Cơ Khí - Giáo trình Máy Phụ Tàu Thủy phần 6 ppsx

121

k
1k
s
k
cr.s432
k
1k
mix
k
cr.mix3
k
1k
mix
k
cr.mix3
k
1k
m
k
cr.m132

p
p
1a
p
p
1aK
p
p
1aK
p
p
1a
u
(3.103)
trong đó K
1
=
1

2

3
- gọi là hệ số tốc độ của dòng chất công tác; K
2
=
2

3

4

- hệ số tốc độ của dòng chất
đợc hút theo; a
m.cr
, a
mix.cr
và a
s.cr
là các vận tốc tới hạn ứng với các trạng thái A, F và C của chất công
tác, hỗn hợp và của chất đợc hút (
iiicr.i
/kpkRTa
).
Từ phơng trình (1.103) thấy, nếu biết các thông số vào của chất công tác và chất đợc
hút và áp suất xả ở cửa ra máy nén, hệ số hút theo đợc xác định theo tỉ số giãn nở của dòng
đợc hút p
k
/p
s
và hệ số K
3
.
Máy phải đợc thiết kế sao ứng với lu lợng chất công tác đã cho có hệ số hút theo càng
lớn càng tốt. Các công trình nghiên cứu nhằm đạt u tối đa đã cho thấy rằng có quan hệ tối u
p
3
/p
k
=f(p
mix
/p

k
), nó phụ thuộc vào chỉ số đoạn nhiệt và hệ số tốc độ trong ống loe. Các quan hệ
này đợc biểu diễn trong hình 3.69 cho vài giá trị k và
3
. Thấy rõ trên đồ thị, các giá trị xác
định của k và
3
ứng với các tỉ số nén nhất định trong toàn bộ máy và buồng hoà trộn. Với k và

3
bất kì tỉ số nén tối u trong buồng hoà trộn tăng theo tỉ số nén tổng. Hệ số
3
có ảnh hởng
lớn đến đặc tính máy nén:
3
càng nhỏ, tỉ số nén nén tổng ứng với tỉ số nén nhất định của buồng
hoà trộn sẽ càng nhỏ. Do đó, đối với ống khuyếch tán hiệu suất thấp (
3
nhỏ) thì tỉ số nén chủ
yếu xảy ra trong buồng hoà trộn sẽ có lợi hơn.
Nếu các tỉ số có liên quan với nhau p
3
/p
k
và p
mix
/p
k
đợc chọn theo đồ thị ở 3.69, giá trị K
3

tối u tơng ứng có thể xác định theo đồ thị K
3
=f(p
mix
/p
k
) trong hình 3.70. Sử dụng cácđồ thị ta
có thể tính đợc u
max
theo công thức (3.103).
Hình 3.69. Tỉ số nén tối u trong
buồng hoà trộn.
Hình 3.70. Hệ số k
3
tối u phụ thuộc tỉ số nén.
,
p
p
1aK
p
p
1aK
p
p
1aK
p
p
1aK
k
1k

s
k
cr.s2
k
1k
mix
k
cr.mix3
k
1k
mix
k
cr.mix3
k
1k
m
k
cr.m1

122

Tỉ số hút theo u phụ thuộc vào tỉ số áp suất ban đầu giữa chất công tác và chất đợc hút, tỉ
số nén tổng và chỉ số đoạn nhiệt của các chất. Hình 3.71 mô tả quan hệ trong các máy nén hơi
cột áp cao với k=1,3 đối với vài giá trị p
m
/p
s
.
Đối với mỗi giá trị nhất định của p
m
/p
s
hệ số hút theo tăng khi giảm tỉ số nén p
mix
/p
s
.
Các kích thớc của máy nén phụt với buồng hoà trộn trụ đợc tính bằng các công thức lí
thuyết và thực nghiệm sau.
Từ phơng trình lu động đoạn nhiệt, có (*):
,])
p
p
()
p
p
[(
1k
k2
pf
])

p
p
(1[
p
1k
k2
)
p
p
(f])
p
p
(1[
p
1k
k2
fvfM
k
1k
1
2
k/2
1
2
11
k
1k
1
2
1

1
k/1
1
2
1
k
1k
1
2
1
1
222










trong đó các chỉ số 1và 2 chỉ các thông số trạng thái 1 và 2.
Đối với trờng hợp lu động trên tốc độ tới hạn, p
2
/p
1

k
=

1k
k
)
1k
2
(


, thay trị số
k
vào
phơng trình trên, đợc tiết diện nhỏ nhất (họng) lỗ phun:
mm
1k
1k
cr.m
cr.mcr
cr.m
h
p
1k
2
k
M
a
M
f

, (3.104)
trong đó M
m
- lu lợng khối lợng chất lỏng công tác; p
m
và
m
là áp và mật độ ban đầu của
chất công tác;
cr
và a
m.cr
là mật độ và tốc độ tới hạn.
Tiết diện ra của lỗ phun
ss
cr.m
2
v
M
f

,
trong đó M
m.cr
là lu lợng khối lợng tới hạn của chất công tác;
s
và v
s
là mật độ và tốc độ ra
khỏi miệng phun và v
s
.
Sử dụng công thức (*), trong đó M thay bằng M
m.cr
trong công thức (3.104), và thay các
thông số tơng ứng (coi chất công tác giãn nở tới áp suất p
s
của chất lỏng đợc hút, thu đợc
Hình 3.71. Tỉ số nén máy nén hơi nớc (k=1,3) cột
áp cao phụ thuộc vào hệ số hút theo:
1- p
m
/p
s
=3,2; 2- p
m
/p
s
=6; 3- p

m
/p
s
=20; 4- p
m
/p
s
=50.


123
k
1k
m
s
k/1
m
s
1k
1k
h
k
1k
m
s
k/1
m
s
mm
mm

1k
1k
h
2
)
p
p
(1)
p
p
(
1k
2
2
1k
f
)
p
p
(1)
p
p
(
1k
k2
p
p
1k
2
kf

f




























. (3.105)

Thiết diện buồng hoà trộn đợc tính theo công thức (3.101), trong đó m
m
=M
m.cr
ở công
thức (3.104) và vận tốc c
E
đợc tính theo tỉ số áp suất p
3
/p
mix
. Nếu bỏ qua động năng hỗn hợp
chất lỏng ra khỏi máy thì ta có thể viết
.])
p
p
(1[
1k
2
a
kp
)
p
p
(
])
p
p
(1[
1k

2
a)
p
p
(])
p
p
(1[
1k
2
ac
k
1k
mix
3
cr.mix
mix
k/1
mix
3
k
1k
mix
3
cr.mixmix
k/1
mix
3
k
1k

mix
3
cr.mix3E3










Thay vào (3.101) biểu thức này và (3.104), đổi
cr.m
m
m
m
m
mm
a
pk
p
k
pk
p


, sẽ đợc
h

cr.m
cr.mix
mix
m
k
1k
mix
3
k
1
mix
3
1k
1k
3
f)u1(
a
a
p
p
)
p
p
(1)
p
p
(
1k
2
2

1k
f













. (3.106)
Chiều dài buồng hoà trộn
l
mix
=6d
3
khi u0,5;
l
mix
=10d
3
khi u2.
Góc côn ống khuyếch tán =8
0
- 10

0
. Chiều dài ống khuếch tán l
dif
=(68)(d
ra
-d
3
).
Lỗ phun, buồng hoà trộn và ống khuyếch tán yêu cầu có độ đồng tâm cao, hiệu suất máy
sẽ thấp nếu điều này không thoả mãn.
Một yếu tố quan trọng nữa là khoảng cách l từ miệng ra lỗ phun đến buồng hoà trộn.
Khoảng cách này chọn theo công thức kinh nghiệm
a4,4
u37,0
l
j


khi u0,5;
a2
d
29,0u76,0083,0l
2
j

khi u<0,5,
trong đó d
2
- đờng kính miệng ra lỗ phun, a=0,07 đến 0,09 tỉ lệ theo u.

124
chơng IV. Bộ truyền động thuỷ động lực
Đ 4.1 Giới thiệu chung
Bộ truyền động thuỷ động lực (gọi tắt là bộ truyền thuỷ lực) có bộ phận công tác là bơm
cánh, tua bin thuỷ lực lắp đồng trục và gần nhau trong vỏ chung. Chúng có nhiệm vụ truyền
công suất từ động cơ tới các thiết bị đợc dẫn động bằng dòng chất lỏng. Trong bộ truyền động
không có liên hệ cứng giữa trục dẫn và bị dẫn.
Bộ truyền thuỷ lực đợc phân thành các bộ truyền mômen thuỷ lực, chúng truyền công
suất mà không thay đổi mô men, và bộ biến đổi tốc độ (hay biến đổi mômen) thuỷ lực có khả
năng thay đổi mômen truyền. Dới đây, để tránh dài dòng chúng đợc gọi chung là bộ truyền,
chỉ khi dễ nhầm lẫn hoặc để nhấn mạnh thì gọi bộ truyền mômen là bộ truyền không làm thay
đổi mômen và bộ biến đổi mômen để chỉ bộ truyền trong đó mômen trục ra khác trục vào.
Bộ truyền (hình 4.1) và biến tốc thuỷ lực (hình 4.2) có trong vỏ chung1 bánh cánh bơm 2-
liên kết với trục 5 của động cơ, bánh cánh tua bin 3 liên kết với trục ra 11.
Trong các biến tốc thuỷ lực, giữa bánh cánh của bơm và tua bin có đặt bánh cánh phản
kích 12, liên kết với vỏ cố định 13. Các cánh 6 và 9 của các bánh cánh liên kết với các bề mặt
mút dẫn hớng (ví dụ, các mặt 7 và 8). Các bề mặt tạo thành các khoang trong đó chất lỏng
(thờng là dầu khoáng độ nhớt thấp) chảy bao qua các cánh của bánh cánh. Hình dạng bên
ngoài của các bộ phận công tác đợc mô tả trên hình 4.3.
Các bộ truyền thuỷ lực (hình 4.1 và 4.2) có một hoặc vài ổ đỡ trong 4 để định tâm các
bánh cánh, bộ làm kín 10 làm kín vỏ. Bánh cánh bơm nhận năng lợng từ động cơ và nhờ các
cánh truyền nó cho dòng chất lỏng. Dòng chất lỏng chảy bao qua các cánh của tua bin làm tua
bin quay và truyền năng lợng tiêu thụ trên trục bị dẫn để khắc phục sức cản của máy công tác
(máy tiêu thụ). Bộ truyền thuỷ lực có khả năng giới hạn mômen (cản) trên trục động cơ và làm
yếu các xung của mômen này khi sức cản ở máy tiêu thụ thay đổi theo dạng xung. Nhờ vậy
mà nó bảo vệ động cơ và các bộ
Hình 4.1. Sơ đồ bộ truyền mômen thuỷ lực và dòng trong hệ thống cánh của nó.

