Hydrostaattisissa portaattomasti säädetyissä voimansiirroissa vääntömomentti ja teho käyttölenkiltä (pumpusta) käyttölenkille (hydraulimoottori) välitetään nesteen välityksellä putkistojen kautta. Nestevirtauksen teho N, kW määräytyy korkeuden H, m ja virtausnopeuden Q, m3/s tulolla:

N = HQpg / 1000,
missä p on nesteen tiheys.

Hydrostaattisissa vaihteistoissa ei ole sisäistä automaatiota, vaan välityssuhteen vaihtamiseen tarvitaan ACS. Hydrostaattinen voimansiirto ei kuitenkaan vaadi käänteistä mekanismia. Käännös saadaan aikaan muuttamalla pumpun liitäntä nesteen poisto- ja paluujohtoihin, jolloin moottorin akseli pyörii vastakkaiseen suuntaan. Säädettävällä pumpulla ei tarvita käynnistyskytkintä.

Hydrostaattisilla voimansiirroilla (sekä sähkövaihteistoilla) on paljon laajemmat sijoittelumahdollisuudet verrattuna kitka- ja hydrodynaamisiin voimansiirtoihin. Ne voivat olla osa yhdistettyä hydromekaanista vaihteistoa, kun ne on kytketty sarjaan tai rinnan mekaanisen vaihteiston kanssa. Lisäksi ne voivat olla osa yhdistettyä hydromekaanista voimansiirtoa, kun hydraulimoottori on asennettu päävaihteen eteen - kuva 2. a (vetoakseli päävaihteineen, tasauspyörästö, akselin akselit säilytettiin) tai hydraulimoottorit asennetaan kahteen tai kaikkiin pyöriin - kuva 2. a (niitä täydentävät vaihteistot, jotka suorittavat loppukäytön toimintoja). Joka tapauksessa hydraulijärjestelmä on suljettu, ja siinä on lisäpumppu, joka ylläpitää ylipainetta paluulinjassa. Putkilinjojen energiahäviöiden vuoksi pidetään yleensä tarkoituksenmukaisena käyttää hydrostaattista voimansiirtoa, jossa pumpun ja hydraulimoottorin välinen enimmäisetäisyys on 15 ... 20 m.

Riisi. Voimansiirtojärjestelmät ajoneuvoille, joissa on hydrostaattinen tai sähköinen voimansiirto:
a - käytettäessä moottoripyöriä; b - käytettäessä vetävää akselia; H - pumppu; GM - hydraulimoottori; G - generaattori; EM - sähkömoottori

Tällä hetkellä hydrostaattisia voimansiirtoja käytetään pienissä amfibioajoneuvoissa, kuten Jigger ja Mule, ajoneuvoissa, joissa on aktiivinen puoliperävaunu, pienissä sarjoissa raskaita (kokonaispaino jopa 50 tonnia) kippiautoja ja kokeellisia kaupunkibusseja.

Hydrostaattisten voimansiirtojen laajaa käyttöä rajoittavat pääasiassa niiden korkeat kustannukset ja riittämättömän korkea hyötysuhde (noin 80 ... 85%).

Riisi. Tilavuushydraulisen käytön hydraulikoneiden kaaviot:
a - säteittäinen mäntä; b - aksiaalinen mäntä; e - epäkeskisyys; y - lohkon kaltevuuskulma

Kaikista tilavuushydraulisista koneista: ruuvi-, hammaspyörä-, terä- (portti), mäntä - autojen hydrostaattisiin voimansiirtoihin, radiaalimäntä (kuva a) ja aksiaalimäntä (kuva b) -hydraulikoneita käytetään pääasiassa. Ne mahdollistavat korkean työpaineen (40…50 MPa) käytön ja ovat säädettävissä. Nesteen syötön (virtausnopeuden) muutos aikaansaadaan radiaalimäntähydraulikoneissa muuttamalla epäkeskisyyttä e, aksiaalimäntähydraulikoneissa - kulmaa y.

Volyymihydraulisten koneiden häviöt jaetaan volyymiin (vuodot) ja mekaanisiin, jälkimmäisiin sisältyvät myös hydraulihäviöt. Putkilinjan häviöt jaetaan kitkahäviöihin (ne ovat verrannollisia putkilinjan pituuteen ja nesteen nopeuden neliöön turbulentissa virtauksessa) ja paikallisiin (laajeneminen, supistuminen, virtauksen kääntyminen).

Hydraulinen voimansiirto- sarja hydraulilaitteita, joiden avulla voit yhdistää mekaanisen energian lähteen (moottorin) koneen toimilaitteisiin (auton pyörät, koneen kara jne.). Hydraulista voimansiirtoa kutsutaan myös hydrauliseksi voimansiirroksi. Hydraulisessa voimansiirrossa energia siirtyy yleensä nesteen kautta pumpusta hydraulimoottoriin (turbiiniin).

