Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 36. 7 oktober 1952 - Andras erfarenheter - Hydrauliska växellådors verkningsgrad, av Einar Bohr
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
14. oktober 1952
Fig. 4. Vridmoment och verkningsgrad för hydrauliska
växellådor med kopplingspunkten förlagd vid olika
varvtalsförhållanden mellan turbin och pump.
flödet till pumpen, varjämte strömningsriktningen alltmer
överensstämmer med pumpskovlarnas inloppsvinkel.
Förlusterna genom stötverkan går här ned till ett minimum,
som fig. 2 visar. (Det är icke nödvändigt, att detta
minimum inträffar vid samma varvtalsförhållande, som övriga
stötförluster uppnår minimum. Stötförlusternas minimum
vid inflödet till reaktionsskovlarna bestämmer läget för
verkningsgradskurvans maximipunkt, men beroende på var
minimum för övriga stötförluster inträffar, blir kurvan
mer eller mindre flack omkring denna punkt.)
En allt starkare försämring av inflödesförhållandena till
pumpen inträffar, då dennas hastighet ökas, samtidigt med
att strömningshastigheten alltmer minskas, i mån som
pump- och turbinvarvtalen närmar sig varandra. Dessa
stötförluster minskas dock, om reaktionsskovlarna är
fri-hjulslagrade, som ovan nämnts, i och med att
reaktionshjulet börjar rotera vid kopplingspunkten, varvid
verkningsgraden stiger, som förut nämnts (fig. 3).
Det tredje slaget av stötförluster är de, som uppstår vid
oljans överföring från pumpen till turbinen. Som framgår
av fig. 2, är dessa förluster relativt små.
Genom att två frihjulslagrade reaktionshjul anordnas
bredvid varandra kan stötförlusterna fördelas över ett
större register vid högre varvtalsförhållanden. Ett liknande
förfaringssätt för pumpens del — ett mindre pumphjul
frihjulslagras bakom primärpumpen och på dennas axel —
medför en motsvarande verkan för de lägre
varvtalsförhållandena, alltså för verkningsgradskurvans tidigare, lägre
del. Turbinen kan även uppdelas i två eller flera
turbinhjul. En tillräcklig uppdelning av elementen skulle
teoretiskt nedbringa stötförlusterna till nära noll över bela
registret motsvarande den översta verkningsgradskurvan i
lig. 3. Det uppges, att med en femstegstyp detta ideal icke
skulle vara avlägset. Självfallet betyder sådana
anordningar dock betydande komplicering och fördyring samt utom
ökad mekanisk friktion sannolikt även mer eller mindre
ökade flytmotstånd — med andra ord typiska
kompromissbetingelser.
829
För den vanliga enkla hydrauliska växellådan med tre
element, pump, turbin och reaktionsskovlar, måste frågan
om fasta skövlar eller frihjulslagrat reaktionsskovelhjul
övervägas med hänsyn till driftändamålet. I första hand
har man därvid att bestämma, om "design point",
verkningsgradskurvans maximum, skall förläggas vid relativt
högt eller lågt förhållande mellan turbinens och pumpens
varvtal. Det beror på, om växellådan skall arbeta bäst vid
högt eller lågt varvtalsförhållande, dvs. med liten eller stor
vridmomentförstoring. Ju större sådan förstoring —
motsvarande relativt låg utväxling, enligt det allmänna
språkbruket — desto mer svängda eller böjda måste skovlarna
göras.
Förnämsta orsaken till att man förlägger "design point"
vid högre varvtalsförhållanden är, att växellådan därvid
med frihjulslagrat reaktionsskovelhjul får
kopplingspunkten förlagd till så högt varvtalsförhållande, att
kopplingsfunktion kan ske utan för stora förluster. Men därvid blir
i stället vridmomentförstoringens maximum vid lågvarv
sänkt. En hydraulisk växellåda av denna typ benämnes i
USA för "converter-coupling". Den är mest lämplig för
personbilar, som ju vanligen har relativt stor motorstyrka
i förhållande till vagnsvikten och användes också i nästan
alla amerikanska personbilar, som har hydrauliska
växellådor (växellåda II, fig. 4).
Motsatta gränsfallet (man får även tänka sig
mellanliggande kompromissutföranden) gäller stadsomnibussar,
lastbilar och »traktorer, vilka båda sistnämnda fordonsslag j
USA numera i allt större utsträckning även utrustas med
hydrauliska växellådor. Verkningsgradskurvans
maximipunkt och därmed även kopplingspunkten, vilken senare,
som förut nämnts, motsvarar det varvtalsförhållande där
vridmomentförstoringen nedgått till noll, förskjutes härvid
till vänster i diagrammet, som framgår av fig. 4. I detta
fall måste i allmänhet mekanisk direktdrivning vid högre
varvtalsförhållanden anordnas i växellådan
(centrifugal-reglerad friktionskoppling e.d.). Eftersom stor
vridmomentförstoring fordrar starkt svängda skövlar, kan man räkna
med relativt stora stötförluster i dessa. Som förut nämnts,
kan dessa minskas genom flerstegskonstruktioner för
turbinhjul och reaktionsskovlar. Man kan emellertid även få
större vridmomentökning genom att ge pumpen mindre
diameter (med mindre böjda blad) än turbinen. Av fig. 4
framgår även det intressanta förhållandet, att en
betydande ökning av vridmomentförstoringen kan ske med
relativt liten varvtalsminskning för turbinen. I de mekaniska
växellådorna motsvarar däremat vridmomentförstoring och
varvtalsminskning för utgående axeln ungefär varandra.
Det är tydligt, att man ej kan få samma höga
verkningsgrad för en hydraulisk växellåda av typen
"coupling-con-verter", då den tjänstgör som koppling, som för en vanlig
mekanisk eller hydraulisk koppling. Den senare har raka
radiella blad och överför maximalt motormoment till
turbinen, bortsett från den lilla slirningen. Den hydrauliska
växellådans pump med starkt böjda skövlar kan endast
överföra ett mindre vridmoment på turbinen, som under
växellådsverkan visserligen ökas med reaktionsmomentet
från reaktionsskovelhjulet, men som vid kopplingspunkten,
då detta reaktionsmoment blir noll, ensamt har att
överföra motorkraften till turbinaxeln. Härtill kommer även
större flytförluster och ökad friktion i frihjul. lager och
tätningsringar. En nackdel, som gäller alla
hydrodynamiska kopplingar, är även risken för slirning vid större
färdmotstånd (stigningar o.d.). I många fall föredrar man
därför friktionskoppling för direktdrivning även för
konstruktioner med relativt liten vridmomentförstoring.
För-och nackdelar av de många konstruktionsmöjligheterna gör
valet av rätta kompromisslösningar svårt och utvecklingen
på detta område är långt ifrån avslutad, trots att de
väldiga investeringarna för serietillverkningar möjligen kan
tyda på motsatsen i någon mån (K|ELLY, DiElMlEL, YOUNGS,
Mc F ABL and & SCHAEFEJR i SAE Quaterly Transactions
jan. 1952). Einar Bohr
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