125
Hình 4.2. Sơ đồ bộ biến tốc thuỷ lực và dòng chảy trong hệ thống cánh.
Hình 4.3. Các bộ
phận công tác
của khớp nối
thuỷ lực:
1- bánh cánh bơm;
2- bánh cánh tua
bin; 3- vỏ quay.


126
phận cơ của bộ truyền động khỏi quá tải và các tải va đập, tăng độ tin cậy của hệ thống. Bộ
truyền thuỷ lực còn bảo vệ quá tải cho động cơ trong thời gian khởi động, khi tăng tốc đối
tợng đợc dẫn động có quán tính lớn, do đó không cần thiết tăng công suất định mức
củađộng cơ mà vẫn bảo đảm quá trình tăng tốc.
Ngoài ra, các bộ biến tốc thuỷ lực còn đảm bảo thay đổi không bậc nhảy mômen theo
thay đổi vòng quay của trục ra. Khi sức cản máy tiêu thụ tăng và, do đó, vòng quay trục ra giảm
thì mômen truyền tăng. Nhờ điều đó mà việc sử dụng công suất động cơ đợc tốt hơn, tăng hiệu
suất của hệ thống và không cần thiết dùng các bánh răng để thay đổi tỉ số truyền. Tất cả các
chức năng trên đợc thực hiện tự động không có sự can thiệp của ngời vận hành hoặc thiết bị
điều khiển nào. ở chế độ tối u hiệu suất bộ truyền thuỷ lực đạt tới 85-98%, tức là thấp hơn so
với các bộ truyền cơ không đáng kể. Dù có nhợc điểm này và kết cấu có phần phức tạp hơn,
nhng do các u điểm trên nên chúng vẫn đợc dùng rộng rãi trong các máy xây dựng, máy
nâng, giao thông vận tải đắt tiền, làm việc ở điều kiện nặng nề.
Đ 4.2 Quá trình làm việc và đặc tính bộ truyền mômen thuỷ lực
ở chế độ ổn định tổng tất cả các mômen của ngoại lực lên khớp nối bằng không (hình
4.1). Các mômen ngoại lực gồm có mômen M
1
từ phía động cơ trên trục 5; mômen cản M

2
của
máy tiêu thụ đặt lên trục ra 11; mômen ma sát M
r
của vỏ quay 1 với môi trờng xung quanh.
Do đó,
M
1
-M
2
-M
r
=0. (4.1)
Mômen M
r
thờng nhỏ, nên có thể một cách gần đúng coi mômen M
1
truyền cho máy
tiêu thụ không thay đổi, tức là
M
1
M
2
=M. (4.2)
Phần chủ yếu của M, kí hiệu là M
tr
đợc truyền cho bánh cánh tua bin nhờ dòng chất lỏng
chuyển động qua hệ thống cánh. Mô men M
tr
có giá trị đúng bằng thay đổi mômen động lợng

của dòng do tác dụng của các cánh. Trong bộ truyền mômen thuỷ lực, ngời ta dùng các cánh
hớng kính phẳng. Theo sơ đồ động học của dòng trên các danh giới của hệ thống cánh (hình
4.1), mômen cần thiết để thay đổi thay đổi mômen động lợng dòng qua bánh cánh bơm,
M
tr
=Q(v
u2B
R
2
-v
u2T
R
1
). (4.3)
Phơng trình (4.3) cho thấy mômen M
tr
tỉ lệ với Q và gia số mômen tốc độ của dòng (tăng
vận tốc quay) v
u
R. ở các chỗ chuyển tiếp 2H-1T và 2T-1H giữa các hệ thống cánh mômen
động lợng của dòng không thay đổi, do đó lợng mômen động lợng giảm trong bánh cánh
tua bin bằng lợng tăng trong bánh cánh bơm. Điêù này đợc khẳng định bằng (4.2). Một phần
không lớn mômen đợc truyền nhờ ma sát M
f
. Chất lỏng trong khe giữa vỏ 1 và bề mặt 7 của
bánh cánh tua bin bị kéo vào chuyển động quay do ma sát với vỏ 1 và bị hãm lại do ma sát với
bề mặt 7 nên truyền một mômen nào đó cho trục ra. Ngoài ra mômen còn đợc truyền do ma
sát trong các ổ 4 và thiết bị làm kín 10. Nh vậy,
M=M
tr

+M
f
.
Mômen từ động cơ đựơc truyền qua khớp chỉ khi có chênh lệch tốc độ các bánh cánh, tức
là n
1
>n
2
. Tỉ số vòng quay các bánh cánh i=n
2
/n
1
đợc gọi là tỉ số truyền. Sai lệch vòng quay
tơng đối s=(n
1
-n
2
)/n
1
=1-i đợc gọi là độ trợt. Không có sự trựơt thì lu lợng Q và do đó,
theo công thức (4.3), mômen M
tr
bằng không. Mômen truyền do ma sát cũng bằng không
(không kể truyền do ma sát của ổ và làm kín). Khi vòng quay n
2
thấp và do đó trờng lực li tâm
trong các rãnh cánh bánh cánh tua bin yếu, bánh cánh tua bin tạo ra sức cản đối với dòng chất
lỏng nhỏ. Khi đó QQ
max
và mômen truyền M

tr
cũng đạt giá trị tối đa.
Đặc tính bộ truyền mômen thuỷ lực (hình 4.4) là đờng M phụ thuộc vào tốc độ trục ra n
2
khi n
1
=const, tức là phụ thuộc vào tỉ số truyền i. Vùng bên phải OK là đặc tính ứng với các chế


127
độ mà i dơng và các bánh cánh quay cùng chiều. Đây là vùng truyền công suất của bánh cánh
bơm cho tua bin, trong đó phụ thuộc M=f(n
2
) là đờng cong đi xuống. Đặc tính còn bao gồm
phụ thuộc của hiệu suất vào n
2
hoặc i. Theo công thức (4.2) thì mômen đợc truyền thực tế
không thay đổi và hiệu suất sẽ bằng tỉ số truyền:
=N
2
/N
1
=M
2
n
2
/M
1
n
1

=n
2
/n
1
=i. (4.4)
Trong vùng làm việc chủ yếu (0<i<i
tr
) sự phụ thuộc =f(i) là tuyến tính. Khi i1 sự tuyến
tính bị mất đi. Mômen M, đợc truyền bởi bộ truyền, giảm nhanh ở vùng này. Giá trị của nó trở
thành cùng mức độ so với ma sát của vỏ với môi trờng xung quanh. Khi đó, theo công thức
(4.1), mômen truyền cho trục ra giảm khi tăng i nhanh hơn so với M
1
, và hàm phụ thuộc, theo
công thức
=(M
2
/M
1
)i=[(M
1
-M
r
)/M
1
]i,
sẽ giảm và lệch khỏi đờng =i. Vùng bên trái OL của đặc tính là tổng hợp các chế độ bánh
cánh quay ngợc. Trong đó i<0, và bộ truyền thực hiện vai trò của phanh. ở đây =0. Các chế
độ quay ngợc thờng sử dụng trong các máy nâng khi hạ tải trọng. Theo công thức (4.4) thì
phần năng lợng tổn thất trong bộ truyền thuỷ lực bằng độ trợt s=1-. Năng lợng bị mất cho
khắc phục ma sát của dòng với các cánh và thành các rãnh, do tạo xoáy khi chảy bao qua các

cánh. Các tổn thất này, ví dụ ở cửa vào bánh cánh tua bin, phụ thuộc vào, nh thấy ở mặt cắt b-
b hình 4.1, thay đổi tốc độ v
2B
ở cửa ra của bánh cánh bơm cho đến v
1T
ở ngay sau cửa vào bánh
cánh tua bin và tỉ lệ với vec tơ v
y
, đặc trng cho sự thay đổi cỡng bức của dòng, nó tăng khi
giảm i.
Tổn thất tơng tự cũng xuất hiện ở cửa vào bánh
cánh bơm. Các tổn thất xoáy chiếm phần lớn khi i nhỏ,
tức là khi lu lợng lớn. Khi i lớn tổn thất chủ yếu do
ma sát quyết định. Trong vùng này của đặc tính, nếu
ma sát càng nhỏ thì bộ truyền có thể truyền mômen
càng lớn ở cùng i hoặc kích thớc đã cho và công suất
trên đơn vị thể tích của nó càng lớn. Nh vậy, chất
lợng bộ truyền về tích năng đợc thể hiện bằng độ
dốc của đặc tính ở vùng i lớn.
Năng lợng tổn thất chuyển thành nhiệt phải
đợc đa đi để tránh làm nóng chất lỏng và các liên
kết không cố định. Trong các bộ truyền thuỷ lực làm
việc lâu dài với độ trợt s lớn và đặc biệt ở vùng quay
ngợc phải sử dụng các phơng tiện làm mát đặc biệt. Nếu làm việc lâu dài ở s nhỏ, thì rò lọt
chất lỏng qua các khe cũng nh làm mát vỏ tự nhiên là đủ.
Đ 4.3 Quá trình làm việc và đặc tính của bộ biến tốc thuỷ lực
Bộ biến tốc thuỷ lực (hình 4.2), có tất cả các tính chất của bộ truyền thuỷ lực, ngoài ra có
khả năng biến đổi mômen M
1
của động cơ đặt trên trục vào 5 tuỳ thuộc vào tỉ số truyền i. Nếu

mômen cản M
2
trên trục ra 11 lớn hơn mômen động cơ, thì n
2
tự động giảm; nếu M
2
giảm thì n
2
tăng. Điều này cho phép tự động, không cần thay đổi tỉ số truyền (chuyển số), sử dụng đầy đủ
hơn khả năng của động cơ, làm cho nó thích ứng với các điều kiện thay đổi tải.
Các cánh của biến tốc có profin cong tơng ứng với động học mong muốn của dòng. Điều
này cần thiết để có đợc các tính chất biến đổi cần thiết cũng nh hiệu suất đủ cao trong vùng
thay đổi i rộng. Thờng khi làm quen với tơng tác của các hệ thống bánh cánh trong bộ biến
tốc thuỷ lực ngời ta chỉ xét sơ đồ dòng chảy đợc đơn giản hoá nhng gần với thực tế. Sơ đồ
hoá dựa vào các giả thiết sau:
Hình 4.4. Đặc tính bộ truyền mômen.