Esitetyssä videossa lähtölinkkinä käytetään translaatiohydraulimoottoria. Hydrostaattinen voimansiirto käyttää pyörivää hydraulimoottoria, mutta toimintaperiaate perustuu edelleen lakiin. Pyörivässä hydrostaattisessa ajossa työneste syötetään pumpusta moottoriin. Tässä tapauksessa akselien vääntömomentti ja pyörimistaajuus voivat muuttua hydraulikoneiden työtilavuuksista riippuen. Hydraulinen voimansiirto siinä on kaikki hydraulikäytön edut: suuri lähetysteho, mahdollisuus toteuttaa suuria välityssuhteita, portaaton säätö, mahdollisuus siirtää tehoa koneen liikkuviin, liikkuviin osiin.

Säätömenetelmät hydrostaattisessa voimansiirrossa

Hydraulisen voimansiirron lähtöakselin nopeudensäätö voidaan suorittaa muuttamalla työpumpun tilavuutta (tilavuussäätö) tai asentamalla kaasu- tai virtaussäädin (rinnakkais- ja peräkkäinen kaasusäätö). Kuvassa on hydraulinen voimansiirto suljetulla äänenvoimakkuuden säädöllä.

Suljetun piirin hydraulinen vaihteisto

Hydraulinen voimansiirto voidaan toteuttaa mukaan suljettu tyyppi(suljettu piiri), tässä tapauksessa hydraulijärjestelmässä ei ole ilmaan kytkettyä hydraulisäiliötä.

Suljetuissa hydraulijärjestelmissä akselin pyörimisnopeutta voidaan säätää pumpun työtilavuutta muuttamalla. Useimmiten käytetään pumppumoottoreina hydrostaattisessa voimansiirrossa.

Avoin silmukan hydraulinen voimansiirto

avata kutsutaan hydraulijärjestelmäksi, joka on yhdistetty säiliöön, joka on yhteydessä ilmakehään, ts. paine työnesteen vapaan pinnan yläpuolella säiliössä on yhtä suuri kuin ilmakehän paine. Avoimen tyyppisissä hydraulisissa voimansiirtoissa on mahdollista toteuttaa tilavuus-, rinnakkais- ja peräkkäinen kaasusäätö. Seuraavassa kuvassa on avoimen piirin hydrostaattinen voimansiirto.

Missä hydrostaattisia voimansiirtoja käytetään?

Hydrostaattisia voimansiirtoja käytetään koneissa ja mekanismeissa, joissa on tarpeen toteuttaa suurten voimien siirto, luoda suuri vääntömomentti ulostuloakselille, suorittaa portaaton nopeudensäätö.

Hydrostaattisia voimansiirtoja käytetään laajalti liikkuvissa, tienrakennuskoneissa, kaivinkoneissa, puskutraktoreissa, rautatieliikenteessä - dieselvetureissa ja telakoneissa.

Hydrodynaaminen voimansiirto

Hydrodynaamiset voimansiirrot käyttävät myös turbiineja tehon siirtämiseen. Hydraulisten voimansiirtojen hydraulineste syötetään dynaamisesta pumpusta turbiiniin. Useimmiten hydrodynaaminen voimansiirto käyttää siipipumppua ja turbiinipyöriä, jotka sijaitsevat suoraan toisiaan vastapäätä, joten neste virtaa pumpun pyörästä suoraan turbiinin pyörään ohittaen putkilinjat. Tällaisia ​​laitteita, jotka yhdistävät pumpun ja turbiinin pyörät, kutsutaan nestekytkimiksi ja momentinmuuntimiksi, joilla on joistakin samankaltaisista suunnittelun elementeistä huolimatta useita eroja.

nesteen kytkentä

hydrodynaaminen voimansiirto, joka koostuu pumppu ja turbiinipyörä yhteiseen kampikammioon asennettuja kutsutaan nesteen kytkentä. Hydraulisen kytkimen lähtöakselin momentti on yhtä suuri kuin syöttöakselin momentti, eli hydraulikytkin ei salli vääntömomentin vaihtamista. Hydraulisessa vaihteistossa teho voidaan siirtää hydraulisen kytkimen kautta, mikä takaa tasaisen käynnin, tasaisen vääntömomentin kasvun ja iskukuormituksen pienenemisen.

vääntömomentin muuntaja

Hydrodynaaminen voimansiirto, joka sisältää pumpun, turbiinin ja reaktorin pyörät yhteen koteloon sijoitettua kutsutaan momentinmuuntimeksi. Kiitos reaktorille vääntömomentin muuntaja voit muuttaa ulostuloakselin vääntömomenttia.

