Способ экспериментального определения оптимальных углов лопастей колес гидротрансформатора
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
1191 СИ1
4(50 F 16 Н 41 26
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3605352/25-06 (22) 22.06.83 (46) 07 02,85. Бюл. N 5 (72) С.П.Стесин (71) Московский ордена Трудового
Красного Знамени автомобильно-дорожный институт (53) 621.226,5(088.8) (56) 1. Нарбут А,Н. Гидротрансформаторы. М,, "Машиностроение", 1966, с. 118 211.
2. Стесин С.П., Яковенко Е.А.
Оптимизация показателей характеристик гидродинамических передач с помощью метода научного планирования эксперимента, — "Вестник машиностроения", 1975, В 1. с.15-18. (54)(57) СПОСОБ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ УГЛОВ ЛОПАСТЕЙ КОЛЕС ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА, заключающийся в том, что у всех колес замеряют углы и толщину лопастей, а также радиусы на входе и на выходе, экспериментально определяют внешние характеристики гидротрансформатора и сравнивают Hz сэталонными. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени экспериментальных исследований, дополнительно измеряют ширину межлопаточных каналов, экспериментально определяют диапазон экономической работы, сравнивают его с эталонным значением и при отсутствии идентичности выбирают ширину межлопаточных каналов, толщины и углы лопастей на входе и выходе из условия максимального приближения значения диапазона экономичной работы к эталонному, причем последний определяют уравнением где 11; 8; С;,Р; F — функции1(р„,(„, ч1 т1 Р Р1 РЩ ) 4 1е Р1 ) Р i1 i a ) (и „- коэффициент уче» та влияния конечного числа лопастей во всех колесах;
Я,1 „— коэффициент ударных потерь во всех колесах, 11„,1 ° Я вЂ” соответственно радиусы входа и выхода насосного,турбинного
° е колес и реактора;, Р °,1 ° — соответственно площади межлопа» точных каналов на входе ивыходе насосного, турбинного колес и реактора;
k> - геометрические характеристики всех колес;
Й вЂ” входные и выход1 ные угл лопастей колес;
)< - расчетный КПД.
1 1138
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, занятому производством гидродинамических передач, и может быть применено в транспортных средствах для привода самоходных машин (автомобилей, погрузчиков, экскаваторов, кранов, тепловозов и т.д.) .
Известен способ экспериментального определения оптимальных углов лопас- 10 тей колес гидротрансформатора, состоящий в том, что замеряют скорости вращения входного вала, ширину межлопаточных каналов на выходе из насосного колеса, радиус выхода из тур" 1 бинного колеса, задают диапазоны изменения входных и выходных углов лопастей всех колес в следующих пределах: углы входа и выхода из насосного колеса ц0-60, углы входа в тур- 20
0 бинное колесо 120-150", углы выхода из турбинного колеса 17-28 . углы
0 входа в реактор 70 100, углы выхода
0 из реактора 150-162, и подставляют
0 измеренные и заданные параметры в 2 математическое выражение, связывающее эти параметры с максимальным значением КПД гидротрансформатора, определяют текущее значение максимального КПД и сравнивают его с эталоннымз значением fl) .
575 2 шая трудоемкость слесарных работ по их сборке и разборке.
Цель изобретения — сокращение времени экспериментальных исследований.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу экспериментального определения оптимальных углов лопастей колес гидротрансформатора, включающему замеры у всех колес углов, толщин лопастей, а также радиусов на входе и на выходе, экспериментальное определение внешних характеристик гидротрансформатора и сравнение их с эталонными, дополнительно измеряют ширину межлопаточных каналов, экспериментально опредею яют диапазон экономичной работы, сравнивают его с эталонным значением и при отсутствии идентичности выбирают ширину межлопаточных каналов, толщины и углы ло» пастей на входе и выходе из условия максимального приближения значения диапазона экономичной работы к эталонному, причем последний определяют уравнением
А Ь; >G» 13;iF=0 (1)
° 1 .3 ° 2 где t< 81,СI,D», Р— .функцииЦ(0„,(gp „, > п1, " 111 р >РHi 71 "pj Рп > Pnj " ) М„ - коэффициент учета влияния конечного числа лопастей во
К недостаткам данного способа относятся низкая точность определения оптимальных углов, обусловленная не35 большим количеством замеряемых пара- метров, большая длительность определения оптимальных углов, обусловленная испытаниями и вычислениями боль шого числа вариантов лопастных систем, отличающихся замеренными и за40 данными параметрами.