128
1) hớng tốc độ tơng đối w sau mỗi hệ thống cánh coi nh trùng với góc ra các cánh;
2) lu lợng Q qua tất cả các hệ thống cánh tại thời điểm nhất định đợc coi là nh nhau
do rò lọt nhỏ (q trên hình 4.2);
3) ở chỗ danh giới giữa các hệ thống cánh mômen động lợng của dòng đợc xem nh
không thay đổi (ví dụ, v
u2B
R
2B
=v
u1T
R

1T
; v
u2R
R
2R
=v
u1B
R
1B
).
Đối với biến tốc thuỷ lực chế độ làm việc tiêu biểu nhất là khi mômen động cơ M
1
đặt
trên trục vào đợc tăng tới M
2
trên trục ra. Bánh cánh bơm, sử dụng mômen M
1
, làm tăng
mômen động lợng dòng. ở cửa vào bánh cánh bơm momen tốc độ dòng (thành phần quay)
bằng v
u2R
R
2R
, đợc tăng tới v
u2B
R
2B
ở cửa ra. Do đó
M
1

=Q(v
u2B
R
2B
- v
u2R
R
2R
). (4.5)
Nếu các cánh phản kích cũng tăng dòng quay, tức là v
u2R
R
2R
>v
u2T
R
2T
, thì gia số tổng của
mômen động lợng
M
1
+M
3
=Q(v
u2B
R
2B
- v
u2T
R

2T
),
trong đó M
3
-mômen lên bánh cánh phản kích cố định, do vỏ 13 chịu.
Trong bánh cánh tua bin thành phần quay giảm từ v
u2B
R
2B
đến v
u2T
R
2T
để khắc phục
mômen cản
-M
2
=Q(v
u2T
R
2T
-v
u2B
R
2B
), (4.6)
bằng tổng mômen bánh cánh bơm và bánh cánh phản kích, tức là M
1
+M
3

-M
2
=0. Nh vậy, biến
tốc thuỷ lực phát huy trên trục ra mômen M
2
lớn hơn mômen bản thân động cơ chịu M
1
và thực
hiện chức năng giảm tốc. Trong đó buộc n
2
<n
1
, hay i=n
2
/n
1
<1. Một phần không lớn mômen
đợc truyền nhờ ma sát đĩa và ma sát trong các ổ và làm kín, do đó bộ biến tốc có vỏ quay
(hình 4.2) có hiệu suất lớn hơn so với kiểu vỏ không quay.
Đặc tính bộ biến tốc thuỷ lực (hình 4.5) là tổng hợp các quan hệ phụ thuộc M
1
=f(i);
M
2
=f(i); =M
2
n
2
/(M
1

n
1
)=f(i) khi n
1
=const.
Để tiện so sánh tính chất biến đổi của các
biến tốc thuỷ lực khác nhau, thờng trên các đặc
tính thay quan hệ M
2
=f(i) bằng quan hệ có dạng
gần giống với nó của hệ số biến đổi mômen
K=M
2
/M
1
=f(i), (4.7)
nó cũng cho phép tính hiệu suất tiện hơn
=Ki. (4.8)
Sự đi xuống của M
2
=f(i) có thể giải thích
bằng cách xét tam giác tốc độ khi n
1
không đổi
và n
2
thay đáng kể (hình 4.2). Chế độ làm việc
của bơm khi đó thay đổi ít. Hớng và độ lớn tốc
độ v
2R

ở cửa vào bánh cánh bơm do hệ thống
cánh cố định của bánh phản kích và lu lợng Q
(thay đổi ít) quyết định. Do đó tốc độ v
2B
và
thành phần v
u2B
của nó ở cửa ra khỏi bánh cánh
bơm, tức là trớc cửa vào bánh tua bin, thay đổi ít. Sau bánh cánh tua bin dòng thay đổi mạnh
tuỳ theo n
2
. Khi mômen cản M
2
lớn, vòng quay n
2
và do đó u
2T
giảm. Thấy trên tam giác tốc
độ, điều này dẫn đến giảm thành phần vận tốc vòng v
u2T
, nh thấy ở trên hình 4.2, nó có thể có
giá trị âm, tức là có chiều ngợc chiều quay bánh cánh (giả sử Q ít thay đổi nên vận tốc tơng
đối w
2T
ít thay đổi, và v
u2T
giảm do n
2
giảm). Trong các điều kiện này, từ các phơng trình (4.5)
và (4.6) thấy mômen M

2
vợt M
1
đáng kể. Các chế độ này ứng với vùng A trên đồ thị đặc tính
(xem hình 4.5), trong đó M
2
>M
1
và K>1, còn mômen M
3
dơng. Khi giảm mômen cản
Hình 4.5. Đặc tính bộ biến tốc thuỷ lực.


129
M
2
thì vòng quay n
2
tăng, thành phần v
u2T
tăng, và theo (4.6) mômen truyền cho bánh cánh tua
bin M
2
giảm. Tác dụng của bánh phản kích, tức là mômen M
3
giảm.
Danh giới của vùng A là chế độ mà v
u2T
có giá trị mà tại đó bánh phản kích không tác

dụng lên dòng (v
u2T
R
2T
=v
u2R
R
2R
). Ta gọi nó là chế độ của bộ truyền mômen và kí hiệu bằng
điểm H. Tại đây M
3
=0, K=1 và =i. Khi mômen cản tiếp tục giảm kèm theo n
2
và v
u2T
tăng
(vùng B), mômen M
2
do tua bin tạo ra trở nên nhỏ hơn M
1
(K<1). Trong vùng này, tác dụng
của mômen M
3
của bánh phản kích đổi sang chiều ngợc lại (so với vùng A, bánh phản kích có
tác dụng xoay dòng về phía thuận chiều quay của bơm hơn, tức là nếu qui định vận tốc dơng
khi cùng chiều quay thì -v
u2R
R
2R
<-v

u2T
R
2T
). Đặc tính có thể bao gồm cả vùng C, trong đó M
2
rất
nhỏ và bộ biến tốc thực hiện chức năng của bộ tăng tốc (i>1), và vùng D ở các chế độ quay
ngợc mà nó đóng vai trò của thiết bị hãm thuỷ lực. Thấy ở vùng D hiệu suất =0.
Trong vùng A, ở đó K>1, hiệu suất biến tốc thuỷ lực theo công thức (4.8) luôn lớn hơn
của bộ truyền mômen thuỷ lực (=i), còn ở các vùng B và C- nhỏ hơn.
Bằng cách thay đổi vị trí và profin cánh bánh phản kích và tua bin có thể tạo cho tua bin
quay ngợc, tuy nhiên các bộ biến tốc thuỷ lực đảo chiều và tăng tốc, đợc thiết kế riêng cho
các chế độ này, có hiệu suất không cao và ít đợc sử dụng.
Đ 4.3 Tạo mẫu bộ truyền thuỷ lực và tính chuyển đặc tính của chúng
Các nguyên tắc tạo mẫu các hệ thống cánh bộ truyền thuỷ lực dựa trên cơ sở các qui luật
đồng dạng các máy thuỷ lực cánh. chúng cho phép xác định kích thớc và đặc tính các hệ
thống cánh mới thoả mãn các giá trị đã cho M
1
, M
2
, n
1
, n
2
, nếu biết kích thớc và đặc tính thực
nghiệm của hệ thống cánh đợc lấy làm mẫu có các giá trị các thông số công tác tơng đối K,
i, và thích hợp.
Nguyên tắc tạo mẫu cũng cho phép tính chuyển đổi các đặc tính thực nghiệm của bộ
truyền thuỷ lực thu đợc ở vòng quay n
1

nhất định sang đặc tính với giá trị khác của n
1
và bằng
tính toán xác định đợc chế độ làm việc của hệ thống động cơ- bộ truyền- máy tiêu thụ có vòng
quay thay đổi. Sử dụng phơng pháp đồng dạng làm giảm khối lợng thử nghiệm trong chế tạo
các hệ thống cánh mới và thử đặc tính trên bệ thử.
Cơ sở nguyên tắc tạo mẫu các máy thuỷ lực cánh đợc trình bày ở mục 3.4 Chơng III.
Điều kiện đồng dạng của các chế độ làm việc các bộ truyền thuỷ lực có các hệ thống cánh đồng
dạng hình học là sự đồng dạng động học của trờng tốc độ trên danh giới hệ thống cánh. Khi sử
dụng cho sơ đồ tính toán các dòng điều kiện này thể hiện ở sự đồng dạng của các tam giác tốc
độ trên các danh giới hệ thống cánh (hình 4.1 và 4.2). Do đó biểu hiện bên ngoài của sự đồng
dạng các chế độ là tỉ số truyền không đổi i=const. Theo công thức (3.38), mômen tơng tác của
dòng với các bánh cánh tỉ lệ với mật độ chất lỏng , vận tốc góc
2
và kích thớc bánh cánh
D
5
:
M
2
D
5
. (4.9)
Đối với các bộ truyền thuỷ lực ngời ta lấy vòng quay trục vào n
1
làm vòng quay đặc
trng. Điều này tiện lợi ở chỗ khi thử nghiệm để có đặc tính thờng giữ n
1
=const.
Yếu tố kích thớc đặc trng lấy đờng kính lớn nhất D của bánh cánh. Khi tỉ số truyền i

nh nhau, đối với các bộ truyền đồng dạng theo phơng trình (4.9) sẽ có các quan hệ
1
52
11
k)D/(M
và
2
52
12
k)D/(M
(4.10)
phải nh nhau. Theo các biểu thức (4.7) và (4.8) ở các chế độ nh vậy sẽ có các giá trị
K=M
2
/M
1
=k
2
/k
1
và =Ki nh nhau.
Nếu kết quả thử cho một bộ truyền ở vài giá trị n
1
=const đợc đa lên hệ toạ độ M và n
2
chung, thì các mômen ứng với các i=const sẽ phải nằm trên đờng paraboll bậc hai:


