Hidrodinamikus
tengelykapcsoló
A hidraulikus tengelykapcsoló lényegét legegyszerűbben közönséges ventilátorokkal lehet érzékeltetni. Állítsunk szembe két ventilátort. Az egyiket kapcsoljuk a villamos hálózatra, a másikat ne. A forgásba jövő ventilátor levegőt fúj a másikra, amelyik - mint egy szélkerék - szintén forogni kezd. Esetünkben a "szélkerék" fele olyan gyorsan forog, mint a ventilátor. A rajta lévő villamos motor most, mint egy generátor, áramot tud termelni! Egy hozzá kapcsolt kis izzó talán még világítana is. Az egyik ventilátorból tehát teljesítmény adódik át a másikra. A közvetítő elem az áramló levegő. Természetesen a levegő maximum csak akkora forgatónyomatékot ("erőt") tud átadni, mint amekkorával őt a ventilátor meglódította. Mivel azonban a "szélkerék" sosem tud olyan gyorsan forogni, mint a ventilátor, a generátor teljesítménye mindig kisebb, mint amekkorát a ventilátor felvesz. Ezek után képzeljük el, hogy az ábrán látható különleges "tányért" vízzel megtöltjük, majd elkezdjük forgatni. A lapátok miatt a víz is forogni kezd a tányérral együtt. A centrifugális erő hatására minden vízrészecske elindul sugárirányban a kerület felé, ahol szintén van (volt) vízrészecske. Az eredetileg ott lévő vízrészecske ugyanis - a tányér pereme miatt - nem tud sugárirányban (vízszintesen) elmozdulni, viszont a mögötte lévő részecske nyomja. Emiatt a fal mellet lévő részecske fölfelé (függőlegesen) kénytelen elmozdulni, azaz kilép a tányérból. Az őt kiszorító részecske természetesen ugyanerre sorsra jut az őt követő részecske hatására. Ez a folyamat tart mindaddig, míg az utolsó vizcsepp is ki nem repül a tányérból. A rajz mutatja, hogy az éppen kirepülő részecske ferde irányban hagyja el a tányért - legalább is így látja a külső szemlélő ( c abszolút sebesség). Ugyanis az előző pillanatban még együtt forgott a tányérral ( u kerületi sebesség), viszont a tányérhoz képpest függőlegesen volt kénytelen kilépni (lapáthoz viszonyított w sebesség), s a két relatív sebesség eredője az abszolút sebesség. Ezek után vegyünk két egyforma "lapátkereket", s állítsuk őket szembe egymással. Hogy a folyadék ne fröcskölődjön szanaszét, ezért a két lapátkereket burkoljuk be például úgy, ahogy az az ábrán látható: az Sz jelzésű kerékhez hozzáerősítünk egy lemezburkolatot, aminek a közepén kibúvik a T jelzésű kerék tengelye. A turbinakerékbe belépő folyadékrészecske
szemben találja magát az ott lévő részecskével, ami - a turbinakerékben
meglévő centrifugális erő miatt - szintén ki szeretett volna lépni a kerékből.
Csakhogy a turbina a szívattyúnál lassabban forog, így kisebb a centrifugális
erőtér, ezért a szívattyúból érkező részecske győz: befelé szorítja a turbinában
lévő folyadékrészecskét, ami az utána nyomuló újabb részecskék miatt kénytelen
mind jobban megközelíteni a cella tengelyhez közeli részét, maga előtt
nyomva az ott lévő folyadékrészecskéket. Az eredmény: a folyadék kilép
a turbinakerékből, s átlép (visszalép) a szivattyúkerékbe. Az alsó átlépéshez
(ki- és belépéshez) tartozó vektorokat szintén megrajzolhatjuk.
A perspektívikus ábrán az u vektorokat még könnyen megrajzolhatjuk léptékarányosan, a többi vektort azonban már nem. Ehhez a folyadékrészecskék útját kell
követni, és a megfelelő pillanatokban "pillanatfelvételt" készítünk a cirkulációs
kör középpontjából a részecskéről, majd ezeket a felvételeket sorba rakjuk.
De úgy is felfoghatjuk, hogy a turbinalapátozást
felfelé kiforgatjuk, majd vízszintesen beforgatjuk a papír síkjába. Ezek
után már csak azt a négy vízszintes egyenest kell meghúzni a be-
és a kilépő éleknél, amelyekre majd a kerületi sebességek vektorát felrajzoljuk,
ahogy azt az alábbi ábra szemléletesen mutatja.
Az alábbi ábra mutatja a megrajzolt sebességvektorokat iH= 0,6 pillanatnyi áttétel mellett. Nézzük
meg a módját, hogyan kell elvégezni a szerkesztést.
Ezek után nézzünk meg egy kis filmecskét.
Itt arról van szó, hogy ezt a szerkezetet a sebességváltó és a differenciálmű közé építik be (vagy magába a sebességváltóba) úgy, hogy a "turbinakereket" a házhoz rögzítik. Vagyis az a nyomaték, ami a szivattyúkerékre
hat, a házra tevődik át, amit természetesen nem tud forgatni. Ezt a nyomatékot
a szivattyúkerék a jármű haladásától kapja, vagyis fékezi a járművet, hasonlóképp,
mint a motorfék. Erre általában hosszú lejtmenetben van szükség. A fékezés
megkezdéséhez fel kell tölteni a retardert folyadékkal, a kikapcsolásához
üriteni kell a szerkezetet. Ez azt is jelenti, hogy üzemi fékként szóba
sem jöhet.
...és egy kis lazítás!
|