Принцип работы гидротрансформатора акпп: Гидротрансформатор: устройство и принцип работы

Содержание

Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором — ДРАЙВ

Не падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.

Полезная энергия в гидротрансформаторной трансмиссии расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. Также немало энергии «жрёт» насос, который создаёт рабочее давление в управляющих магистралях. Отсюда более низкий КПД. Именно по этой причине механические роботизированные коробки и вариаторы более предпочтительны.

Гидротрансформатор является идеальным демпфером крутильных колебаний и способен гасить сильные толчки, которые передаются от двигателя на трансмиссию и наоборот. Это, кстати, очень благоприятно сказывается на ресурсе двигателя, трансмиссии и ходовой части. Но хлопот гидротрансформатор тоже может принести массу. Например, он не позволяет завести автомобиль с «толкача».

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.

Схема устройства гидротрансформатора

Масло в гидротрансформаторе двигается по такой вот замысловатой траектории. Чтобы увеличить скорость и повысить крутящий момент на турбинном колесе, реактор блокируется. Правда, при этом КПД передачи несколько снижается.

Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.

Гидротрансформатор ZF и многодисковое сцепление Sachs, блокирующее насосное и турбинное колёса.

Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в полтора-два раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.

Алюминиевый селектор управления автоматической трансмиссией BMW X5.

Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.

А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.

Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.

Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.

Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Выходной вал передачи при этом соединён с солнечной шестернёй, в это время кольцевая шестерня зафиксирована.Если кольцевую шестерню отпустить и в это время при помощи фрикциона её зафиксировать относительно водила, передача получится прямой.Передача получается понижающей в том случае, когда движок приводит в действие солнечную шестерню, и при этом водило зафиксировано. Мощность при этом снимается с кольцевой шестерни.

В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.

Планетарная передача

Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).

Планетарные передачи. Водило (1), сателлиты (2), шлицы солнечной шестерни (3).

Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.

Пакеты фрикционов состоят из нескольких колец — неподвижных и подвижных. Они свободно вращаются друг относительно друга до тех пор, пока не возникнет необходимость включить передачу. Гидравлический толкатель зажмёт фрикционы тогда, когда в соответствующей магистрали будет создано рабочее давление. Подвижные элементы фрикциона, жёстко связанные, например, с водилом планетарной передачи, будут застопорены, водило остановится, передача включится.

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.

Автоматическая трансмиссия Audi Q7

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…

Одна из последних разработок компании ZF — восьмиступенчатая гидромеханическая коробка передач. Как сообщают сами создатели, коробка позволяет экономить до 6% топлива по сравнению с аналогичными шестиступенчатым «автоматом» и 14% по сравнению с пятиступенчатым. Всё логично, большое количество передач позволяет увеличить время, при котором двигатель работает в наиболее «эффективном» режиме и удельный расход топлива минимален. Теряется время на лишние переключения? Совсем немного.

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.

Управляющие клапаны гидравлического блока управления.

На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.

Шестиступенчатая трансмиссия полноприводной Audi A8

Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы по-разному — Autostick, Steptronic, Tiptronic.

Американцы любят устанавливать селектор автоматической трансмиссии на рулевую колонку. Европейцы и японцы ставят их на центральный тоннель.

Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.

На новом Mitsubishi Lancer управлять коробкой в ручном режиме можно и при помощи селектора, и посредством удобных магниевых подрулевых переключателей.

Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.

Четырёхступенчатая коробка и гидротрансформатор Hydra-Matic 2002 4T65-E (M76) концерна GM в составе силового агрегата устанавливаются на автомобиле поперечно.

В некоторых форс-мажорных случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается какая-либо одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.

Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.

Режимы автоматической трансмиссии

«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.

«R» — reverse, по-русски — задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.

Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.

«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.

«Kick-down» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.

При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.

«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.

Если поставить селектор напротив «1» (L, Low), «2» или «3», ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.

«W», «Winter», «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.

Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют по-разному: селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.

принцип работы, бублик в АКПП, схема

Гидротрансформатор АКПП (ГДТ) — элемент трансмиссии, расположенный между двигателем и механизмом переключения передач. Агрегат работает по закону гидромеханики, и является частью гидросистемы АКПП. Узел требует регулярного техобслуживания. Чтобы его починить, придется обращаться в сервис.