Наиболее близким к изобретению я вляе т ся спо соб э к спериме нт ал ьн о го
45 определения оптимальных углов лопастей колес гидротрансформатора, заключающийся в том, что у всех колес замеряют углы и толщину лопастей, а также радиусы на входе и на выходе, экспериментально определяют внешние характеристики гидротрансформатора и сравнивают их с эталонными (2) .
Недостаток способа состоит в том, т что для определения оптимальных уг лов. требуются выполнение большого объема экспериментальных исследований по снятию, внешних характеристик гидротрансформаторов, а также больвсех колесах;
Ч „ „— коэффициент ударных поте р ь во в се х колесах; соответственно радиусы входа и выхода насосно го, турбинного колес и реактора;
F F F - соответственно пло 1 т Р1 щади межлопаточных каналов на входе ивыходе насосного,турбинного колес и реМ актора; д — геометрические характеристики всех колес; и1 - входные и выходные углы лопастей колес;
lo - расчетный КПД, Способ. реализуют следующим образом, У всех колес гидротрансформатора замеряют углы, толщину лопастей, раДиусы и ширину межлопаточных каналов на входе и на выходе, экспериментально на стенде снимают внешнюю характерис"
3 !38 тику гидротрансформатора, по которой определяют диапазон его экономичной работы как отношение максимальных и минимальных значений передаточного отношения при расчетном значении КПДР и далее, сравнивая полученное значение диапазона с эталонным, добиваются идентичности показателей путем изменения ширины мелслонаточных каналов, толщины и углов лопастей на входе и выходе. При этом эталонное значение диапазона экономичной работы опре делявт из уравнения
4; Фе Фс Ро ФF ОЭ (!) т5
° 4 Ь ° 2 в котором коэФФициенты 4 5
s F вычисляются по формулам
Ð2, 9т+Р,, 8 Р 2 Р +Р,ь,С-9 Р Р,.;
При экснериментальиом определении оптигапьных углов лопастей колес гидротрансформатора У3580!8 были saмерены углы, толщина лопастей, радиу- 5 сы и ширина межпопаточных каналов на входе и выходе. Данные но замерам этих параметров приведены в табл.! н2.
Я н "»2 !!г "т2
Р, (»Е(р»» (р1, R3 +ò С (2 Р F R с ф !тг,нт»»тг с (р Чд! г Вр, р„.г»,.ц»„, р» Р»» С „) е Е(»2 F„.!!, +pl «2 нн !нг cgt 2 >2 t Ð 4б «н, Ч д.н
FÄÄÄ Нг т!Рг С 4ф»11
> й(» „- р г
y, . R,2 lг, "т, P5 "2 Г»2! Н« "н г !" н z .Я Р» ф (»»(» » aò» » »ь нг 2»1 i«» a»» Р» "»» -dIt), „. p» и ;6(»» р, Й ». > i»>! " l Ri 2 г, t > R«a Р»»ЯРр «» р» "»» га» М»! " r Rz2 (Ьг р Рн "нг Це Q pi2 i Тг 4 ! Нн "«2 г Рp рг 1 .Р » "4 р »»»» Мр»1 Р» »»» га» P8= !2 р, !, >ч=Р2.Р > Р, Р« те 1 Рб рг Püя p„.pãz V„ с », pie ct((» ц * р„ 7 .с фзн стg р иг "12 !!1w ð2 М1тг МЬР г Ь. гг РРг "4». М ", " ", " а2 1 Н« «нг -CQ Н,.g F« t"ì R»2 1Ор »Яр « 3« =tetk k» Р га (рФ» p la > Нг 2 ю тг р26 Ръ* 2 Ъ Рл р28 Р41 12 26 Р!ъ 21 1 Рг»Р. Pzg г е тт гт Rim 2а i is та 16 i О ь »2 » Н Я»г С ф 1 т! го "н М "р+ цд.т Нг Т ri ! Цг !!Т2 с ф !гр1 Ч»Р(» 4I »» Р,» тг Рг Иф р Qp !Нр с1 3» 2 ЩВ.Н F .Р * Р Р Н1 Н в г г q 2 2% ЗЕ Р Т Тг > 22 2О 1!1Т Т1 !»»Н»1»2 !! z 2>*(i» н1 l гг t"» НН2 а) (-0,6 2о)1 2 =Рн "»2 Ца ге> Р2s -0,6 Р2о !1» н»2 а ь р во2 !) . 2» . 3. 2ь "-н, li»- " е..А, o Ч д.г н, „; 1 2 ! Нн Q i!4 z " lii » !! Н г р, 2 2 "т2 28*l z»»гг-0,5® 4 н -(.т тт т «4р Рт Затем иа стенде снимавт внешнвв характеристику гндротрансформатора прн скорости вращения его ведущего вала !