При трогании автомобиля с места вращающиеся лопатки насосного колеса отбрасывают рабочую жидкость (масло) на лопатки неподвижного турбинного колеса. Протекающая между лопаток жидкость имеет энергию. Когда турбинное колесо неподвижно, то сила соударения жидкости с поверхностью лопатки наибольшая, что позволяет создавать крутящий момент на турбинном колесе, превышающий крутящий момент на двигателе в несколько раз (это соотношение называется коэффициентом трансформации гидротрансформатора - Kт). Реакторное колесо получает отраженную от турбинного колеса волну жидкости и направляет её на вход насосного колеса. Поскольку реакторное колесо получает отраженный поток жидкости, который заставлял бы его вращаться в противоположную сторону от направления вращения коленвала, муфта свободного хода заблокирована, реакторное колесо неподвижно.
Когда автомобиль тронулся и набрал скорость, турбинное колесо начинает вращаться со скоростью, равной скорости насосного колеса. Соударение потока жидкости с лопатками турбинного колеса почти не происходит, момент на турбинном (выходном) колесе равен моменту на входном (насосном) колесе. При отпускании педали акселератора двигатель ещё замедляет своё вращение. Жидкость перестает отражаться от лопаток турбинного колеса и толкать реакторное колесо в сторону, обратную направлению вращения коленвала. Напротив, реакторное колесо получает напор жидкости, увлекающий его в сторону вращения коленвала. В этом направлении муфта свободного хода позволяет реакторному колесу свободно вращаться. При этом гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты.
Рисунок 3. Схематическое изображение деталей 3-х элементного гидротрансформатора.
Коэффициент трансформации гидротрансформаторов моделей GM составляет 2¸2,5. При этом коэффициент полезного действия КПД составляет 0.85¸0.9.
Для того, чтобы ещё более наглядно представить себе работу ГТ, можно поставить рядом 2 вентилятора. Достаточно включить один из них, чтобы начал вращаться другой от набегающего потока воздуха. Таким образом воздух служит средой, передающей крутящий момент. Если такой средой будет служить жидкость, то эффективность передачи крутящего момента намного возрастёт. Устройство, работающее по такому принципу, называется гидромуфтой, и оно может только передавать крутящий момент без его увеличения. Возможно только отставание одного колеса с лопастями от другого. Гидротрансформатор же может и увеличивать крутящий момент на его выходе по отношению к моменту на входе за счёт небольшого усложнения конструкции. Если рассмотреть корпус ГТ в разрезе, то увидим, что он состоит из трёх колёс с лопастями - насосного, турбинного и реакторного. Насосное колесо имеет лопасти, которые при вращении разгоняют жидкость (как правило, для автоматических трансмиссий применяется специальное масло) внутри ГТ. Насосное колесо изготавливают как часть корпуса ГТ, непосредственно соединённого с коленчатым валом двигателя. Масло от насосного колеса движется к турбинному колесу, заставляя его вращаться. Если автомобиль не двигается, то и неподвижно турбинное колесо. Удар молекул масла о лопатки турбинного колеса получается при этом более сильным, чем на насосном колесе, - поэтому и крутящий момент на выходе увеличивается. Никакого нарушения законов физики тут нет. Соблюдается золотое правило механики: больше скорость - меньше сила, меньше скорость - больше сила (либо крутящий момент при вращении). Поэтому после разгона турбинного колеса до нормальной скорости крутящие моменты на входе и на выходе выравниваются автоматически, без каких-либо механизмов управления извне. Возникает вопрос - какую роль играет при этом реакторное колесо с лопастями? И почему оно крепится к корпусу коробки передач с помощью муфты свободного хода?
10. Гидромуфты и гидротрансформаторы. Совместимость гидротрансформатора с двигателем. Как происходит подбор ГТ к ДВС.
Гидротрансформатор (далее будем использовать сокращение ГТ) представляет собой узел КПП-автомата и выполняет почти те же функции, что и сцепление в трансмиссии с механическими КПП. Гидротрансформатор обеспечивает трогание автомобиля с места и позволяет даже автоматически увеличивать крутящий момент, передаваемый им на коробку передач. В упрощённом исполнении ГТ называется гидромуфтой, которая может только передавать крутящий момент один к одному без его автоматического увеличения, и они использовались на заре автомобилестроения
* Ремни такого типа имеют форму усечённого клина в поперечном сечении. Аналогичным образом называются эти ремни в англоязычных странах – V-belts (V-образные ремни).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.