130
52

1
DkM
, (4.11)
còn hiệu suất ở các chế độ này phải không đổi. Ví dụ trên hình 4.6, a biểu diễn các đặc tính bộ
truyền thuỷ lực thu đợc ở ba gía trị n
1
. Các chế độ đồng dạng, đặc trng bởi các đại lợng i=i;
k=k; K=K; = ứng với các đờng paraboll mômen I và II, còn các chế độ có mômen bằng
nhau (chế độ của bộ truyền mômen thuỷ lực i=i
h
; k=k
h
; K
h
=1;
h
=i)- paraboll III. Trên hình 4.7,
a biểu diễn các đặc tính của bộ truyền mômen thuỷ lực ở ba giá trị n
1
=const. Các mômen ứng
với k=k khi i=i=0,5 và k=k khi i=i=0,95 nằm trên đờng paraboll I và II minh hoạ cho sự
không đổi của các quan hệ (4.10). Do đó để sử lí kết quả thử các bộ truyền thuỷ lực thờng
không xây dựng đồ thị mômen mà đại lợng tỉ lệ với chúng k
1
=f(i) và k
2
=f(i) hoặc thờng
xuyên nhất là k=k
1
=f(i) và K=k

2
/k
1
=f(i) cũng nh =f(i) (hình 4.7, b). Các đặc tính nh vậy
đợc gọi là đặc tính tổng quát. Chúng thích hợp cho bộ truyền thuỷ lực bất kì có bộ phận dẫn
dòng với các kích thớc đồng dạng. Trên thực tế nguyên tắc này đợc thực hiện một cách gần
đúng.
Sự gần đúng của các điều
kiện tỉ lệ của các đặc tính là do sai
lệch các điều kiện đồng dạng
không tránh đợc trong chế tạo và
khi tiến hành thử. Dới đây là các
nguyên nhân chủ yếu gây ra các
sai số.
1. Khác nhau của số
Re=
/D
2
1
của các dòng trong
các bộ truyền động đem so sánh.
Dờng nh tiện lợi nhất là tiến
hành thử ở n
1
=const. Do đó, thậm
chí thử cùng một bộ truyền ở các
n
1
=const khác nhau cũng tiến
hành với Re khác nhau. Các hệ số

sức cản thuỷ lực, đặc biệt ma sát,
giảm và tiến đến giới hạn nào đó
khi số Re tăng, cho nên trong các
bộ truyền n
1
hoặc D nhỏ hoặc độ
nhớt lớn, đồng dạng động học của
các dòng bị phá vỡ và các hệ số
mômen k ở i=const giảm so với
các k giới hạn ứng với Re lớn. Đối
với bộ truyền mômen điều này
đợc biểu hiện bằng sai lệch của đờng M=f(n
2
) ở i=const so với đờng paraboll (xem công
thức 4.11). Đối với bộ biến tốc thuỷ lực nó dẫn đến giảm mômen truyền, tức là giảm K và .
2. ảnh hởng của các yếu tố tỉ lệ, ví dụ không đảm bảo đồng dạng hình học do không
đảm bảo tỉ lệ độ nhám của thành các rãnh dẫn và kích thớc các khe hở làm kín so với đờng
kính đặc trng D khi thay đổi nó. Khi giảm D, độ nhám tơng đối tăng và tổn thất do ma sát
cũng tăng. Ngoài ra, khi tăng kích thớc tơng đối của các khe làm kín, phần rò lọt q (hình 4.2)
tăng. ảnh hởng các yếu tố tỉ lệ cũng dẫn đến phá vỡ sự đồng dạng động học của các dòng khi
i=const và gây các tác hại bổ sung cho các bộ truyền kích nhỏ so với các bộ truyền lớn hơn.
Hình 4.6. Đặc tính bộ biến tốc thuỷ lực:
a- ở các vòng quay n
1
khác nhau; b- tổng quát không thứ
nguyên.


131
3. Không có điều kiện tỉ lệ (4.11) đối với các mômen đợc truyền và tiêu hao bởi ma sát

của ổ và thiết bị làm kín trong các bộ truyền thuỷ lực. Khi giảm n
1
và D cũng nh tăng độ nhớt
, phần mômen ma sát so với mômen truyền bởi dòng chất lỏng M
tr
tăng và dẫn đến giảm độ
chính xác của tính toán chuyển đổi.
Đ 4.4 Sự làm việc của bộ truyền mômen với động cơ và máy sử dụng năng lợng. Các
kiểu bộ truyền cơ bản
Ta sẽ xét đặc điểm làm việc chủ yếu của hệ thống gồm động cơ 1, máy đợc dẫn động
(máy sử dụng năng lợng) 2 và bộ truyền mômen 3.
Nguyên tắc chọn bộ truyền cho sự làm việc phối hợp của động cơ với máy tiêu thụ là phải
đảm bảo hai điều kiện. Thứ nhất, ở chế độ khai thác lâu dài bộ truyền mômen phải làm việc ở
gần chế độ tối u (điểm P hình 4.4), ở đó
P

max
. Bình thờng i
P
=
P
=0,940,98. Thứ hai, bộ
truyền mômen phải bảo vệ tin cậy động cơ và máy tiêu thụ khỏi bị quá tải. Mômen tính toán ở
chế độ khai thác lâu dài M
P
nhỏ hơn vài lần so với mômen chuyển dịch M
0
- mômen động cơ
chịu khi trục ra bị hãm, tức là i=0. Mômen M
0

thờng xấp xỉ mômen đợc truyền lớn nhất:
M
0
M
max
. Tuy vậy, đôi khi cũng có trờng hợp mômen truyền đạt M
max
ở i>0 (hình 4.8). Đại
lợng =M
max
/M
P
=
max
/
P
, đợc gọi là hệ số quá tải, do tính chất thuỷ lực của bộ phận dẫn
dòng bộ truyền quyết định. Khi so sánh đối với các bộ truyền mômen khác nhau thờng lấy

P
ở i
P
=0,95. Nhờ có giới hạn của mà bộ truyền có khả năng bảo vệ động cơ và máy đợc dẫn
động khỏi bị quá tải. Để nh động cơ làm việc ở chế độ M
max
an toàn và không dẫn đến h
hỏng trớc thời hạn. Dĩ nhiên, độ lớn phải tơng ứng với khả năng và điều kiện khai thác của
động cơ. Ngoài ra, trị số của M
max
cũng phải đảm bảo độ bền của tất cả các chi tiết của hệ

thống.
Nh vậy có thể khái quát hai yêu cầu cơ bản đối với đặc tính bộ truyền:
1) trong vùng i nó phải dốc xuống để truyền năng lợng với hiệu suất lớn, và để bộ
truyền khi đó sẽ có kích thớc nhỏ;
2) ở vùng i0 nó phải có trị số cho phép đối với động cơ đợc sử dụng.
Thờng các bộ truyền mômen đợc sử dụng cùng với động cơ điện không đồng bộ hoặc
động cơ đốt trong mà theo tính chất đặc tính của chúng cần đợc bảo vệ quá tải. Tuỳ theo loại
động cơ và vai trò bộ truyền đảm nhiệm mà thay đổi yêu cầu đối với đặc tính của nó và đặc biệt
là đối với đoạn đầu của đặc tính quyết
max
, tức là M
max
. Các động cơ điện không đồng bộ cho
phép hệ sộ quá tải =
max
/
P
=24, còn động cơ đốt trong - =46.
Hình 4.7. Đặc
tính bộ truyền
mômen:
a)- ở các vòng
quay trục vào n
1
khác nhau; b)-
đặc tính tổng
quát không thứ
nguyên.

132
Trình tự xác định kích thớc bộ truyền mômen cho hệ thống động cơ điện không
đồng bộ.
Giả sử biết đặc tính của động cơ M
đc
=f(n
1
) (hình 4.8, a); họ các đờng đặc tính tiêu thụ
M
tr
=f(n
2
), trong số đó đờng I (cơ bản) ứng với điều kiện làm việc lâu dài, còn đờng II và III-
các điều kiện tải bộ phận và tối đa cho phép; đặc tính tổng quát của kiểu bộ truyền đã chọn
k=f(i) (hình 4.8, b). Nếu không có bộ truyền các chế độ làm việc phối hợp của động cơ và máy
tiêu thụ sẽ đợc xác định bằng giao các đờng M
đc
=f(n
1
) và M
tr
=f(n
2
) khi chồng chúng lên
nhau. Trên hình 4.8, a là các điểm C, B và E. Khi chọn động cơ đúng, điểm chế độ tải lớn nhất
E nằm ở gần điểm A, tức điểm bắt đầu nhánh đi xuống bên phải của đặc tính công tác động cơ.
Nếu (luôn có thể xảy ra ở các máy nâng, xây dựng và vận tải) mômen M
tr
vựơt quá mômen giới
hạn M

đcA
thì động cơ bị dừng lại do tải trọng và có thể bị hỏng. Để tránh điều này xảy ra phải
lắp động cơ có công suất cao hơn để tăng M
đcA
. Nhng khi sử dụng bộ truyền thuỷ lực có thể
không cần nâng công suất máy.
Để chọn kích thớc bộ truyền ngời ta dựa vào đặc tính của nó để xác định trị số độ trợt
tính toán (thờng s
P
=0,060,02; tức là i
P
=
P
=0,940,98) và dựng lại nhánh làm việc của đặc
tính động cơ, dịch các điểm trên nó theo trục vòng quay đi một khoảng n
p
=s
P
n
1
. Điểm giao
của đờng cong thu đợc M
đc
=f(i
P
n
1
) vớiđờng M
tr
=f(n

2
) (điểm G trên hình 4.8, a) cho trị số
mômen tính toán M
P
và vòng quay n
2P
=i
P
n
1P
. Khi tìm đợc trên đặc tính k=f(i) giá trị k
P
ứng với
i
P
ta sẽ xác định đợc đờng kính D của bộ truyền từ công thức
52
P1
2
PP
Dn)30/(kM
.
Đối với kiểu bộ truyền đã chọn, ngoài đặc tính khái quát còn phải biết hình dạng bộ phận
dẫn dòng của môđen ban đầu có đặc tính trên. Khi đó các kích thớc dài các khoang công tác
đợc xác định theo tỉ lệ D/D
M
(trong đó D
M
- kích thớc mẫu). Các kích thớc góc giữ nguyên.
Sau khi có kích thớc bộ truyền D xây dựng đặc tính ra M

2
=f(n
2
). Để nh vậy, chọn trên
đặc tính k=f(i) (hình 4.8, c) một số giá trị liên quan nhau k và i, kể cả chế độ i=0. Đối với mỗi
chế độ, trên miền xác định đặc tính động cơ, dựa vào (4.11) xây dựng các đờng paraboll
M=f(n
1
) bằng cách cho một loạt giá trị n
1
(các đờng k=const trên hình 4.8, a). Giao điểm các
đờng này với đờng đặc tính động cơ sẽ cho các giá trị n
1
và M
đc
tơng ứng với mỗi chế độ đã
Hình 4.8. Đặc tính làm việc phối hợp của động cơ
điện không đồng bộ với bộ truyền mômen:
a- đặc tính động cơ; b- đặc tính bộ truyền; c- đặc tính
trên trục ra.


