ошибки DSL и KET были менее 5% при низкой скорости, а DSL была ниже, но ошибка SL была самой высокой. За исключением SL, все модели давали погрешность менее 4% на высокой скорости. Причем с увеличением скорости, кроме SL, все модели допускали уменьшение ошибок ниже 5%. Результаты сравнивали с результатами предыдущих исследователей: в исследовании Sun et al. [22], для стандартной модели ошибка находилась в пределах 7,5% ~ 15%. К счастью, у He et al.Исследования [23], и погрешность была близка, но более чем к 6% при скорости вращения насоса 600 об / мин при использовании стандартной модели. Однако в исследовании Song et al. [24], ошибка реализуемой модели составила чуть менее 10%. Результаты объяснили, что ошибка подсеточной модели была более точной, чем модель бывшего исследователя.

Таким образом, на низкой скорости из-за влияния других факторов в поле потока, слабой центробежной силы и недостаточного потока прогнозируемые значения были относительно большими.С увеличением скорости вращения доля центробежной силы увеличивалась, и поток развивался полностью. Следовательно, другие факторы можно было игнорировать, и условие прогноза было ближе к идеальному. В заключение, при низкой скорости подсеточные модели DSL и KET более высокого порядка были более предпочтительными для прогнозирования производительности. За исключением модели SL, другие модели продемонстрировали стабильные возможности прогнозирования производительности на высокой скорости.

Кроме того, были рассчитаны модели SAS, RKE и SSTKW.SAS был новым классом моделей URANS, которые были разработаны, которые могли обеспечить LES-подобное поведение в областях нестационарного потока. Между тем, они были более совместимы с составами LES, чем стандартные модели RANS. RKE и SSTKW были типичными моделями RANS. Как показано на Рисунке 8 (b), ошибка этих трех моделей больше, чем у подсеточных моделей LES. Результаты показали, что точность предсказания LES была выше, чем RANS и SAS.

В пограничном слое скорость у стенки по сравнению со скоростью свободного потока быстро уменьшится до нуля.Следовательно, градиент скорости был большим. Особенно в вязком подслое вязкость играла основную роль. С увеличением расстояния до стены градиент скорости уменьшался. Между тем, эффект вязкости уменьшился, но эффект инерции увеличился, и поток, наконец, превратился в полную турбулентность. Поэтому интерпретация перехода пограничного слоя была важным стандартом модели турбулентности. Причины для улучшения заключались в основном в их способности обрабатывать пристенные поверхности с мелкой сеткой.Пристенные обработки заключались в применении пристенных функций и устранении вязкого подслоя. Внутри пограничных слоев наиболее важной областью был вязкий подслой, непосредственно примыкающий к стене, и область логарифмического закона, немного дальше от стены. Обычно пристенная сетка должна быть достаточно мелкой, чтобы можно было расслоить вязкий подслой, обычно с размещением первого пристеночного узла. В этом случае модели SGS могут эффективно разрешить вязкий подслой.

На рисунке 9 показана аналитическая способность пограничного слоя различных моделей сеток на поверхности давления турбины, где RANS и SAS не могут получить данные.DSL, WMLES, WMLES и KET могут хорошо решить вязкий подслой. Кроме того, интерпретации DSL и KET в вязком подслое были богаче, особенно при. Результаты показали, что решение динамического напряжения подсеточной модели в вязком подслое было более выгодным. Расположение переходного слоя в шести моделях было аналогичным. В других местах, согласно результатам сравнения значения при одном и том же значении различных моделей, WMLES допускал наибольшее прогнозируемое значение, а SL допускал наименьшее прогнозируемое значение.С увеличением стоимости значения шести моделей, как правило, согласовывались, потому что уравнения были приняты для решения переходного процесса в основной зоне.


В заключение, DSL и KET показали лучшие результаты при решении пограничного слоя, чем другие модели. Кроме того, DSL и KET позволили лучше спрогнозировать значение тормозного момента гидравлической муфты в условиях низкой скорости.

6. Выводы

Чтобы изучить различную способность шести подсеточных моделей прогнозировать поле потока и характеристики гидравлической муфты, некоторые исследования, такие как распределение Re, распределение завихренности, изменения в Rothalpy, анализ механизма потока, погрешность прогноза тормозного момента и аналитическая способность пограничного слоя.Некоторые выводы были сделаны.

В описаниях распределения Re SL, DSL и KET могут моделировать относительно небольшие значения Re в пристенной области и относительно умеренные значения Re в основном потоке. В заключение, в моделировании крупных вихрей модели WMLES, WMLES и KET показали больше преимуществ при анализе распределения завихренности в поле течения, а структуры распределения были многочисленными и непрерывными. В некоторой степени, изменения Rothalpy отражали силу взаимодействия между маслом и поверхностью лезвия.Более интенсивное взаимодействие и большее рассеивание вязкости означают более очевидные изменения Rothalpy . Соответственно увеличился и тормозной момент.

Как мы все знаем, влияние всех турбулентных водоворотов имитировалось в модели турбулентности RANS, но влияние большинства турбулентных водоворотов имитировалось непосредственно в LES. В результате DSL и KET захватили многочисленные вихревые структуры и обеспечили относительно умеренную вихревую вязкость внутри турбины. Когда вихревые структуры в целом наблюдались при виде спереди насоса, вихри концентрировались в области, которая находилась от ступицы до одной трети высоты лопасти, где кинетическая энергия передачи жидкости имела место при 600 об / мин.Все модели давали богатые вихри, и качественный анализ практически не отличался от них, за исключением SSTKW, RS и SAS. Поскольку жидкость непосредственно воздействовала на рабочее колесо, в лопастях насоса и турбины возник линейный вихрь потока.

При прогнозировании тормозного момента DSL и KET показали наименьшие ошибки (менее 5%) на низкой скорости, тогда как ошибки других моделей были более 5,6%.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *