POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ SAMOCHODÓW I MASZYN ROBOCZYCH

INSTYTUT POJAZDÓW

Laboratorium Napędów hydraulicznych i pneumatycznych

SPRAWOZDANIE

Ćwiczenie HP6

Temat ćwiczenia: Charakterystyka bezwymiarowa przekładni hydrokinetycznej.

Grupa 3.5 MiBM

Zespół: 1

Data odrobienia ćwiczenia: 20.11.2014

Lista osób:

1. Bożydar Starzyk

2. Justyna Strawiak

3. Daria Stangreciak

4. Piotr Wyrozębski

5. Przemysław Szczepaniak

6. Krystian Sidorowski

7. Sebastian Skręciak

8. Bartosz Szatkowski

9. Krzysztof Świercz

10. Łukasz Świercz

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem przekładni hydrokinetycznej oraz sporządzenie jej charakterystyki bezwymiarowej na podstawie przeprowadzonych pomiarów.

1. Obiekt badań:

Obiektem badań była przekładnia hydrokinetyczna dwuzakresowa o średnicy czynnej D=254 mm, która jest maksymalną średnicą obiegu cyrkulacyjnego cieczy roboczej w przestrzeniach między łopatkowych wirników przekładni. Przekładnia ta pracuje przy całkowitym napełnieniu cieczą roboczą, która dla uniknięcia zjawiska kawitacji, obniżającego sprawność przekładni, oraz powodującą uszkodzenie zmęczeniowe, znajduje się pod stałym ciśnieniem statycznym. W celu wytworzenia tego ciśnienia badana przekładnia hydrokinetyczna wyposażona jest w odpowiedni hydrauliczny układ zasilający. W jego skład wchodzi pompa i odpowiednia instalacja hydrauliczna zawierająca- ze względu na znaczne obciążenie przekładni- chłodnicę oleju.

1. Rysunek stanowiska badawczego:

1.Przekładnia hydrokinetyczna

2.Silnik

3.Maszyna hamująca

4.Czujnik siły

5.Tachometr

6.Enkoder

7.Pulpit sterowniczy

1. Przebieg ćwiczenia:

Ćwiczenie polegało na zmianie parametrów prędkości obrotowej wału wejściowego (n₁) oraz zmianie obciążenia przekładni związanego z momentem odbieranym na wale wyjściowym przez maszynę hamującą (M₂). Dzięki regulacji wspomnianymi parametrami uzyskiwaliśmy zmianę przełożenia kinematycznego od i_k=0 do i_k=1.

1

1. Zależności teoretyczne:

i_d=$\frac{M_{2}}{M_{1}}$

i_d- przełożenie dynamiczne przekładni

M₂-moment przekazywany z wału wyjściowego

M₁- moment napędzający wał wejściowy

i_k=$\frac{n_{2}}{n_{1}}$

i_k- przełożenie kinematyczne przekładni

n₁-prędkość obrotowa wału wejściowego (wału pompy)

n₂- prędkość obrotowa wału wyjściowego (wału turbiny)