133
chọn (ví dụ, chế độ k ứng với chế độ B của động cơ). Tiếp theo, đối với mỗi chế độ xác định
đợc n
2
=in
1
, M
2

=M
đc
và =i và dựng đợc đặc tính ra M
2
=f(n
2
) cũng nh =f(n
2
).
Xét kết hợp đặc tính M
2
với đặc tính tiêu thụ M
tr
=f(n
2
). Điểm nhất định trên đặc tính
động cơ sẽ ứng với một điểm của M
2
(ví dụ, B ứng với B). Nếu toàn bộ đặc tính M
2
=f(n
2
),
trong đó có cả chế độ M
max
tơng ứng với chỉ những điểm trên nhánh đi xuống của động cơ,
động cơ sẽ hoàn toàn đợc bảo vệ khỏi bị quá tải. Quan hệ =f(n
2
) cho phép đánh giá phạm vị
thay đổi hiệu suất trong vùng các chế độ khai thác thờng xuyên của máy tiêu thụ. Ví dụ, nếu

vùng này ứng với đoạn C- B trên hình 4.8, c thì hiệu suất của bộ truyền thay đổi trong khoảng
từ
P
=0,96 đến =0,90 (hình 4.8, b) và luôn đủ lớn đối với các chế độ làm việc thờng xuyên.
Lựa chọn bộ truyền cho động cơ đốt trong. Về cơ bản nó không khác với trình tự đã
trình bày ở trên cho động cơ điện không đồng bộ. Vùng chế độ làm việc không ổn định của
động cơ đốt trong thể hiện bằng vùng gạch chéo ở trên hình 4.9, a. Để bảo vệ cho hệ thống
không bị quá tải và động cơ không bị tắt máy thì đờng paraboll k
max
phải loại bỏ vùng này ra
khỏi vùng OP của các chế độ khai thác. Vùng khai thác OP trên 4.9, a cũng có các chỉ số kí
hiệu tơng ứng với vùng làm việc trên đặc tính của bộ truyền (hình 4.9, b) và đặc tính ra (H.
4.9, c). Xét đặc tính ra cho thấy bộ truyền hoàn toàn có thể bảo vệ hệ thống khỏi quá tải và
động cơ không bị dừng.
Các kiểu bộ truyền cơ bản. Kiểu và đặc tính bộ chuyền cần đợc xét theo quan điểm
đảm bảo hai nguyên tắc cơ bản nêu trên. Độ dốc lớn của đặc tính có thể thu đợc nếu các tổn
thất ma sát trong khoang công tác khi i1 nhỏ. Để nh vậy khoang công tác thờng đợc làm
không có bề mặt đầu mút dẫn hớng bên trong (mặt 13 hình 4.1). Sơ đồ hệ thống nh vậy đợc
giới thiệu ở hình 4.10, a.
Hình 4.9. Các đặc tính làm việc
phối hợp của động cơ đốt trong và
bộ truyền mômen thuỷ lực.


134
H×nh 4.10. S¬ ®å c¸c d¹ng bé truyÒn m«men c¬ b¶n.


135
Hạ thấp nhánh bắt đầu của đặc tính, tức là giảm mômen đợc truyền khi i nhỏ có thể thực

hiện bằng cách, nh thấy ở công thức (4.3), giảm lu lợng Q ở vùng này của đặc tính.
Để làm điều này ngời ta sử dụng những biện pháp sau:
1) sử dụng các khoang công tác có hình dạng đặc biệt cho phép sử dụng tính chất tự thay
đổi của dòng;
2) sử dụng các hệ thống cánh dạng đặc biệt;
3) thay đổi mức độ điền đầy của chất lỏng trong bộ truyền;
4) sử dụng hệ thống cánh xoay (thờng dùng trong bánh cánh tua bin).
Hai biện pháp đầu không cần sử dụng bộ phận điều khiển bên ngoài và đợc dùng trong
các bộ truyền để bảo vệ động cơ khỏi các xung của mômen cản và quá tải khi khởi động hay
tăng tốc máy đợc dẫn động.
Hai biện pháp sau đợc thực hiện nhờ cơ cấu điều khiển bên ngoài. Những bộ truyền đợc
điều khiển nh vậy có các tính chất bảo vệ ở mức độ cao và, ngoài ra, còn cho phép điều chỉnh
vòng quay của máy đợc dẫn động.
Cơ sở của biện pháp thứ nhất là, ở trạng thái không điền đầy chất lỏng trong các khoang
công tác có thể tồn tại hai dạng dòng chảy ổn định thay đổi lẫn nhau khi i xác định. Khi i nhỏ,
lu lợng Q lớn (hình 4.10, a), dòng chuyển động bị ép vào thành ngoài của khoang công tác
còn không khí tạo thành khoang B ở giữa khoang. Khi i tăng thì dòng thay đổi lại sao cho trao
đổi chất lỏng giữa các bánh cánh xảy ra ở phần chu vi của khoang công tác, khoang không khí
B dịch chuyển về phía tâm của bộ truyền. Không có bề mặt dẫn hớng đầu mặt bên trong có tác
dụng hỗ trợ cho việc chuyển đổi này.
Bộ truyền thuỷ lực có độ điền đầy không đổi có gờ (hình 4.10, c) cho phép giảm trị số
nhờ sử dụng tính chất chuyển đổi tả trên. Trong bộ truyền, gờ hình vành tròn N đợc đặt ở cửa
ra khỏi bánh cánh tua bin. Khi i nhỏ thì gờ N có sức cản lớn đối với dòng. Nó làm giảm lu
lợng Q và, theo (4.3), giảm độ lớn M
tr
ở vùng này của đặc tính. Khi i lớn, sau khi chuyển đổi
lại dòng tập trung ở phía chu vi (hình 4.10, b), gờ N không có tác dụng, và dạng dốc của đặc
tính đợc giữ nguyên.
Trên hình 4.11 (b) cho đặc tính của bộ truyền có gờ (hình 4.10, c) so với đặc tính a cũng
của bộ truyền nh vậy nhng không có gờ.

Khi d
N
0,5D trị số của giảm xuống tới 5,5, chừng đó là đủ đối
với các động cơ đốt trong. Trong khi đó độ dốc của đặc tính ở vùng i
P
thay đổi không đáng kể. Việc sử dụng gờ cũng có giới hạn. Tăng
đờng kính d
N
mạnh dẫn đến giảm độ dốc của đặc tính ở khu vực i
P
đáng kể, tức là giảm hiệu suất ở chế độ khai thác chủ yếu.
Bộ truyền độ điền đầy không đổi tự chỉnh (hình 4.10, d) cho
phép có đặc tính có tính chất bảo vệ cao (=1,52,5) bằng cách tăng
cờng sử dụng tính chất chuyển đổi của dòng. Những bộ truyền nh
vậy cần cho các động cơ điện không đồng bộ làm việc trong những
điều kiện nặng nề nhất. Tác dụng của gờ 1 đợc tăng cờng bằng
khoang 3 ở sau bánh cánh bơm. Một phần chất lỏng chảy vào khoang
qua khe 4 bị giữ lại ở đó khi i nhỏ. Điều đó làm giảm đáng kể lu
lợng Q và mômen. Khi giảm tải và tăng i chất lỏng qua các lỗ 2 trở
về khoang công tác và tuần hoàn ở phần ngoại vi khoang. Đặc tính
của bộ truyền này giới thiệu trên hình 4.11 (d).
Các bộ truyền bảo vệ với độ điền đầy không đổi cánh phẳng nghiêng có =23. Trong bộ
truyền (hình 4.10, e) sử dụng biện pháp thứ hai để sửa đổi đặc tính, đó là dùng các cánh bơm
Hình 4.11. Đặc tính
các bộ truyền độ điền
đầy không đổi.