Устройство гидротрансформатора АКПП

Что такое гидротрансформатор в АКПП или «бублик», как его называют механики? ГДТ — это гидропривод, который связывает двигатель и автомат без жесткого соединения. Играет роль сцепления в аналогии с МКПП.

Гидроприводы бывают двух видов: гидромуфта и гидротрансформатор. Разница между ними заключается в возможности трансформатора преобразовывать крутящий момент. В то время как гидромуфта может только передавать. «Бублик» АКПП работает в обоих режимах с автоматическим переключением, поэтому его можно назвать гибридным агрегатом.

Для чего в АКПП нужен гидротрансформатор? Узел имеет несколько назначений:

  • обеспечивает бесступенчатое переключение скоростей и плавное движение автомобиля;
  • гасит вибрации и удары от работы двигателя и трансмиссии, продлевая их срок службы;
  • позволяет работать двигателю на холостом ходу;
  • способствует торможению двигателем;
  • повышает проходимость автомобиля в тяжелых условиях, непрерывно передавая крутящий момент от двигателя к колесам.

Устройство гидротрансформатора АКПП основано на законах гидравлики. Механическая сила двигателя переходит в «бублик» и превращается в гидравлическую энергию за счет движения потока жидкости в полости ГДТ. Возникает давление и кинетическая энергия, которые заставляют вращаться вал трансмиссии. А от него крутящий момент переходит в планетарный механизм переключения передач.

В теории АКПП могла бы состоять только из гидротрансформатора. Но на больших скоростях его КПД сильно снижается. Передаточное отношение «бублика» ограничено. Он не может обеспечить движение задним ходом или достаточное количество передач. Поэтому в АКПП за гидротрансформатором устанавливают планетарный редуктор, который способен получить любое передаточное число в заданном диапазоне.

Одним из передовых разработчиков восьми скоростных коробок передач с гидротрансформатором является немецкая компания ZF. Высокотехнологичные трансмиссии этого производителя устанавливают в автомобилях Jeep, BMW, Volkswagen, Audi, Jaguar, Cadillac, Infinity.

Описание конструкции гидротрансформатора

Гидротрансформатор расположен в корпусе АКПП и соединен с масляным насосом через входной вал трансмиссии. С противоположной стороны «бублик» крепится к маховику двигателя через резьбовые бобышки.

Детали гидротрансформатора АКПП находятся в герметичном кожухе, где погружены в жидкость ATF. Из-за тороидальной формы корпуса гидротрансформатора его и прозвали «бубликом». Чтобы добраться до начинки, нужно аккуратно разрезать сварной шов по экватору кожуха.

В разрезе гидротрансформатор АКПП представляет собой набор лопастных колес и муфт, установленных на одной оси:

  • насосное колесо;
  • турбинное колесо;
  • реакторное колесо;
  • обгонная муфта;
  • муфта блокировки.

Насосное колесо приварено к крышке корпуса, который соединяется с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо конструктивно похоже на насосное и установлено напротив с небольшим зазором. Турбина жестко связана с входным валом трансмиссии.

Между насосом и турбиной стоит реактор. Он зафиксирован на муфте свободного хода, которая крепится на втулке входного вала. Муфта блокировки находится за турбиной.

На кинематической схеме изображено, как расположены основные части гидротрансформатора, и показана траектория движения потока жидкости. Конструктивно гидротрансформатор АКПП представляет собой устройство прямого хода, когда лопастные колеса заставляют жидкость циркулировать в таком порядке: насос — турбина — реактор — насос.

Гидротрансформаторы с обгонной муфтой называют комплексными.

Составные части гидротрансформатора

Основу насосного и турбинного колес гидротрансформатора составляет чаша, отлитая из легкого сплава. На внутренней и наружной поверхности чаши вырезаны пазы, между которыми расположены лопатки. Лопатки изготовлены штамповкой и соединены между собой торическим диском с помощью подгибных усиков. Дополнительно лопатки на чаше застопорены кольцом.

Кривизна чаши и сложная форма лопаток рассчитаны под требование увеличить эффективность циркуляции жидкости. Таким образом, конструкция колес обеспечивает необходимую скорость и направление движения масла.

