Konsp_ Przek hydros.pdf

Przekładniehydrostatyczne

(dlaruchuobrotowego)

1.Określeniapodstawoweisystematyka

Przekładniahydrostatycznajesthydraulicznymukłademnapędowymobrotowym,składającym

się z pompy wyporowej jako generatora energii ciśnienia i silnika wyporowego przetwarzającego tę

energię na energię mechaniczną ruchu obrotowego. Przetwarzanie przenoszonego przez przekładnię

strumienia mocy polega na dostosowywaniu prędkości i momentu obrotowego silnika do wymagań,

wynikających z warunków eksploatacji napędzanego mechanizmu. Sposób w jaki ta transformacja

zachodzi,określasięzapomocąprzełoŜeniaprędkościkątowych(alboobrotowych)lubmomentów.

Sprawnośćcałkowita przekładnihydrostatycznejokreślasięjakostosunekmocyoddawanejna

walesilnikaN s domocydostarczanejnawałpompyN p

=η

InaczejsprawnośćcałkowitąmoŜemyokreślićjakoiloczynsprawnościcałkowitejpompyη cp ,

sprawnościcałkowitejsilnikaη cs ,sprawnościcałkowitejinstalacjiiukładusterowaniaprzekładnią

η IUS :

⋅

IUS

Zakładającsprawnośćη IUS =1moŜemynapisać:

η ⋅=

PrzełoŜeniedynamiczne i d przekładnihydrostatycznejjesttostosunekmomentunawalesilnikaM s do

momentunawalepompyM p

C η

i =

PrzełoŜeniekinematyczne i k przekładnihydrostatycznejtostosunekprędkościobrotowejpompyn p do

prędkościobrotowejsilnikan s

i = .

PrzypoczynionymwcześniejzałoŜeniuη IUS =1moŜnarównieŜzapisać,Ŝesprawnośćcałkowita

przekładniwynosi:

⋅

PrzełoŜenieprzekładnihydrostatycznejmoŜebyć stałe lub zmienne .PrzekładnięostałymprzełoŜeniu

otrzymujesięzjednostekwyporowychnienastawnych,awięctakich,dlaktórychparametryε g =ε s =

1.PrzełoŜeniewyraŜasięwówczastylkoilorazemchłonnościwłaściwejsilnikaiwydajnościwłaściwej

generatora; jest więc definiowane podobnie jak w przekładniach mechanicznych, wartościami

proporcjonalnymidowymiarówgeometrycznychelementówpędzonegoipędzącego.

Zmiany przełoŜenia przekładni hydrostatycznej moŜna dokonać stopniowo lub bezstopniowo .

Stopniową zmianę przełoŜenia przekładni moŜna uzyskać stosując jako generator pompy

wielostrumieniowe,łączonewgokreślonegosystemuzsilnikiemostałejchłonności.ZasadętęmoŜna

odwrócić. Ciągła, bezstopniowa zmiana przełoŜenia przekładni hydrostatycznych wymaga ciągłej,

Konspekt:Przekładniahydrostatyczna

bezstopniowej zmiany natęŜenia przepływu strumienia zasilającego silnik. Jeśli przekładnia jest

zestawiona z nie nastawnych jednostek wyporowych, to ciągłą zmianę prędkości obrotowej wału

silnikamoŜnauzyskaćtylkostosującsterowaniedławieniowe.

PrzekładniehydrostatycznesterowanedławieniowosąobarczoneduŜymistratamiistosujesię

jetylkowukładachnapędowychmałejmocy,rzędukilkukW.

Z większymi sprawnościami pracują przekładnie hydrostatyczne sterowane objętościowo,

zbudowaneznastawnychjednosteknapędowych.ZewzględunasposóbsterowaniamoŜnawśródnich

wyróŜnić:

przekładnie z pompą o zmiennej, sterowanej wydajności, dla której w najogólniejszym przypadku

parametrnastawyε g zmieniasięwprzedzialeizsilnikiemostałejchłonności,wktórymε s =1;

przekładniezpompąstałejwydajnościoparametrzeε g =1izsilnikiemonastawnejchłonności,dla

któregoparametrε s zmieniasięciąglewprzedziale

przekładnie z obiema sterowanymi jednostkami napędowymi, w których zarówno ε g jak i ε s

przyjmujądowolnewartości.

