Гідромуфта

Гідромуфта (рос. гидромуфта, англ. oil clutch, hydraulic clutch, hydraulic clutor, fluid coupling; нім. hydraulische Muffe f, Flüssigkeitkupplung f, Hydroflexkupplung f, Strömungskupplung f) – гідравлічний механізм, що передає обертовий рух. Застосовують у трансмісіях автомашин, у тепловозах тощо. В гірничій промисловості Г. поширені в приводах підземних конвеєрів.

Г. – надійний захист від перевантаження, полегшують пуск двигуна, згладжують крутильні коливання, поштовхи та вібрації, які виникають між двигуном та машиною. При багатодвигуновому приводі Г. забезпечують рівномірний розподіл навантаження між окремими дви-гунами.

Г. складаються з насосного та турбінного лопатевих коліс, з яких перше закріплене на ведучому, а друге – на веденому валах. При обертанні насосного колеса рідина утворює вихрове гідравлічне кільце (тор), яке є передає потужність від ведучого вала до веденого. Ковзання в Г. складає 3-5%.

В підземних конвеєрах використовують так звані запобіжні Г., характерною конструктивною особливістю яких є додаткова камера збоку насосного колеса.

называется турбинным колесом.

В отличие от гидротрансформатора, моменты на насосном и турбинном колёсах всегда практически одинаковы.

Фактически насосное колесо представляет собой лопастной насос, турбинное — лопастной гидравлический двигатель. Оба эти колеса находятся в одном герметичном корпусе и максимально сближены друг с другом (но не соприкасаются), и жидкость при вращении насосного колеса попадает непосредственно на турбинное колесо, сообщая последнему вращающий момент.

Коэффициентом трансформации гидромуфты называют отношение угловой скорости ведомого вала к угловой скорости ведущего вала:

i = \frac{\omega_2}{\omega_1},

где ω2, — угловая скорость ведомого вала; ω1 — угловая скорость ведущего вала.

Также можно утверждать, что коэффициент трансформации равен отношению частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего вала.

Учитывая равенство моментов на ведущем и ведомом валах, можно записать, что КПД гидромуфты равен коэффициенту трансформации:

\eta = \frac{N_2}{N_1} = \frac{M_2 * \omega_2}{M_1 * \omega_1} = \frac{\omega_2}{\omega_1} = i,

где N2 и N1 — мощность, соответственно, на ведомом и ведущем валах; M2 и M1 — момент вращения на ведомом и ведущем валах.

Гидромуфты применяются в коробках передач автомобилей, некоторых тракторов, в авиации и других областях техники.

Перед механическими муфтами, гидромуфты имеют те преимущества, что ограничивают максимальный передаваемый момент, и таким образом, предохраняют приводной двигатель от перегрузок (что особенно важно при пуске двигателя), а также сглаживают пульсации момента.

Однако КПД гидравлической муфты ниже, чем КПД механической. [править] История

Создание первых гидродинамических передач связано с развитием в конце XIX века судостроения. В то время в морском флоте стали применять быстроходные паровые машины. Однако, из-за кавитации, повысить число оборотов гребных винтов не удавалось. Это потребовало применения дополнительных механизмов. Поскольку технологии в то время не позволяли изготавливать высокооборотистые шестерённые передачи, то потребовалось создание принципиально новых передач. Первым таким устройством с относительно высоким КПД явился изобретённый немецким профессором Г. Фётингером гидравлический трансформатор (патент 1902 года)[1], представлявший собой объединённые в одном корпусе насос, турбину и неподвижный реактор. Однако первая применённая на практике конструкция гидродинамической передачи была создана в 1908 году, и имела КПД около 83 %. Позднее гидродинамические передачи нашли применение в автомобилях. Они повышали плавность трогания с места. В 1930 году Гарольд Синклер (англ. Harold Sinclair), работая в компании Даймлер, разработал для автобусов трансмиссию, включающую гидромуфту и планетарную передачу[2]. В 1930-х годах производились первые дизельные локомотивы, использовавшие гидромуфты[3].

В СССР первая гидравлическая муфта была создана в 1929 году. [править] См. также

   Муфта (механическое устройство)
   Фрикционная муфта
   Гидроподжимная муфта
   Гидродинамическая передача
   Гидротрансформатор

[править] Примечания

   ↑ Автоматические коробки передач (АКПП) — История
   ↑ Light and Heavy Vehicle Technology, Malcolm James Nunney, p 317 (Google Books link)
   ↑ Illustrated Encyclopedia of World Railway Locomotives, Patrick Ransome-Wallis, p 64 (ISBN 0-486-41247-4, 9780486412474 Google Books link)

[править] Литература

   Лепешкин А.В., Михайлин А. А., Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. - М.: МГИУ, 2003. - 352 с.