Кіріспе

Айналмалы механикалық қуатты беруге қолданылатын құрылғы – гидродинамикалық сұйықтық байланыстары.

Сұйықтық байланысы немесе гидравликалық байланыс – айналмалы механикалық қуатты беруге қолданылатын гидродинамикалық немесе "гидрокинетикалық" құрылғы. Ол автомобиль берілістерінде механикалық аспаптың орнына қолданылады. Сондай-ақ, теңіз және өнеркәсіптік машиналарды басқаруда кеңінен қолданылады, онда қуат беру жүйесіне соққы жүктемесіз өзгермелі жылдамдықпен жұмыс істеу және басқарылатын іске қосу маңызды. Гидрокинетикалық жетектер, мысалы, гидравликалық сорғы және мотор комбинациялары сияқты гидростатикалық жетектерден ерекшеленеді.

Қалқыма

Сұйық қосқыш кіретін және шығатын бұрыштық жылдамдықтары бірдей болғанда шығыс моментін дамыта алмайды. Сондықтан, сұйық қосқыш 100% қуат беру тиімділігіне жете алмайды. Жүктеме кезінде кез келген сұйық қосқышта болатын сығуға байланысты, қуаттың бір бөлігі әрқашан сұйық үйкелісі мен турбуленттілікте жоғалып, жылу ретінде таралады. Басқа сұйық динамикалық құрылғылар сияқты, оның тиімділігі Рейнольдс санымен өлшенген масштабтың артуымен бірте-бірте өсуге бейім.

Гидравликалық сұйықтық

Сұйық байланыс кинетикалық принцип бойынша жұмыс істейтіндіктен, төмен тұтқырлыққа ие сұйықтықтар қолайлырақ. Дегенмен, гидравликалық сұйықтықтар, басқа да сұйықтықтар сияқты, температура өзгергенде тұтқырлығы өзгеріп отырады. Бұл беру механизмінің жұмысына әсер етеді, сондықтан қажетсіз өнімділік/тиімділік өзгерісін ең төмен деңгейде ұстау қажет болған жағдайда, жоғары тұтқырлық индексі бар мотор майы немесе автомат беру жұмысы үшін арналған сұйықтық қолданылуы керек.

Гидродинамикалық тежеу

Сұйықтық байланыстары гидродинамикалық тежегіштер ретінде де жұмыс істей алады, айналу энергиясын ықшамдану күштері арқылы жылуға түрлендіріп (соның ішінде тұтқырлық және сұйықтық/қабылдағыш арасындағы) шашыратады. Сұйықтық байланысын тежеу үшін пайдаланғанда, ол ретардер деп те аталады.

Қапшықты басқару

Сұйықтықпен жалғаудың дұрыс жұмыс істеуі оның сұйықтықпен дұрыс толтырылуына байланысты. Аз толтырылған жалғау толық айналым моментін жеткізе алмайды, сондай-ақ сұйықтың шектеулі көлемі де қызып кетуі мүмкін, көбінесе сальниктерге зақым келеді. Егер жалғау қасақана түрде, сұйықтық аз болғанда қауіпсіз жұмыс істеу үшін жасалса, әдетте, желдеткішпен байланысы жоқ, жеткілікті сұйықтық резервуарын қарастыру арқылы, онда оның толтыру деңгейін басқару оның бере алатын айналым моментін, ал кейбір жағдайларда жүктеменің жылдамдығын басқару үшін қолданылуы мүмкін. Толтыру деңгейін басқару "қосып алу құрылғысы" арқылы жүзеге асырылады, ол айналмайтын құбыр, ол орталық, бекітілген ступица арқылы айналатын жалғауға енгізіледі. Бұл құрылғыны жылжыту арқылы, оны айналдыру немесе созу арқылы, ол жалғаудан сұйықтықты жинап алып, оны жалғаудан тысқары орналасқан жинақтағыш резервуарға қайтарады. Май қажет болған кезде қайта сорылуы мүмкін, немесе кейбір конструкциялар гравитациялық тасымалды қолданады – қосып алу құрылғысының әрекеті жалғаудың айналуымен қуатталатын осы жинақтағыш резервуарға сұйықтықты көтеруге жеткілікті. Қосып алу құрылғысын басқару өте үлкен айналым моменттерін оңай және үздіксіз басқару үшін пайдаланылуы мүмкін. 1950 жылдардағы британдық тәжірибелік дизельді теміржол локомотиві Fell дизель локомотиві әрбір қозғалтқышты кезекпен қосу үшін төрт қозғалтқыш пен төрт жалғауды, әрқайсысы дербес қосып алу құрылғысын басқару арқылы пайдаланды. Ол көбінесе өзгермелі жылдамдықты жетектерді қамтамасыз ету үшін қолданылады.