Hydrodynaaminen vaihteisto automaattivaihteistossa

Tunnetuin esimerkki hydraulisesta voimansiirrosta on auton automaattivaihteisto, johon voidaan asentaa nestekytkin tai momentinmuunnin. Vääntömomentinmuuntimen suuremman tehokkuuden vuoksi (verrattuna nestekytkimeen) se asennetaan useimpiin nykyaikaisiin autoihin, joissa on automaattivaihteisto.

PUMPPU säädettävä MOOTTORI kiinteä

1 – tehostinpumppu varoventtiili; 2 – Takaiskuventtiili; 3 – tehostuspumppu; 4 - servosylinteri; 5 - hydraulinen pumpun akseli;
6 - kehto; 7 - servoventtiili; kahdeksan - servoventtiilin vipu; 9- suodatin; 10 - säiliö; 11 - lämmönvaihdin; 12 - hydraulimoottorin akseli; 13 - painotus;
14 – venttiili laatikko kela; 15 – ylivuotoventtiili; 16 – korkeapaineinen varoventtiili.

Hydrostaattinen vaihteisto GTS

HST-hydrostaattinen voimansiirto on suunniteltu siirtämään pyörimisliikettä käyttömoottorista johtaviin elimiin, esimerkiksi itsekulkevien koneiden alustaan, portaaton pyörimistaajuuden ja -suunnan säädöllä, tehokkuudella lähellä yhtä. GST-pääsarja koostuu säädettävästä aksiaalimäntähydraulipumpusta ja säätelemättömästä aksiaalimäntähydraulimoottorista. Pumpun akseli on mekaanisesti kytketty käyttömoottorin lähtöakseliin, moottorin akseli - toimilaitteeseen. Moottorin ulostuloakselin nopeus on verrannollinen ohjausmekanismin (servoventtiilin) ​​vivun taipumakulmaan.

Hydraulista voimansiirtoa ohjataan muuttamalla käyttömoottorin nopeutta ja pumpun servoventtiilin vipuun liittyvän kahvan tai joystickin asentoa (mekaanisesti, hydraulisesti tai sähköisesti).

Kun käyttömoottori on käynnissä ja ohjauskahva on vapaa-asennossa, moottorin akseli on paikallaan. Kun kahvan asentoa muutetaan, moottorin akseli alkaa pyöriä saavuttaen maksiminopeuden kahvan suurimmalla taipumalla. Peruuta varten vipu on siirrettävä pois vapaa-asennosta.

GTS:n toimintakaavio.

Yleensä HST-pohjainen tilavuushydraulikäyttö sisältää seuraavat elementit: säädettävä aksiaalimäntähydraulipumppukokoonpano lisäpumpulla ja suhteellisella ohjausmekanismilla, säätelemätön aksiaalimäntämoottorikokoonpano venttiilikotelolla, hienosuodatin alipainemittari, öljysäiliö työnesteille, lämmönvaihdin, putkistot ja korkeapaineletkut (HPR).

GTS:n elementit ja solmut voidaan jakaa 4 toiminnalliset ryhmät:

1. HTS-hydraulipiirin pääpiiri. HTS-hydraulipiirin pääpiirin tarkoituksena on siirtää tehovirta pumpun akselilta moottorin akselille. Pääpiiri sisältää pumpun ja moottorin työkammioiden ontelot sekä korkea- ja matalapainejohdot, joiden läpi virtaa käyttöneste. Käyttönesteen virtauksen suuruus, sen suunta määräytyy pumpun akselin kierrosten ja pumpun suhteellisen ohjausmekanismin vivun poikkeamakulman perusteella neutraalista. Kun vipu poikkeaa vapaa-asennosta suuntaan tai toiseen, servosylinterien vaikutuksesta huuhtelulevyn (kehdon) kaltevuuskulma muuttuu, mikä määrittää virtaussuunnan ja aiheuttaa vastaavan muutoksen työtilavuudessa. pumpun nollasta nykyarvoon, vivun suurimmalla poikkeamalla pumpun työtilavuus saavuttaa maksimiarvonsa. Moottorin työtilavuus on vakio ja yhtä suuri kuin pumpun maksimitilavuus.

2. Imu (syöttö) linja. Imulinjan nimitys (syöttö):

· - käyttönesteen syöttö ohjauslinjaan;

· - pääpiirin käyttönesteen täydentäminen vuotojen kompensoimiseksi;

· - pääpiirin käyttönesteen jäähdytys lämmönvaihtimen läpi kulkeneen öljysäiliön nesteen täydentämisen vuoksi;

· - vähimmäispaineen varmistaminen pääpiirissä eri tiloissa;

· - käyttönesteen puhdistus ja saastumisen ilmaisin;

· - lämpötilamuutosten aiheuttamien käyttönesteen tilavuuden vaihteluiden kompensointi.