136
phẳng nghiêng về phía ngợc chiều quay, còn cánh tua bin nghiêng về phía trứơc. Khi các cánh

nghiêng về phía sau, cột áp bánh cánh bơm tạo ra giảm , còn sức cản của toàn bộ hệ thống cánh
tăng. Điều đó làm cho lu lợng Q và mômen giảm khi i nhỏ. Khi i lớn, lu lợng trong bộ
truyền nhỏ và dạng cánh không ảnh hởng rõ rệt đến các đặc tính thuỷ lực của các bánh cánh
và do đó không ảnh hởng nhiều đến nhánh đi xuống của đặc tính. Đắc tính bộ truyền cánh
nghiêng giới thiệu trên hình 4.10 (c).
Những bộ truyền bảo vệ có mức điền đầy không đổi phải làm việc quá tải lâu, đó là các
chế độ nhỏ và cho nên cần phải đợc làm mát mạnh. Để làm mát, ngời ta lắp các cánh quạt
(CQ trên hình 4.10, d và e) để tăng cờng thổi vỏ ngoài bánh cánh. Tuy nhiên, chúng làm tăng
mômen ma sát M
r
và giảm hiệu suất bộ truyền. Để bảo vệ sự cố do quá nóng, đôi khi trên vỏ
còn đợc lắp các nút bằng hợp kim dễ chảy để xả chất lỏng quá nhiệt ra khỏi khoang công tác.
Các bộ truyền điều chỉnh đợc có độ điền đầy thay đổi (hình 4.10, g) có ống múc trợt
đợc sử dụng cho những điều kiện làm việc nặng nề nhất nh quá tải thờng xuyên, điều kiện
khởi động nặng nề hoặc để điều chỉnh nhỏ vòng quay của máy đợc dẫn động khi n
1
=const.
Bán kính R
k
của vị trí miệng 9 cuối ống múc 10 có thể thay đổi. ống múc chất lỏng ở vành
ngoài khoang 1 của vỏ quay 2 của bộ truyền khi chất lỏng ập tới miệng ống. Nh vậy, độ lớn
R
k
quyết định mức chất lỏng trong vành 1. Tăng R
k
làm giảm lợng chất lỏng trong vành, vì
vành đợc thông bằng các lỗ 3 với khoang làm việc 4 của vỏ 5 nên giảm lợng chất lỏng trong
đó và giảm lu lợng Q chảy trong hệ thống cánh của các bánh cánh.
ống múc đồng thời cho phép làm mát chất lỏng công tác. Lợng chất lỏng múc ra q đợc
đa về bình chứa 8 có thiết bị trao đổi nhiệt 6 rồi đợc bơm phụ 7 đa trở về khoang công tác.

Đặc tính của bộ truyền điều chỉnh đợc đợc biểu diễn trên hình 4.12. Nó gồm các đặc
tính bộ phận ứng với các mức độ đầy W khác nhau (W
0
- đầy tối đa). Khả năng về năng lợng
của bộ truyền điều chỉnh đợc tơng đơng với sử dụng một loạt vài bộ truyền. Tính chất thay
đổi đặc tính khi thay đổi độ đầy thờng đợc áp dụng cả cho những bộ truyền không điều
chỉnh đợc nhằm làm thích ứng cùng một loại bộ truyền cho các động cơ công suất khác nhau.
Khi đó cần lu ý rằng, giảm nhiều độ đầy (ví dụ, W<0,75W
0
nh trên 4.12) sẽ dẫn đến xuất
hiện điểm uốn của đặc tính do chuyển đổi dạng dòng chảy nh đã mô tả ở trên. Khi sử dụng
các đặc tính nh vậy, sự làm việc của hệ thống có bộ truyền này phục vụ có thể trở nên không
ổn định. Nó biểu hiện bằng các xung vòng quay tơng đối nhanh theo chu kì của máy đợc dẫn
động, điều này phá hoại sự hoạt động bình thờng.
Chúng ta xét quá trình điều chỉnh vòng quay trục ra nhờ bộ truyền độ đầy thay đổi trong
hệ thống đợc dẫn động bằng động cơ không đồng bộ có đặc tính nh ở hình 4.13, a. Đặc tính
bộ truyền (hình 4.13, b) nhờ điều chỉnh độ đầy thay đổi từ k
I
đến k
II
và tơng ứng với thay đổi
tính ra từ M
2I
đến M
2II
(hình 4.13, c). Các điểm giao của các đặc tính này với đặc tính tải của
máy sử dụng M
tr
=f(n
2

) cho thấy, khi thay đổi độ đầy vòng quay n
2
sẽ thay đổi trong phạm vi
n
2
. Phơng pháp điều chỉnh nh vậy chỉ cho phép giảm vòng quay n
2
so với n
2PI
. Khi đó bộ
truyền đợc sử dụng ở các chế độ i nhỏ hơn, nghĩa là hiệu suất thấp hơn. Nh thấy ở trên hình,
khi điều chỉnh vòng quay trong phạm vi n
2
hiệu suất thay đổi trong phạm vi . Do vậy điều
chỉnh vòng quay trong phạm vi lớn không có lợi. Khi n
2
nhỏ biện pháp này nhờ tính đơn giản
nên đợc dùng rộng rãi trong dẫn động các máy cánh (bơm hay máy nén li tâm, chong chóng).
Trong các điều kiện đặc biệt nặng nề các bộ truyền điều chỉnh đợc đợc sử dụng để bảo
vệ quá tải và tăng tốc khi khởi động. Để nh vậy hệ thống điều chỉnh độ đầy đợc trang bị thiết
bị tự động, khi khởi động và quá tải nó rút chất lỏng trong bộ truyền, hạ đặc tính xuống giới
hạn.


137
Điều chỉnh sự làm việc của bộ truyền bằng hệ thống cánh xoay (thờng các cánh tua bin)
cho phép thay đổi đặc tính bộ truyền trong phạm vi rộng. Tuy nhiên, khi đó bộ truyền làm việc
không ổn định.
Các bộ truyền có các cánh xoay phức tạp và nặng hơn các bộ truyền bình thờng rất
nhiều nên không đợc sử dụng rộng rãi.

Khởi động và tăng tốc nhờ bộ truyền làm cho điều kiện khởi động của động cơ trở thành
nhẹ nhàng một cách đáng kể. Khi mômen quán tính của máy đợc dẫn động lớn, nhờ bộ truyền
mà không cần thiết tăng công suất lắp đặt động cơ theo điều kiện khởi động. Khi khởi động có
bộ truyền, mômen động cơ vợt qua mômen khởi động M
0
tăng tốc chỉ cho bánh cánh bơm và
chất lỏng trong khoang công tác có mômen quán tính nhỏ. Sự tăng tốc của bánh tua bin và mấy
đợc dẫn động có thể bị trễ về thời gian so với sự tăng tốc của khâu vào, thế nhng nó không
làm mòn bộ truyền giống nh quá trình tăng tốc qua khớp ma sát và không dẫn đến quá tải
động cơ.
Ta xét quá trình tăng tốc của hệ thống gồm động, bộ truyền và máy tiêu thụ. Các dặc tính
của động cơ M
đc
=f(n
1
), của máy tiêu thụ M
tt
=f(n
2
) và của bộ truyền đợc biểu diễn trên các
hình 4.14, a, b và c. Chúng thu đợc ở các chế độ làm việc ổn định, tức là các đờng đặc tính
tĩnh. Do quán tính của chất lỏng trong các khoang công tác của bộ truyền nhỏ nên có thể sử
dụng đặc tính tĩnh của bộ truyền để xét các quá trình động.
Khi khởi động động cơ (chế độ O hình 4.14, a) khâu vào bắt đầu quay, nó gồm rô to của
động cơ và bánh cánh bơm với mômen quán tính qui đổi là J
1
. Khi đó bánh cánh tua bin cha
quay (n
2
=0) và do đó mômen trên trục ra tăng theo n

1
52
1
2
00
Dn)30/(kM
. Mômen thừa
trên trục vào
M
đc
=M
đc
-M
0
=J
1
d
1
/dt, (4.12)
quyết định gia tốc khâu vào của hệ thống d
1
/dt. Khi ở chế độ A mômen đợc truyền đạt giá
trị M
trA
đủ dịch chuyển máy tiêu thụ (hình 4.14, b), trục ra bắt đầu quay. Tiếp theo quá trình
diễn ra với sự tăng tốc đồng thời của n
1
và n
2
, tức là với i thay đổi. Chẳng hạn, ở chế độ B là i

B
Hình 4.12. Trờng đặc tính
bộ truyền có độ đầy thay
đổi.
Hình 4.13. Các đặc tính của quá trình điều chỉnh vòng quay
trục ra nhờ bộ truyền điều chỉnh đợc độ đầy.


138
khi n
1
=n
1B
còn n
2
=n
2B
, mômen tua bin tạo ra đợc xác định trên paraboll
52
1
2
BB
Dn)30/(kM
. Độ lớn M
B
ở n
1
=n
1B
lớn hơn mômen cản tĩnh của máy tiêu thụ M

ttB
, gia
tốc góc của trục ra đợc xác định theo phơng trình
M
tr
=M
B
-M
ttB
=J
2
d
2
/dt, (4.13)
trong đó J
2
- mômen quán tính trục ra.
Quá trình tăng tốc trục vào vẫn đồng thời diễn ra do tác dụng của mômen
M
đcB
=M
đcB
-M
B
=J
1
d
1B
/dt, (4.14)
Vì thờng J

1
<<J
2
nên n
1
tăng nhanh hơn n
2
rất nhiều. Tới chế độ C mà từ đó M
đc
giảm
mạnh, sự tăng tốc của trục vào trên thực tế gần nh kết thúc, nhng quá trình tăng tốc trục ra
vẫn tiếp tục với M
tr
đáng kể. Tới chế độ P, khi cả hai quá trình tăng tốc hoàn thành và n
1
=n
1P
,
còn n
2
=n
2P
, hệ thống chuyển sang chế độ làm việc ổn định thiết kế ở i
P
và n
P
=n
1P
-n
2P

=s
P
n
1P
.
Hình 4.14, d biểu diễn quá trình tăng tốc theo thời gian. Trên đó chia ra thành các giai
đoạn OA, khi chỉ có vòng quay trục vào tăng; AC là giai đoạn tăng tốc đồng thời cả hai phần
của hệ thống, trong đó vòng quay n
1
tăng nhanh còn n
2
tăng chậm; CP- vòng quay động cơ tiến
dần đến vòng quay ổn định còn vòng quay trục ra tăng nhanh. Khi khởi động, thời gian động cơ
làm việc trong đoạn đặc tính OD rất ngắn, đây là đoạn mà động cơ có khả năng bị quá nhiệt
nhanh nhất. Để so sánh, trên hình 4.14, d biểu diễn đồ thị quá trình tăng tốc cũng của hệ thống
ấy khi không có bộ truyền (các đờng nét đứt); sự tăng tốc của động cơ bị kéo dài và động cơ
bị nóng, điều đó dẫn đến giảm tuổi thọ khi thờng xuyên khởi động.
Để tính toán chế độ tăng tốc phải giải các phơng trình vi phân (4.11), (4.13) và (4.14)
bằng các phơng pháp số. Chia quá trình thành các khoảng thời gian t, đối với đoạn OA gia số
vận tốc góc trục vào sau thời gian t xác định đợc từ phơng trình
1
/t=M
đc
/J
1
. Đối với
AP ta có M
tr
/M
đc

=J
2
/J
1
.
2
/
1
. Có thể xác định các
1
ứng với
2
bằng phơng pháp
đúng dần (chọn thử
2
). Thời gian đạt chế độ P bằng tổng các t.
Hình 4.14. Các đặc
tính quá trình tăng tốc
của cơ cấu đợc dẫn
động qua bộ truyền.