т, !050 об/мин, Из внешней ха рактеристики оиределявт диапазон экономичной работы для заданного зиа чеиия расчетного ЯЩ g+ 75X по формуле !т =тащ»с тн аи«2 .Р {22 1138575 Т а б л и ц а Замеренные параметры гидротрансформатора У358018, м 0 455 0 246 01153 0,063 0,041 0,063 . 0,005 0,0057 0,000 0,246 0,155 0,141 0,041 0„062 0,066 0,0017 0,0014 0,0016 Таблица 25 о ) о о т 1Р,, Р 2 б8 45 !32 84 156 27 где )3 - диапазон экономичной работы при.расчетном КАН )п=75Ж; - соответственно максимальное п»мн л и минимальное передаточные отношения при КПД 751. Для гидротрансформатора У3580)8 значение диапазона 75 =2,485. Сравнивая его с эталонным значением 9 2,7, отмечаем отсутствие иденэ э тичности значений 3 т H 32 Для уве личения значения диапазона изменяем ширину межлопаточных каналов, толщину и углы лопастей на входе и выходе до значений, указанных в табл. 3. Далее по измененным параметрам для пяти вариантов рассчитывают геометрические характеристики лопастных F »»z, Fx» 2 Fp cp2 и определяют диапазоны экономичной работы 9< . При расчетах принимают значения коэффициентов о»„, ())т, ))))5 равными соответственно 0,85; 1,0; 1,0, а коэффициентов(11), д„„ р »1 - ace равными 1,0 ° )7езультаты расчетов показаны в табл.4. Сравнивая полученные значения диапазонов 2 с эталонным эначениэ ем 21 = 2,7, делаем вывод, что углы лопастей для 4-го варианта обеспечивают самое близкое совпадение названных диапазонов экономичной работы, и, следовательно, оптимальными углами лопастей гидротрансформатора У358018 о а о будут »7» = 53, )» = 58, Ят» = 138 )0 а 25 Р> 88о Применение предлагаемого способа позволяет определить оптимальные углы лопастей гидротрансформатора более точно, так как при этом используются все геометрические параметры гидротрансформатора, и достигается работа гидротрансформатора в более широкой зоне передаточных отношений при повышенных значениях КПД, что увеличит производительность машин и снизит расход топлива их двигателей. Таким образом, применение предлагаемого способа позволит улучшить качество и эффективность приводов самоходных ! машин эа счет повышения экономичнос ти гидротрансформатора..-- с,. )а P» - р» "т» "т Зр» I5t2 2 рg бт 1138575 Т аблица 3 идротрансформатора Вариант р 77р "2 та .-- ра - 8» м град 123 73 22 156 47 0,005. 0,0057 0,001 0,001 0,006 0,001 О, 065. 0,04 1 0,041 0,060 0,063 0,066 147 97 22 160 0,063 О ° 041 0,041 0,060 0,006 0,001 53 0,0057 0,063 0,064 0,005 0,001 0,001 133 70 19 158 42 0,063 0,041 0,041 0,060 0,0057 0,006 О, 063 0,064 О 005 0,001 0,001 0,001 0,0057 0,006 0,001 0,001 0,063 0,041 0,041 0,060 0,063 0,064 53 0,005 09001 0,063 0,041 0,041 0,060 0,005 0,0057 0,001 0,001 О, 063 0,064 0,006 0,001 68 59,Та блица 4 енные параметры и показатели Вариант kр ТО -4 м м2 2,628 231 450 2,625 425 638 2,493 716 346 2,69 267 2,61 425 255 Составитель А.Бриммер Техред A.Áàáèíåö Корректор С,Шекмар Редактор Н.Лазаренко Заказ 10661/26 Тираж 898 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0 0596 О 0559 0,0510 0,0599 0,0543 060537 0,0515 0,0522 0,0513 0,0605 0,0542 0,0526 0,0497 0,0550 0,0508 0,0599 0,0536 0,0536 0,0509 0,0545 0,05 15 0,0606 0,0543 0,0538 0,0512 0,0545 0,0514 0,060 0,0550 0,0514 "r -д 138 88 25 160 132 97 29 160