Przekładniezobiemanastawnymijednostkaminapędowymimogąbyćsterowanesekwencyjnie

lub równocześnie. W pierwszym przypadku najpierw korzysta się z zakresu zmienności parametru

nastawywydajnościgeneratoraε g ,anastępniezmieniasięparametrnastawychłonnościsilnikaε s .W

drugim przypadku, tj. w przekładniach ze sterowaniem równoczesnym, zmiana parametrów obu

jednostekjestdokonywanarównocześniewgokreślonegoprogramu.oddziaływać

Ze względu na wzajemne usytuowanie pompy i silnika, przekładnie objętościowe moŜna

podzielić na luźne i zwarte. W przekładniach luźnych, nazywanych równieŜ rozdzielnymi, obie

jednostkimogąbyćoddaloneodsiebienadowolnąodległość,ograniczonąjedynieprzezdopuszczalne

straty hydrauliczne w łączących je przewodach. MoŜna je zatem porównywać z przekładniami

cięgnowymi.Wałkiwejściowy(pompy)iwyjściowy(silnika)mogąbyćwięcusytuowanedowolnie

w przestrzeni przeznaczonej do zabudowy układu napędowego. W przekładniach zwartych

(zablokowanych) pompa i silnik są zbudowane we wspólnym, zamkniętym kadłubie spełniającym

równieŜrolęzbiornikacieczyroboczej.Podwzględemkonstrukcjiprzekładnietesąporównywalneze

skrzynkamiprzekładniowymi.

PrzekładniehydrostatyczneobjętościowemoŜnarównieŜpodzielićzewzględunakonstrukcję

jednostekwyporowych(generatoraisilnika),zktórychsązestawione.Podziałtenodnosisięczęściej

do przekładni zwartych, chociaŜ i w przypadku przekładni luźnych jest stosowany. Zgodnie z nim

dzieląsięonenaprzekładniełopatkowe,przekładnietłoczkowepromieniowelubtłoczkoweosiowe.

Przekładnie hydrostatyczne mogą pracować w obiegu otwartym lub zamkniętym .Zasada ta

moŜebyćpodstawądo dalszegolubinnegojeszczepodziałunaprzekładnieotwarteizamknięte. W

przekładniotwartejcałacieczkrąŜącamiędzypompąasilnikiemprzechodziprzezzbiornik.Oznacza

to,Ŝezasysanyprzezpompęzezbiornika czynnikroboczypoprzejściu przezsilnikwraca znówdo

zbiornika.DozbiornikaspływająrównieŜprzeciekizwiązanezelementamiskładowymiprzekładni.W

przekładniach zamkniętych czynnik spływający z silnika wraca bezpośrednio do przewodu ssącego

pompy.Nieuniknione,naskutekstratobjętościowychwelementach,ubytkicieczykrąŜącejwobiegu

zamkniętym muszą być systematycznie uzupełniane. Dokonuje tego dodatkowa pompa tłocząca

czynnikdoprzewodułączącegosilnikzpompąpostronieniskiegociśnienia.Wydajnośćpompymusi

byćwiększaodsumystratobjętościowychwszystkichelementówtworzącychprzekładnie.Zadaniem

tej pompy jest równieŜ stałe wprowadzenie do obiegu pewnej objętości czynnika świeŜego,

schłodzonego w zbiorniku i nie dopuszczanie w ten sposób do wzrostu temperatury czynnika

obiegowegoprzekładniponaddopuszczalnąwartość.

Konspekt:Przekładniahydrostatyczna

Odrębną grupę przekładni hydrostatycznych stanowią przekładnie z rozdziałem strumienia

mocy, zwane często przekładniami hydromechanicznymi. Ich cechą podstawową jest podział

strumieniamocy,doprowadzonegoprzezwałekwejściowy,wobrębieprzekładninadwarównoległe

strumienie,łączącesięnawałkuwyjściowym.RozdziałtendokonujesięwróŜnymstosunkuzaleŜnie

odnastawyjednostekwyporowych.Dziękitemuwykorzystujesięzaletylubeliminujewadyzwykłej

przekładni hydrostatycznej, w określonych zakresach przełoŜeń, zachowując przy tym moŜliwość

bezstopniowejjejnastawy.

2.Zaletyiwadyprzekładnihydrostatycznej

Zalety:

moŜliwośćbezstopniowejrealizacjiprzełoŜeniaiprędkościruchuroboczego,

zdolnośćprzenoszeniabardzoduŜychmocyprzezzwartemechanizmy,

posiadajązabezpieczenieprzedprzeciąŜeniem,

dalekoposuniętaunifikacjainormalizacja,

duŜaswobodausytuowaniaposzczególnychelementówizespołówsterującychnakonstrukcji

maszyny,

małabezwładnośćelementówruchowych,duŜaszybkośćreakcji.

Wady:

duŜekosztyzakupuelementów,

wraŜliwenazanieczyszczenia,

nieuniknionewyciekioleju,

małasprawnośćprzymałychε,

hałaspracującychurządzeń,

3. Przekładnia hydrostatyczna pracująca w układzie zamkniętym z pompą o zmiennej

wydajnościisilnikiemostałejchłonności

3.1.Symbolgraficznyischematpoglądowy

3.2.Schematprzekładniizasadadziałania

Narysunkuprzedstawionoschematdokładnyw/wprzekładni.PrzekładniętąmoŜnazłoŜyć z

jednostek produkowanych w Łodzi w Zakładach Elementów Hydrauliki Siłowej. Prostokąt 1 (linia

punktowa cienka) zawiera wszystkie elementy zabudowane w pompie a prostokąt 2 w silniku

hydraulicznym.Obiejednostkipołączonesątrzemaprzewodami(dwastanowiągłównyobiegoleju,

jedenprzewódodprowadzaprzeciekiolejudozbiornika).