139
Đ 4.5 Sự làm việc của bộ biến đổi mômen thuỷ lực với động cơ và máy sử dụng năng
lợng. Các kiểu bộ biến đổi mômen cơ bản
Bộ biến đổi mômen thuỷ lực có thoả mãn các yêu cầu làm việc phối hợp của động cơ với
máy tiêu thụ hay không là do các tính chất đặc tính của nó quyết định. Nó phải đảm bảo sử
dụng máy tiêu thụ cũng nh khả năng của động cơ một cách tốt nhất. Khi đó, hiệu suất ở các
chế độ có thể làm việc lâu của hệ thống phải đủ cao. Bài toán lựa chọn bộ truyền đợc giải
quyết theo hai bớc: thứ nhất, theo các chỉ số của chế độ làm việc tính toán của hệ thống (của

động cơ, của máy tiêu thụ và kiểu bộ truyền với đặc tính đã biết) xác định kích thớc D của bộ
truyền yêu cầu; thứ hai, sử dụng đặc tính các bộ phận của hệ thống xây dựng đặc tính ra
M
2
=f(n
2
) và đánh giá lợi ích của nó để dẫn động máy tiêu thụ trong toàn bộ vùng các chế độ
khai thác.
Trong lựa chọn bộ truyền, để cho nó thích hợp với đặc tính của động cơ có thể có hai
trờng hợp:
1) bộ truyền kiểu đã cho đã đợc sản xuất và các kích thớc cũng nh đặc tính đã có sẵn;
2) đối với kiểu đã chọn của bộ truyền chỉ biết các kích thớc tơng đối của bộ phận dẫn
dòng và đặc tính tổng quát, còn bản thân bộ truyền phải chế tạo mới.
ỉtong trờng hợp th nhất có thể làm bộ truyền thích hợp với động cơ nhờ bộ truyền bánh răng
trung gian, trờng hợp thứ hai- xác định kích thớc D của bộ truyền cần thiết và thiết kế các bộ
phận làm việc từ bộ truyền mẫu bằng phơng pháp đồng dạng.
Thờng xuyên hơn cả là các bộ biến đổi mômen đợc dùng cùng động cơ đốt trong.
Chọn bộ biến đổi mômen thuỷ lực cho động cơ điêzel.
Lựa chọn phải làm sao cho các máy cùng làm việc ở chế độ tính toán. Đặc tính của động
cơ đa ra trên hình 4.15, a, còn của bộ truyền ở trên hình 4.15, b. Chế độ tính toán của động cơ
Hình 4.15. Đặc tính
làm việc phối hợp của
động cơ (điêzel) với
bộ biến đổi mômen
thuỷ lực:
a- đặc tính động cơ; b-
đặc tính bộ biến đổi
mômen thuỷ lực; c- đặc
tính trên trục ra.

140
(gần chế độ công suất tối đa) đợc xác định bằng các thông số M
dP
và n
1P
, còn của bộ truyền
(gần chế độ
max
) bằng K
P
, k
P
và i
P
.
Trờng hợp thứ nhất, khi kích thớc bộ truyền đã biết, phải xác định i
br
- tỉ số truyền của
bộ truyền bánh răng nhằm làm tơng thích các thiết bị. Vòng quay n
1
và mômen M
d
tren trục
vào bộ truyền sẽ lần lợt bằng:
n
1
=n
1
i

br
và M
d
=M
d
/i
br
. (4.15)
Giá trị i
br
theo các công thức (4.11) và (4.15) đợc xác định từ quan hệ
M
d
=M
d
/i
br
=k
P
(/30)
2
D
5
(n
1P
i
br
)
2
.

Sau khi chọn i
br
ta tính chuyển đặc tính động cơ nhờ (4.15) thành M
d
=f(n
1
) và sử dụng
nó để tính toán tiếp theo thay cho đồ thị ban đầu M
d
=f(n
1
).
Trong trờng hợp thứ hai ta phải xác định kích thớc D của bộ truyền yêu cầu, có thể
chọn trớc i
br
nếu cần (thờng để giảm D sử dụng bộ truyền tăng tốc) hoặc trong trờng hợp
động cơ cao tốc có thể nối trực tiếp động cơ với bộ truyền thuỷ lực (i
br
=1). Khi đó theo công
thức (4.11), có
5
2
P1
2
P
d
n)30/(k
M
D

.
Trên hình 4.15, đại lợng k thực tế không đổi. Có nghĩa là ở chế độ làm việc bất kì, với bộ
truyền này mômen động cơ không thay đổi và đợc xác định bằng giao của paraboll
2
1
52
P1
nD)30/(kM
với đặc tính động cơ (xem hình 4.15, a). Những bộ truyền có đặc tính
nh vậy (gọi là dạng đặc tính không rõ ràng) thờng đợc sử dụng cho các động cơ có mômen
ít phụ thuộc vòng quay.
Đặc tính trục ra M
2
=f(n
2
) đợc xây dựng sau khi hoàn thành bớc trên, tức là trùng khớp
chế độ tính toán của bộ truyền với chế độ công tác của động cơ. Chọn trên đặc tính của bộ
truyền một loạt chế độ làm việc, chúng đợc xác định bằng các trị số liên quan nhau i, k, K và
và xây dựng cho từng chế độ các đờng paraboll tải
2
1
52
1
nD)30/(kM
,
các điểm giao của chúng với đặc tính động cơ cho biết chế độ làm việc của nó (với đặc tính
không rõ ràng thì chỉ có một đờng paraboll tải). Với mỗi chế độ tính đợc M
2
=KM

d
; n
2
=n
1
i;
và xác định đợc , sau đó dựa vào các điểm thu đợc xây dựng đặc tính ra M
2
=f(n
2
) và
=f(n
2
). Xét kết hợp đặc tính này với đặctính tiêu thụ M
tt
=f(n
2
). Ví dụ, các đặc tính tiêu thụ I và
II thích hợp với vùng làm việc lâu. Vùng này phải trong vùng có hiệu suất cao. Đặc tính III là
điều kiện chuyển dịch nặng nề nhất. Nó phải nằm dới mômen giới hạn M
0
trên trục ra. Trên
hình 4.15, c có chồng cả đặc tính động cơ (nét đứt) M
d
=f(n
1
). So sánh nó với đờng M
2
=f(n
2

)
thì có thê thấy rằng, sử dụng bộ truyền tăng khả năng kéo của hệ thống rất hiệu quả.
Chọn bộ truyền thuỷ lực cho động cơ cacbuaratơ (hình 4.16). Lựa chọn phản ánh các
đặc điểm riêng của đặc tính động cơ. Khi bắt đầu dịch chuyển, để cải thiện sự tăng tốc của máy
tiêu thụ thì tốt nhất là sử dụng mômen lớn nhất của động cơ (điểm O trên hình 4.16, a). Để
đợc nh vậy paraboll tải của chế độ dịch chuyển (k=k
0
, i=0) phải đi qua điểm O. Trong quá
trình tăng tốc hệ thống phải chuyển tới sử dụng công suất và vòng quay tối đa của động cơ. Để
nh vậy thì khi i tăng chế độ làm việc của động cơ phải dịch tới vùng lân cận điểm P. Bộ biến
đổi mômen thuỷ lực với sự phụ thuộc k=f(i) đi xuống rõ ràng đáp ứng đợc các yêu cầu trên
(hình 4.16, b).
Độ rõ ràng của đặc tính bộ truyền thể hiện bằng hệ số độ rõ =k
max
/k
P
(thờng k
max
k
0
,
k
P
k
H
khi K=1). Trên hình 4.16, c các đờng nét liền là đặc tính ra M
2
=f(n
2
) và hàm =f(n

2
)
của hệ thống với bộ truyền rõ ràng. Đặc tính nh vậy đảm bảo khởi động với mômen cực đại


141
M
20
và tốc độ lớn nhất ở n
2P
. Để so sánh ta biểu diễn bằng các đờng nét đứt đặc tính ra khi
động cơ làm việc với bộ truyền có đặc tính không rõ ràng, có cùng các giá trị K nhng k không
đổi. Nếu k=k
max
=const (các đờng đặc tính I trên hình 4.16, b, c) thì trên trục ra có thể thu đợc
mômen cực đại nhng sẽ không đạt tốc độ cực đại và không sử dụng hết công suất động cơ.
Nếu k=k
P
=const (đặc tính II) thì sẽ sử dụng hết công suất động cơ nhng không sử dụng đợc
mômen lớn nhất.
Các kiểu của bộ biến đổi mômen thuỷ lực. Mỗi kiểu có những đặc điểm riêng của hệ
thống cánh và dạng đặc tính tuỳ theo chức năng mà nó đảm nhiệm trong các máy truyền động.
Loại thứ nhất là các bộ truyền kiểu dùng cho quá trình tăng tốc (hoặc khởi động), đợc
thiết kế với khả năng biến đổi mômen lớn (K
0
=3,56; K
P
=1,62). Chúng có đặc điểm là hiệu
suất
max

ở vùng tỉ số truyền tơng đối nhỏ i
P
=0,550,65. Các bộ truyền kiểu này (hình 4.17)
đợc dùng trong các hệ thống có mômen tiêu thụ thay đổi mạnh và thờng lặp lại quá trình
tăng tốc (các máy nâng, đầu máy làm manơ, các máy xây dựng). Dấu hiệu đặc trng của chúng
là dùng bánh cánh tua bin kiểu li tâm (T trên hình 4.17, a).
Đặc điểm làm việc của tua bin li tâm là ở chỗ, khi i và K lớn dòng sau bánh cánh tua bin
hớng về phía ngợc chiều quay của nó, tức là tốc độ v
u2T
âm (xem hình 4.2). Khi đó, các số
hạng trong (4.6) của M
2
cùng dấu. Cho nên sử dụng bánh cánh tua bin li tâm có R
2T
lớn (lớn
hơn so với tua bin hớng tâm) cho phép thu đợc v
u2T
R
2T
lớn và do đó M
2
lớn mà không cần
phải có trị số âm v
u2T
lớn, tức là không cần dùng cánh cong nhiều. Khi cánh vênh nhiều sẽ
Hình 4.16. Đặc tính làm việc
phối hợp của động cơ
cacbuaratơ với bộ truyền thuỷ
lực.