Өнеркәсіптік

Сұйықтық байланыстар көптеген өнеркәсіптік қолданыстарда қолданылады, әсіресе айналмалы қуатты қолданатын, жоғары инерциямен басталатын немесе тұрақты циклдық жүктемеге ұшырайтын машиналардың жетегінде.

Темір жол көлігі

Сұйықтық байланыстары кейбір дизельдік локомотивтерде қуат беру жүйесінің құрамында қолданылады. Self Changing Gears компаниясы British Rail үшін жартылай автоматты беріліс қораптарын жасады, ал Voith дизельдік пойыз құрамалары үшін турбо беріліс қораптарын шығарады, олардың құрамында сұйықтық байланыстары мен айналым моменті түрлендіргіштерінің әртүрлі комбинациялары бар.

Автомобильдік

Сұйықтық байланыстары әртүрлі ерте жартылай автоматты және автоматты берілістерде қолданылды. 1940 жылдардың соңынан бастап, автомобильдерде гидродинамикалық момент түрлендіргіші сұйықтық байланысын ығыстырды. Автомобильде сорғы әдетте қозғалтқыштың инерциялық дөңгелегіне қосылады – тіпті байланыстың корпусының өзі инерциялық дөңгелектің бөлігі болуы мүмкін, сондықтан ол қозғалтқыштың коленкалы білігімен айналады. Турбина берілістің кіріс білігіне қосылады. Беріліс қосылғанда, қозғалтқыштың айналу жиілігі артқан сайын, айналу моменті сұйықтықтың қозғалысы арқылы қозғалтқыштан кіріс білігіне беріледі, соның нәтижесінде көлік қозғалады. Осы тұрғыдан алғанда, сұйықтық байланысының жұмысы механикалық муфтамен жұмыс істейтін қолмен басқарылатын беріліске ұқсас. Сұйықтық инерциялық дөңгелектер, момент түрлендіргіштерінен өзгеше, ең алдымен Daimler автомобильдерінде Wilson алдын ала таңдау беріліс қорабымен бірге қолданылуымен белгілі. Daimler оларды сәнді автомобильдерінің барлық моделінде пайдаланды, 1958 жылғы Majestic автоматты беріліс қораптарына көшкенге дейін. Daimler және Alvis екеуі де әскери көліктерімен және бронетехникаларымен танымал болды, олардың кейбіреулері алдын ала таңдау беріліс қорабы мен сұйықтық инерциялық дөңгелегінің комбинациясын қолданды.

Әуе қатынасы

Аэротехникалық қолданбаларда сұйықтық қосқыштардың ең маңызды қолданылуы DB 601, DB 603 және DB 605 қозғалтқыштарында болды, онда олар центробектік компрессор және Райт турбоқосынды поршеньді қозғалтқышы үшін барометриялық басқарылатын гидравликалық кездік ретінде қолданылды. Бұл қозғалтқышта үш қуатты қалпына келтіру турбинасы, қозғалтқыштың түтін газдарынан шамамен 20 процент энергияны немесе одан да көп энергияны өндіріп, үш сұйықтық қосқыш және беріліс жүйесі арқылы турбинаның жоғары жылдамдықты, төмен күш моментін, төмен жылдамдықты, жоғары күш моментіне айналдырып, содан кейін пернені қозғады.

Есептеулер

Жалпы алғанда, берілген сұйықтық қосқыштың қуат беру қабілеті сорғы жылдамдығымен тығыз байланысты, және бұл ерекшелік көбінесе жүктеме айтарлықтай өзгере бермейтін жағдайларда жақсы нәтиже береді. Кез келген гидродинамикалық байланыстың айналу моментін беру қабілетін келесі формула арқылы сипаттауға болады: мұндағы – сұйықтықтың массалық тығыздығы (кг/м3), – айналма жылдамдығы (айн/мин), ал – айналманың диаметрі (м). Автокөліктік қолдануларда жүктеме едәуір өзгеріп, шектен шығуы мүмкін болғандықтан, бұл формула тек шамамен ғана қолданылады. Қозғалыспен тоқтау режимінде жұмыс істеген кезде қосқыш тиімділігі ең төменгі диапазонда жұмыс істейді, бұл отынның үнемді пайдалануына кері әсер етеді.

Өндiру

Сұйық байланыстарды жасау салыстырмалы түрде жеңіл. Мысалы, турбиналар алюминийден құйылған немесе болаттан штампталған болуы мүмкін, ал корпусы құймадан немесе штампталған немесе соғылған болаттан жасалуы мүмкін. Өнеркәсіптік сұйық байланыстарды өндірушілердің қатарында Voith, Transfluid, TwinDisc, Siemens, Parag, Fluidomat, Reuland Electric және TRI Transmission and Bearing Corp. компаниялары бар.