Гидротрансформатор Гидромуфта.
Конструкция, принцип действия.
(по материалам сайта
http://www.rtsh.ru)
Часто путают эти два схожих на первый взгляд понятия.
Гидромуфта - это наиболее простая по устройству гидропередача, состоящая из насосного и турбинного колеса.
Гидромуфта заполнена трансмиссионной жидкостью. При вращении насосного колеса жидкость, находящаяся между его лопатками, под действием центробежной силы устремляется к периферийной части колеса, попадает в турбинное колесо и «отбрасывается» на его лопатки, отдавая турбинному колесу часть своей энергии. В результате турбинное колесо начинает вращаться. Величина крутящего момента на турбинном колесе определяется кинетической энергией жидкости, величина которой, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты вращения насосного колеса (или КВ двигателя).
При изменении передаточного отношения («Po») коэффициент трансформации («Kt») гидромуфты на любых режимах ее работы не изменяется и остается постоянно равным единице, т.е. крутящий момент насосного колеса равен крутящему моменту турбинного колеса: Мн = МТ, (без учёта механических потерь в гидромуфте).
Гидротрансформатор является гидропередачей более сложной конструкции, способной непрерывно и автоматически изменять коэффициент трансформации в зависимости от сопротивления на его ведомом валу (т.е., от сопротивления движению автомобиля).
Простейший гидротрансформатор состоит из трех основных элементов:
• насосного колеса;
• турбинного колеса;
• реакторного колеса.
Конструкция насосного и турбинного колеса простейшего гидротрансформатора ничем не отличается от аналогичных колёс гидродинамической муфты.
Реакторное колесо служит для изменения вектора скорости (т.е., направления движения) выходящего из турбинного колеса потока жидкости, таким образом, чтобы он совпадал с направлением вектора скорости вращения насосного колеса.
Реакторное колесо устанавливается на картере и соединено с картером через обгонную муфту (т.е., не жёстко). Наличие обгонной муфты позволяет автоматически отключать реактор от картера. Когда это происходит, гидротрансформатор переходит в режим работы гидромуфты.
Так же как и в гидромуфте, в гидротрансформатор встроено направляющее кольцо. Кольцо предназначено для сглаживания завихрений, возникающих в потоке жидкости, что способствует увеличению КПД гидропередачи.
Принцип работы гидротрансформатора
Схож с принципом работы гидравлической муфты.
Насосное колесо является ведущим и приводится во вращение от коленчатого вала двигателя. Трансмиссионная жидкость, находящаяся между лопатками насосного колеса, под действием центробежной силы устремляется к его периферийной части и за счет специального профиля поперечного сечения насосного колеса попадает на лопатки турбинного колеса, вызывая его вращение. На выходе из турбинного колеса трансмиссионная жидкость попадает в реакторное колесо, где с помощью лопаток, имеющих специальный профиль, изменяет направление движения. Затем жидкость вновь попадает в насосное колесо, при этом, изменённый роторным колесом, вектор её скорости совпадает с направлением вращения насосного колеса. В данном случае остаточная энергия, которой обладает поток жидкости после выхода из турбинного колеса, увеличивает энергию насосного колеса и, следовательно, увеличивается энергия потока жидкости направленного от насоса к турбине, за счёт чего возникает эффект увеличения момента уже на турбинном колесе.
При увеличении частоты вращения вала двигателя увеличивается угловая скорость насосного и турбинного колес, а увеличение крутящего момента в гидротрансформаторе постепенно прекращается. Когда угловая скорость турбинного колеса приближается к угловой скорости насосного, поток жидкости, поступающей на лопасти реактора, изменяет свое направление на противоположное. При таком направлении действия потока жидкости, обгонная муфта больше не сможет удерживать реактор неподвижным. В результате реактор начинает свободно вращаться вместе с потоком жидкости, никаким образом не воздействуя на него и не создавая помех. Данный момент называется моментом срабатывания муфты свободного хода. Для разных гидродинамических передач этот момент происходит, приблизительно, при одном и том же значении силового передаточного отношения Kt = 0,85*, коэффициент полезного действия при этом, примерно, равен 80%. Такое изменение режима работы реактора (его отключение) приводит к тому, что гидротрансформатор начинает работать в режиме гидромуфты с коэффициентом трансформации момента равным единице.
*Коэффициент трансформации момента Kt (или силовое передаточное отношение) определяется отношением крутящего момента турбинного колеса к крутящему моменту насосного колеса гидропередачи Kt = MT / MH.
1.1. Механизм блокировки гидротрансформатора.
Недостатком гидропередачи является рассогласование частот вращения насосного и турбинного колес, так называемое - скольжение гидропередачи, имеющее место при любом режиме работы трансмиссии. Минимальная величина скольжения составляет примерно 3% и приводит к снижению КПД гидропередачи. Так как, при движении автомобиля с постоянной скоростью наличие гидротрансформатора в трансмиссии не является необходимым, как это требуется на режимах разгона и торможения, в современных коробках применяют механизм блокировки гидротрансформатора.
Для блокировки гидротрансформатора чаще всего используется блокировочная муфта, которая позволяет жёстко соединить между собой насосное и турбинное колесо. Это приводит к тому, что гидротрансформатор выключается из силового протока, а двигатель напрямую соединяется с ведущим валом коробки передач.
Ступица поршня блокировочной муфты шлицами соединяется со ступицей турбинного колеса. Между поршнем муфты и ступицей расположены пружины, играющие роль демпфера крутильных колебаний. В процессе блокировки гидротрансформатора поршень совершает колебания относительно ступицы, деформируя пружины, которые поглощают энергию возбуждаемых двигателем крутильных колебаний. Крутящий момент двигателя при этом проходит через пружинный демпфер и попадает на ведущий вал АКП. К внутренней поверхности корпуса гидротрансформатора или поршня диска приклеивается фрикционная накладка..
Для обеспечения выключенного состояния блокировочной муфты трансмиссионная жидкость из системы гидротрансформатора принудительно подается в пространство между поршнем муфты и корпусом, потом поступает в рабочую полость, а из рабочей полости отводится в систему охлаждения.
Для блокировки гидротрансформатора клапан управления переключает контур, и трансмиссионная жидкость подается к поршню муфты с противоположной стороны. Под действием давления жидкости поршень перемещается и прижимается к корпусу гидротрансформатора. Таким образом, турбинное колесо жёстко соединяется с валом двигателя, и гидротрансформатор становится заблокированным.
1.2. Корпус гидротрансформатора состоит из двух частей. Половины корпуса скрепляются болтами или свариваются между собой. Первая конструкция позволяет, в случае необходимости, производить разборку гидротрансформатора, во втором случае, разборку корпуса можно осуществить лишь при наличии специализированного оборудования. Корпус может иметь сливное отверстие для ATF. Отверстие закрывается пробкой. На значительном числе автомобилей сливные отверстия в гидротрансформаторах отсутствуют, а полная замена трансмиссионной жидкости в таких конструкциях проблематична.
Вот как реально выглядит распиленный трансформатор
Тут про проблему управления холостым ходом на двигателях BMW, вызванную неисправностью гидротрансформатора
http://www.madi-auto.ru/forum/index.php?topic=14003.msg26824#msg26824
Тема: Гидротрансформатор. Конструкция, принцип действия. (Прочитано 4509 раз)