142
tăng khả năng gián đoạn của dòng chảy bao, nó dẫn đến tăng tổn thất khi chế độ làm việc khác
chế độ tính toán của hệ thống cánh. Nh vậy, sử dụng tua bin li tâm cho phép mở rộng phạm vi
hiệu suất cao. Cũng với mục đích nh vậy và hơn nữa, để tăng
max
và có đặc tính rõ ràng ngời
ta còn sử dụng bánh cánh tua bin nhiều tầng, tua bin sau đặt ở cửa vào của bơm. Trên hình
4.17, b biểu diễn bộ truyền có bánh tua bin hai tầng- li tâm T và hớng tâm T. Mỗi tầng của
bánh tua bin tác động đến dòng tơng đối yếu cho nên có các cánh vênh nhỏ.
Khi làm việc lâu ở chế độ i1 (vùng B hình 4.5), sử dụng bộ truyền dạng để tăng tốc
không có lợi do hiệu suất thấp nên đợc ngắt ở vòng quay trục ra đủ lớn. Vì dụ, đối với bộ
truyền hình 4.17, a, ở vùng B đợc rút chất lỏng ra qua lỗ xả X bằng cách ngừng cấp chất lỏng
vào qua lối vào V. Mômen khi đó đợc truyền qua bộ truyền mômen thuỷ lực khác lắp song
song với bộ biến đổi mômen, các khoang công tác của nó đợc bơm đầy chất lỏng đồng thời
với việc rút chất lỏng khỏi bộ biến đổi mômen. ở bộ biến đổi mômen hình 4.17, b, để ngắt
phần thuỷ lực dùng các li hợp ma sát. Khi li hợp C
1
tiếp xúc mômen đợc truyền bằng bộ
truyền thuỷ lực. Khi C
2
làm việc thì các trục đợc nối cứng với nhau, bộ truyền bị khoá lại,
bánh cánh tua bin đợc tách ra khỏi trục ra nhờ khớp nối có hành trình tự do (KTD).
Dạng cơ bản thứ hai là các bộ biến đổi mômen thuỷ lực phức (hình 4.2). Chúng thờng sử
dụng cho ôtô, ôtô buýt và các phơng tiện vận tải chạy đờng dài cần các bộ truyền có hiệu
suất cao trong phạm vi tỉ số truyền biến đổi rộng, kể cả vùng i1. Trong trờng hợp này không
thể sử dụng nhánh HF của đặc tính nêu ở hình 4.5 vì ở đó hiệu suất thấp, sử dụng bộ truyền
mômen sẽ có lợi hơn. Điểm khác của bộ truyền phức là có liên kết bánh cánh phản kích với vỏ
cố định thông qua khớp nối có hành trình tự do (KTD trên hình 4.2), nó chỉ có khả năng truyền
mômen theo một chiều.

Sau chế độ H (xem hình 4.5) và thay đổi hớng tác dụng của mômen M
3
, bánh phản kích
mất điểm tựa vào vỏ và bắt đầu quay tự do trong dòng chảy và thực tế không tác dụng lên dòng.
Bộ biến đổi mômen (hay biến tốc) biến thành bộ truyền mômen. Đặc tính mômen của bộ
truyền sẽ theo nhánh đi xuống HE, tức đặc tính mômen của bộ truyền mômen, còn hiệu suất
thay đổi theo qui luật =i (nhánh HE).
Đối với các bộ truyền phức, cách bố trí các bánh cánh điển hình là đối xứng và sử dụng
các tua bin hớng tâm. Điều này cần thiết để giảm kích thớc bộ truyền và có đợc đặc tính
Hình 4.17. Sơ đồ các bộ biến đổi mômen thuỷ lực tăng tốc ngắt đợc.


143
thoả đáng ở vùng i1. Nhợc điểm của bộ truyền kiểu này là đặc tính hiệu suất có vùng lõm
xuống ở chỗ chuyển tiếp sang đặc tính của bộ truyền mômen (H trên hình 4.5). Vùng này càng
lõm xuống nhiều khi tăng cờng tính chất biến đổi của bộ truyền, tức là tăng K. Để bổ vùng
lõm này, ngời ta còn dùng bánh phản kích đợc phân chia thành hai hệ thống cánh, mỗi hệ
thống có một khớp có hành trình tự do riêng. Khi ở i nhỏ chúng bổ xung cho nhau và tạo ra tác
dụng xoay dòng mạnh nên biến đổi mômen lớn. Đến giá trị i
H1
nào đó, một bánh phản kích bắt
đầu đợc giải phóng và ngừng tác dụng lên dòng chảy. Bánh phản kích còn lại vẫn gắn chặt với
vỏ và có tác dụng lên dòng nhng yếu hơn. Chỉ cho tới khi i đạt i
H
thì cả hai đều đợc giải
phóng và bộ truyền mới hoàn toàn chuyển sang chế độ của bộ truyền mômen.
Các bộ truyền phức có tính chất biến đổi tơng đối không lớn, chúng thờng có
K
0
=23,5; i

H
=0,70,85;
max
=0,850,92 khi K=1,31,5 và i=0,70,5. Tăng cờng tính chất
biến đổi (tăng K) sẽ là giảm
max
và làm xấu đặc tính ở vùng các chế độ truyền mômen.


144
Chơng V. Máy thể tích
Đ 5.1 Giới thiệu chung về máy thuỷ lực thể tích
5.1.1 Các khái niệm cơ bản. Các tính chất chung của máy thể tích
Máy thể tích là các máy có quá trình làm việc dựa trên nguyên lí luân phiên hút và nén
chất lỏng vào và ra khỏi khoang công tác. Khoang công tác của máy thuỷ lực thể tích đợc hiểu
là không gian giới hạn ở trong máy có thể tích thay đổi theo chu kì và luân phiên thông với cửa
vào và ra của chất lỏng.
Máy thể tích có thể có một hay nhiều khoang công tác.
Tuỳ theo việc máy tạo ra dòng chất lỏng hay sử dụng năng lợng của chất lỏng, chúng
đợc phân thành chúng đợc phân thành bơm hoặc động cơ thuỷ lực.
Trong bơm thể tích, chất lỏng dịch chuyển đợc do bị nén ra khỏi khoang công tác. Bộ
phận dùng để nén chất lỏng có thể là piston, plôngiơ, bánh răng, trục vít hoặc các cánh gạt v.v.
Theo nguyên tắc hoạt động, nói chính xác hơn là theo đặc tính quá trình nén chất lỏng,
các bơm thể tích đợc chia thành các bơm piston (plôngiơ, tức là piston dạng hình trụ) và các
bơm rô to.
Trong bơm piston, chất lỏng bị nén ra khỏi khoang công tác bất động nhờ chuyển động
tịnh tiến của bộ phận nén (piston, plôngiơ, màng).
Trong các bơm rô to chất lỏng đợc nén ra khỏi khoang công tác chuyển động là nhờ
chuyển động quay hoặc chuyển động quay- tịnh tiến của bộ phận nén (bánh răng, trục vít, cánh
gạt, pitton).

Theo đặc tính chuyển động của khâu vào các bơm thể tích chia thành loại quay (khâu vào
chuyển động quay) và loại tác dụng thẳng (khâu vào chuyển động tịnh tiến)
Động cơ thuỷ lực thể tích là các máy thể tích dùng để chuyển năng lợng của chất lỏng
thành cơ năng của khâu ra.
Theo đặc tính chuyển của khâu ra (bị dẫn) các động cơ thể tích đợc phân thành ba loại:
xi lanh thuỷ lực với chuyển động tịnh tiến của khâu ra;
động cơ thuỷ lực có khâu ra chuyển động quay liên tục;
động cơ thuỷ lực quay có góc quay của khâu ra bị hạn chế.
Hệ truyền động thuỷ lực thể tích bao gồm các máy thể tích, các thiết bị thuỷ lực và các
trang thiết bị khác dùng để truyền cơ năng và biến đổi chuyển động bằng chất lỏng. Thuật ngữ
hệ truyền động thuỷ lực thể tích bao hàm cả khái niệm bộ truyền thuỷ lực thể tích, nó là một
phần của hệ thống truyền động thuỷ lực gồm có các bơm, động cơ thuỷ lực (một hoặc một vài
cái) và đợc nối với nhau bằng hệ thống ống. Nh vậy, bộ truyền- đó là bộ phận động lực của
của hệ truyền động mà qua đó dòng năng lợng cơ bản đợc truyền.
Các thiết bị thuỷ lực đợc hiểu là các thiết bị điều khiển dòng trong hệ thống, nhờ chúng
mà có thể điều khiển đợc hệ thống truyền động. Thiết bị có thể thực hiện điều chỉnh bằng tay
hoặc tự động, mặt khác- chúng là các thiết bị cơ, thuỷ lực, điện hoặc khí nén.
Các tính chất chung của các các bơm thể tích, chúng do nguyên lí hoạt động quyết định
và khác với các bơm cánh, bao gồm
1. Tính chu kì của quá trình công tác, liên quan tới nó là tính chất khẩu độ và không đều
của sản lợng. Lợng cấp của bơm thể tích không đều, mỗi khoang công tác ứng với lợng cấp
nhất định.
2. Tính kín, nghĩa là có sự ngăn cách giữa đờng ống đẩy và hút (các bơm cánh không có
tính này, rãnh dẫn dòng thông cửa hút và đẩy).
3. Tính tự hút, tức là khả năng tạo ra độ chân không cần thiết trong đờng ống hút mà ban
đầu chứa đầy không khí, đủ để nâng chất lỏng đến độ cao bơm đặt. Chiều cao hút không thể