Konspekt:Przekładniahydrostatyczna

cieczhydraulicznazmieniaswojewłasnościpodwpływemzmiantemperatury.

8 7

Rys.1 Schemat przekładni hydrostatycznej z pompą o zmiennej wydajności i silnikiem o stałej

chłonności:1blokpompyzzaworami,2–bloksilnikazzaworami,3–zbiornikoleju,4–filtr,5–

chłodnica,6–zawórodcinający,7–przewódobiegugłównego,8–przewódprzecieków,9–zawór

przelewowy w pompie, 10 – zawór zwrotny, 11 – regulator wydajności pompy, 12 – zawory

bezpieczeństwa,13–rozdzielacz,14–zawórprzelewowywsilniku

Jednostkagłównapompy(ozmiennejwydajności)tłoczyolejdosilnikaaolejwypływającyz

silnikawracanassaniepompy(układzamknięty).Olejoddajewsilnikuenergięiwprawiagowruch

obrotowy.

Występujące przecieki wewnętrzne w pompie i silniku uzupełniane są przez pompę zębatą 8

zabezpieczoną zaworem 9 ustawionym na ciśnieniu ok. 1,3 MPa. Olej podawany przez pompę 8,

kierowanyjestprzezzaworyzwrotne10zawszedoliniiniskociśnieniowej(dziękitemuwprzewodzie

ssącympompygłównejjestnadciśnienie).

Silnikhydraulicznyosiowotłoczkowyprzystosowanyjestdopracydwukierunkowej.Posiada

zabudowane 2 zawory bezpieczeństwa 12 ograniczające maksymalne ciśnienie do wartości 35 MPa.

Dodatkowo w silniku zamontowany jest rozdzielacz sterowany ciśnieniem z przewodów głównych,

który łączy automatycznie zawór maksymalny 14 (ustawiony na ok. 0,9 MPa) z przewodem

niskociśnieniowym.Stądwynika,ŜenadwyŜkaolejupodawanegoprzezpompęzębatą8przelewasię

przez zawór 14 do korpusu silnika, obmywa i chłodzi jego wnętrze a następnie przewodem

odprowadzającym przecieki (linia kreskowa) dopływa do wnętrza pompy. Chłodzi wnętrze pompy i

spływa(otworemwgórnejczęścikorpusu)przezchłodnicęoleju5dozbiornikaoleju3.

Pompa zębata 8 ma wydajność ok. 1020% wydajności pompy głównej. Zasysa ona olej ze

zbiornikaprzezfiltr(małeopory)odokładnościoczyszczeniaokoło15m.

Zbiornik oleju nie ma objętości jak w układzie otwartym, ale znacznie mniejszą zaleŜną od

stopnia nagrzewania się oleju w układzie, od miejsca zabudowy przekładni (pojazd, urządzenie

stacjonarne)iodwielkościjednostekgłównych.

Konspekt:Przekładniahydrostatyczna

Obrotysilnikasązmienianewydajnościąpompygłównej.Dosterowaniawydajnościąpompy

słuŜyregulator11podającyolejzpompyzębatejdosiłownikówwychylającychtarczęoporowąpompy

głównej,.RegulatormoŜebyćsterowanyręcznielubelektrycznie.

Obroty silnika zmienia się bezstopniowo a po przesterowaniu regulatora w drugą stronę

uzyskujesięzmianękierunkuobrotówsilnika.

Zawór 6 wykorzystywany jest w sytuacjach, gdy przy awarii silnika napędzającego pompę

zachodzipotrzebanp.holowaniapojazdu.

3.3Charakterystykiprzekładni

Charakterystykęzewnętrznąidealnąw/wprzekładni(dlan p =const.)przedstawiononarysunku

2.Maksymalnymomentnawalesilnikawynikazprzyjęciamaksymalnegospadkuciśnienianasilniku.

W rzeczywistości moment, który pojawi się na wale silnika zaleŜy od oporów ruchu napędzanej

maszynyroboczejijegowartośćmoŜebyćdowolna(alemusiznajdowaćsięponiŜejliniipoziomej

stałegomomentu.

3.4.Zastosowanieprzekładni

NiŜejwymienionotypoweprzykładyzastosowaniaomawianejprzekładnihydrostatycznej

napęd kół jezdnych maszyn rolniczych (kombajny zielonkowe, zboŜowe), ciągnikow

cięŜkich,koparek,ładowarek,wózkówwidłowych,

napędwciągarekdźwigów,

napędkółczerpakowychkoparekziemnych,

napędelementówroboczychtrakówdodrewna,

napędelementówroboczychmlewników,

napędwciągarekimechanizmównastatkach,

napędmechanizmówroboczychmaszynrolniczych.

4. Przekładnia hydrostatyczna pracująca w układzie zamkniętym z pompą o zmiennej

wydajnościisilnikiemozmiennejchłonności

Konspekt:Przekładniahydrostatyczna

Rys.2Charakterystykazewnętrznaprzekładni

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: