En vridmomentomvandlare ( hydrodynamisk transformator ) är en hydrodynamisk transmission som omvandlar det överförda vridmomentet i storlek (och ibland i riktning). [ett]
Det är ett av elementen i hydromekaniska transmissioner och hydrauliska transmissioner , som används i transportfordon med förbränningsmotor från personbilar till fartyg. Momentomvandlare används ofta inom bilteknik, vilket ger smidig start av bilen från en plats och minskar överföringen av stötbelastningar från transmissionen till motoraxeln. Används oftast med automatiska växellådor eller CVT:er .
Varje momentomvandlare består av:
Under driften av momentomvandlaren accelereras vätskan av pumphjulet och rör sig längs en komplex bana, som kan delas upp i två enkla komponenter: relativ (hastigheten riktas radiellt från axeln till pumphjulets periferi och från periferin till turbinhjulets axel), portabel (rotation tillsammans med pumpen och turbinhjulen ). Beroende på förhållandet mellan dessa komponenter kan momentomvandlaren arbeta i olika lägen.
Det finns tre driftlägen för momentomvandlaren:
En beskrivning av principen för momentomvandlarens funktion kan ses i denna video Automatisk transmissionsmomentomvandlare. Hela sanningen om principen om arbete .
Alla delar är sammansatta i en gemensam låda. Vridmomentomvandlarens kropp är vanligtvis monterad på en drivplatta, som i sin tur är fäst vid vevaxeln på maskinens motor. Även om det finns undantag. Till exempel, i transmissionerna av LiAZ-677-bussen och DT-175S-traktorn, sker överföringen av vridmoment från motorn till momentomvandlaren genom kardanaxeln. Momentomvandlaren är fylld med olja, som aktivt blandas under dess drift.
Pumphjulet är fast anslutet till momentomvandlarhuset, när motoraxeln roterar skapar den ett oljeflöde inuti momentomvandlaren som roterar statorhjulet (reaktorn) och turbinen.
Den strukturella skillnaden mellan en vridmomentomvandlare och en vätskekoppling är närvaron av en stator (reaktor). Statorn är monterad på ett frihjul . Med en betydande skillnad i pumpens och turbinens hastighet blockeras statorn (reaktorn) automatiskt och överför en större volym vätska till pumphjulet. Tack vare statorn (reaktorn) ökar vridmomentet upp till tre gånger [5] vid start från stillastående.
Turbinen är fast ansluten till den automatiska växellådans axel .
På grund av det faktum att överföringen av vridmoment inuti momentomvandlaren sker utan en stel kinematisk anslutning, elimineras stötbelastningar på transmissionen och bilen får större jämnhet. Den negativa effekten av momentomvandlaren är turbinhjulets "glidning" i förhållande till pumphjulet - detta leder till ökad värmegenerering (i vissa lägen kan momentomvandlaren generera mer värme än själva motorn) och en ökning av bränslet konsumtion.
För att förbättra bränsleeffektiviteten introduceras en låsmekanism i designen av moderna vridmomentomvandlare, vilket gör det möjligt att styvt ansluta pumpen och turbinen. När momentomvandlaren är låst arbetar den automatiska växellådan i läget för en stel kinematisk förbindelse mellan motorn och växellådan, liknande den manuella växellådan . I elektroniskt styrda automatiska växellådor bestäms tidpunkten för låsning av datorn, så den kan slås på nästan när som helst enligt styrprogrammet.
Automatiska växellådor tillverkade på 1900-talet inkluderade en momentomvandlarlåsning endast när en tillräckligt hög hastighet nåddes (mer än 70 km/h). Moderna automatiska växellådor inkluderar blockering av vridmomentomvandlaren vid ganska låga hastigheter (från 20 km/h), vilket gör att du kan spara bränsle inte bara när du kör på motorvägen utan också när du kör i staden. Vridmomentomvandlarlåset används också, som en manuell växellåda, för motorbromsning. I det här fallet stannar bränsletillförseln till motorn under blockeringens varaktighet, motoraxeln roterar på grund av bilens rörelse. På traktorer används momentomvandlarlåset för att starta traktormotorn "från påskjutaren" eller när traktorn går i stillastående läge.
Det bör noteras att även om låsning av vridmomentomvandlaren ger påtagliga bränslebesparingar, har det några nackdelar:
Momentomvandlare används ofta i fordon, allt från personbilar och lätta gaffeltruckar till supertunga speciallastbilschassier. Oftast arbetar de med planetväxellådor , även om det också finns kombinationer med konventionella två- och treaxliga konstruktioner. Populariteten för maskiner utrustade med en momentomvandlare kan variera mycket beroende på region. Så i slutet av 1900-talet i Västeuropa hade cirka 20% av bilarna en momentomvandlare. De allra flesta hydrauliska transmissioner med medel och hög effekt i Europa är designade och byggda av Voith i Tyskland.
Samtidigt var deras andel i USA cirka 80 %. På senare år har momentomvandlare ersatts av automatiserade eller ”robotiska” manuella växellådor från personbilsindustrin.
I Sovjetunionen, och senare i OSS, användes de i de hydrodynamiska transmissionerna av Volga, Chaika och ZIL-bilar, MZKT och KZKT multifunktionstraktorer, BelAZ -familjen , LAZ-695Zh och LiAZ-677-bussarna ", på traktorer" DT-175S "och" T-330 "och på ett antal växlingsdiesellok ( TGM3 , TGM6, TGK2) och huvudlok - TG102, TG16, TG22. Dessutom används momentomvandlare i transmissioner av vissa typer av kranar och grävmaskiner med en kabeldrivning av arbetskroppar, i drivningar av gruv- och stenbrottsbandtransportörer. Vridmomentomvandlare installerades också i propellerdriften på den mest kraftfulla flodskjuterbogseraren i Sovjetunionen " Marshal Blucher ", vilket gjorde det möjligt för motorerna på det jättelika fartyget att fungera effektivt vid låga hastigheter utan användning av propellrar med kontrollerbar stigning (genomförandet av vilket på flodfartyg är mycket svårt).
I volumetriska hydrauliska drivsystem finns det enheter som kallas hydrauliska transformatorer, men som inte har något gemensamt med hydrodynamiska transformatorer i design. Ett exempel är HC53-enheten, som står på flygplanet An-124 Ruslan och några andra, består av två identiska hydrauliska maskiner (motorpumpar) med en gemensam axel, som var och en är kopplad till sitt eget autonoma hydraulsystem. I vilket av systemen det finns mer tryck - maskinen i det systemet roterar axeln och överför mekanisk energi till en annan maskin, vilket skapar tryck i dess system. Denna design gör att du kan överföra energi från system till system utan vätskebyte, vilket, i händelse av tryckavlastning eller förorening av ett hydraulsystem, utesluter fel på ett annat. På Airbus- och Superjet-100- flygplan kallas en liknande enhet en kraftöverföringsenhet (PTU), och ljuden som åtföljer dess funktion, som påminner om ljudet av en cirkelsåg eller en hund som skäller (det senare observeras under motorstart) , skrämmer ofta passagerare. Under normal flygning, med flygplanet i gott skick, är PTU vanligtvis inaktiv.
| Turbiner och mekanismer med turbiner i sammansättningen | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Typer |
| ||||||||||
| Fordon | |||||||||||
| Strukturella element |
| ||||||||||