η= $\frac{N_{2}}{N_{1\ }}$ =$\frac{M_{2}\omega_{2}}{M_{1}\omega_{1}}$ = i_k* i_d

η- sprawność przekładni

N₂-moc odbierana z wału turbiny

N₁- moc doprowadzona do wału pompy

f_M= $\frac{M_{1}}{\omega_{1}^{2}D^{5}}$

f_M- współczynnik momentu

D-średnica czynna

p= $\frac{f_{\text{Mmax}}}{f_{\text{Ms}}}$=1,45

f_Mmax- maksymalny współczynnik momentu

f_Ms- współczynnik momentu w punkcie sprzęgnięcia

p- współczynnik przenikliwości

2

1. Tabela z wynikami pomiarów i obliczeń:

M1 [Nm]	M2 [Nm]	n1[obr/min]	n2[obr/min]	id	ik	ω1	ω2	η	fM
Stałe obciążenie, zmienna prędkość obrotowa pompy
63	84	799,9	177,8	1,33	0,22	83,72287	18,60973	0,2926	8,844019
67	82	850,1	301	1,22	0,35	88,97713	31,50467	0,427	8,327512
73	84	900,1	394,5	1,12	0,44	94,21047	41,291	0,4928	8,093229
75	84	950,1	489,4	1,12	0,51	99,4438	51,22387	0,5712	7,462823
78	83	1000,2	585,4	1,05	0,58	104,6876	61,27187	0,609	7,003279
82	80	1100,6	749,1	0,95	0,67	115,1961	78,4058	0,6365	6,080445
75	73	1199,9	890	0,97	0,74	125,5895	93,15333	0,7178	4,678985
71	71	1299,9	1018,6	1	0,78	136,0562	106,6135	0,78	3,774148
69	68	1400,1	1139,4	0,99	0,81	146,5438	119,2572	0,8019	3,161633
60	72	1499,9	1245,2	1,18	0,83	156,9895	130,3309	0,9794	2,395561
72	74	1600,1	1348,3	1	0,84	167,4771	141,1221	0,84	2,525915
66	80	1699,8	1449,6	1,14	0,85	177,9124	151,7248	0,969	2,051771
Stała prędkość obrotowa pompy, zmienne obciążenie
71	70	1699,9	1468,7	0,96	0,86	177,9229	153,7239	0,8256	2,206948
61	64	1699,9	1488,3	0,95	0,88	177,9229	155,7754	0,836	1,89611
59	57	1700	1507,2	0,95	0,89	177,9333	157,7536	0,8455	1,833727
53	48	1699,9	1536,4	0,98	0,9	177,9229	160,8099	0,882	1,64744
44	43	1699,9	1565,1	1	0,92	177,9229	163,8138	0,92	1,367686
34	34	1700	1598,2	0,94	0,94	177,9333	167,2783	0,8836	1,056724
24	17	1699,9	1645,7	0,71	0,97	177,9229	172,2499	0,6887	0,746011
18	14	1699,9	1660,2	0,94	0,98	177,9229	173,7676	0,9212	0,559508
Prędkość obrotowa hamownicy równa 0, zmienna prędkość obrotowa pompy
66	103	800,2	0	1,61	0	83,75427	0	0	9,258217
83	136	899,9	0	1,64	0	94,18953	0	0	9,205982

3

2. Charakterystyka bezwymiarowa przekładni hydrokinetycznej:

4

1. Wnioski:

1. Uzyskana charakterystyka przekładni hydrokinetycznej po aproksymacji jest zgodna ze spodziewanym przebiegiem.

2. Punkt sprzęgnięcia (gdy i_d=1) występuje dla i_k=0,64. Punkt ten rozdziela dwa zakresy pracy: przekładni (i_d>1) oraz pracy sprzęgła (i_d<1).

3. Z analizy wykresu charakterystyki bezwymiarowej, wynika korzystny wpływ zastosowania sprzęgła jednokierunkowego. Dzięki zastosowaniu tego urządzenia moment pochodzący od kierownicy nie jest przekazywany na wał wyjściowy przekładni. Dzięki temu przełożenie dynamiczne w pracy sprzęgłowej jest równe 1. Powyżej i_k=0,94 opory tarcia pochodzące od łożysk, uszczelnień, opory wentylacyjne itp. zaczynają odgrywać znaczną rolę, przez co przełożenie dynamiczne maleje wraz ze wzrostem i_k, co wynika ze spadku momentu wyjściowego (do 0) wraz ze wzrostem i_k. Z tego powodu maleje sprawność przekładni hydrokinetycznej także do 0.

4. Przy użyciu przekładni hydrokinetycznej dwuzakresowej nie jest możliwe otrzymanie przełożenia kinematycznego większego od 1(co wynika z charakterystyki sprzęgła hydrokinetycznego). W celu osiągnięcia przełożeń kinematycznych większych od 1 należy zastosować przekładnię jednozakresową.

5. Do zalet przekładni hydrokinetycznej należą:

• Ciągła i bezstopniowa zmiana przełożenia dynamicznego zachodząca samoczynnie w zależności od obciążenia przekładni

• Umożliwia uruchomienia silnika przy zatrzymanym pojeździe bez konieczności rozłączania napędu i następnie płynne ruszanie

5