3. Ohjauslinjojen tarkoitus:

· - paineen siirto kehdon pyörimisen toimeenpanevaan servosylinteriin.

4. Viemäröinnin tarkoitus:

· - öljysäiliön vuotojen poistaminen;

· - ylimääräisen työnesteen poistaminen;

· - lämmönpoisto, kulutustuotteiden poisto ja hydraulikoneen osien kitkapintojen voitelu;

· - käyttönesteen jäähdytys lämmönvaihtimessa.

Volumetrisen hydraulikäytön toiminnan takaavat automaattisesti pumpussa, tehostuspumpussa, venttiilimoottorikotelossa olevat venttiilit ja puolat.

Hydrostaattinen voimansiirto on hydraulikäyttö, jossa on suljettu (suljettu) piiri, joka sisältää yhden tai useamman hydraulipumpun ja hydraulimoottorin. Suunniteltu siirtämään mekaanista pyörimisenergiaa moottorin akselilta koneen päärunkoon työnesteen portaattoman virtauksen avulla, jota säädellään suuruus- ja suuntasäädöllä.

Hydrostaattisen voimansiirron tärkein etu on kyky vaihtaa tasaisesti välityssuhdetta laajalla nopeusalueella, mikä mahdollistaa koneen moottorin vääntömomentin paljon paremman hyödyntämisen porrastettuun ajoon verrattuna. Koska lähtönopeus voidaan nollata, koneen tasainen kiihdytys pysähdyksestä on mahdollista ilman kytkintä. Pieniä nopeuksia tarvitaan erityisesti erilaisissa rakennus- ja maatalouskoneissa. Jopa merkittävä kuormituksen muutos ei vaikuta lähtönopeuteen, koska tämän tyyppisessä vaihteistossa ei ole luistoa.

Hydrostaattisen voimansiirron suuri etu on peruutuksen helppous, joka saadaan aikaan yksinkertaisella levyn kaltevuuden muutoksella tai hydraulisesti muuttamalla käyttönesteen virtausta. Tämä mahdollistaa ajoneuvon poikkeuksellisen ohjattavuuden.

Seuraava suuri etu on koneen ympärillä olevan mekaanisen johdotuksen yksinkertaistaminen. Näin voit saada lisää luotettavuutta, koska usein koneen raskaalla kuormituksella nivelakselit eivät kestä ja kone on korjattava. Pohjoisissa olosuhteissa tämä tapahtuu vielä useammin alhaisissa lämpötiloissa. Yksinkertaistamalla mekaanista johdotusta on mahdollista vapauttaa tilaa myös apuvälineille. Hydrostaattisen voimansiirron käyttö mahdollistaa akselien ja siltojen poistamisen kokonaan korvaamalla ne pumppausyksiköllä ja hydraulimoottoreilla, joissa on suoraan pyöriin rakennettu vaihteisto. Tai yksinkertaisemmassa versiossa siltaan voidaan rakentaa hydraulimoottorit. Yleensä on mahdollista laskea koneen painopistettä ja sijoittaa moottorin jäähdytysjärjestelmä järkevämmin.

Hydrostaattisen voimansiirron avulla voit säätää koneen liikettä pehmeästi ja erittäin tarkasti tai säätää tasaisesti työkappaleiden nopeutta. Sähkösuhteellisen ohjauksen ja erityisten elektronisten järjestelmien käytöllä saavutetaan optimaalinen tehonjako vetolaitteen ja toimilaitteiden välillä, rajoitetaan moottorin kuormitusta ja pienennetään polttoaineen kulutusta. Moottorin tehoa käytetään maksimaalisesti myös koneen alhaisilla nopeuksilla.

Hydrostaattisen voimansiirron haittana voidaan pitää alhaisempaa hyötysuhdetta mekaaniseen voimansiirtoon verrattuna. Kuitenkin verrattuna mekaanisiin voimansiirtoihin, joissa on vaihteisto, hydrostaattinen voimansiirto on taloudellisempi ja nopeampi. Tämä johtuu siitä, että manuaalisen vaihteenvaihdon aikana sinun on vapautettava ja painettava kaasupoljin. Juuri tällä hetkellä moottori kuluttaa paljon tehoa ja auton nopeus muuttuu nykivästi. Kaikki tämä vaikuttaa negatiivisesti sekä nopeuteen että polttoaineenkulutukseen. Hydrostaattisessa vaihteistossa tämä prosessi on pehmeä ja moottori käy taloudellisemmin, mikä lisää koko järjestelmän kestävyyttä.

Hydrostaattisen voimansiirron yleisin sovellus on tela-alustaisten koneiden propulsio, jossa hydraulikäyttö on suunniteltu siirtämään mekaanista voimaa käyttömoottorista telapyörälle ohjaamalla pumpun virtausta ja vetotehoa ohjaamalla hydraulimoottoria. .