Турбинное колесо опирается на вал посредством ступицы и подшипников скольжения или качения. Подшипник воспринимает радиальные и осевые нагрузки.

Ступица насоса обычно используется для привода масляного насоса, расположенного за гидротрансформатором. Привод срабатывает при заходе торцевых шлицев ступицы в соответствующие пазы ведущей шестерни насоса.

Реактор представляет собой 2 металлических кольца разных диаметров. Между кольцами приварены лопасти под заданным углом наклона. Окно лопатки реактора со стороны турбины шире, чем со стороны насоса. Это решение позволяет создавать необходимое давление жидкости.

Все рабочие механизмы размещенные в корпусе бублика

Реактор установлен на муфте свободного хода роликового типа. Муфта состоит из внешней и внутренней обоймы, между которыми находятся ролики и стопорные элементы. Внутренняя обойма зафиксирована на валу, а внешняя соединена с реактором. Когда ролики свободно перекатываются — обоймы вращаются независимо. При стопорении роликов пружинами обоймы сцепляются и могут двигаться только в направлении вала. Обгонная муфта обладает высокой нагрузочной способностью и износостойкостью

Для увеличения КПД и экономичности «бублика» в АКПП в конструкцию введена муфта блокировки. В ее состав входят: корпус, поршень с фрикционным диском и ступица. Корпус выполнен в виде диска с пазами, в которых установлены пружины. Они выполняют роль демпфера крутильных колебаний. Поршень представляет собой круглую металлическую плиту с приклеенным фрикционным диском со стороны корпуса ГДТ.


В автоматах с 6 ступенями муфта блокировки гидротрансформатора может работать в трех состояниях: разомкнутом, с проскальзыванием и замкнутом. Режим зависит от включенной передачи, нагрузки двигателя и скорости автомобиля. Обычно при разгоне блокировка сначала работает с регулируемым проскальзыванием, а потом замыкается.

Принцип работы гидротрансформатора

Принцип работы гидротрансформатора АКПП основан на преобразовании и передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии через работу жидкости. Производитель подбирает ATF по вязкости, допуску на нагрузку двигателя, количеству присадок. Поэтому от рабочих свойств масла зависит качество работы «бублика» и всей АКПП.

С запуском двигателя начинает работать насосное колесо и масляный насос. В гидротрансформатор попадает масло АКПП. Под действием центробежной силы жидкость от насосного колеса захватывается из центральной оси и нагнетается лопастями к верхнему краю по часовой стрелке. Оттуда масло перебрасывается на верхние лопатки турбинного колеса. Давление «толкает» их, заставляя турбину вращаться.

Под действием центростремительной силы ATF от верхней границы турбины переходит к центру, усиливая вращение. Происходит трансформация крутящего момента. Чем выше частота оборотов коленчатого вала, тем сильнее раскручивается турбина.

Жидкость от лопаток турбины движется против часовой стрелки и возвращается к насосному колесу. При этом, давление масла противодействует движению насоса, затормаживая его. Прекращается усиление крутящего момента. С этого момента АКПП работает без гидротрансформатора: он перешел в режим гидромуфты.

Для предотвращения торможения между колесами установлен реактор. Его задача — перенаправить поток жидкости от турбины в направление движения насосного колеса. Кинетическая энергия масла турбины расходуется на увеличение частоты вращения насоса. Таким образом, реактор помогает двигателю вращать насос или гидротрансформатор в целом, усиливая крутящий момент.

Режимы работы

Изменение гидродинамической передачи в гидротрансформаторе обеспечивается установкой реактора на обгонную муфту. Это позволяет «бублику» автоматически переключаться в режим гидромуфта и гидротрансформатор.

В задачи обгонной муфты входит:

  • удерживать реакторное колесо в неподвижном состоянии — режим муфты;
  • приводить во вращение;
  • обеспечивать свободное вращение — режим трансформатора.

Реактор свободно вращается, пока разница между скоростями насосного и турбинного колес не достигает предела. Тогда обоймы муфты стопорятся. Реактор блокируется.

Через лопасти реактора со стороны турбины проходит масла больше, чем выходит к насосу. Скорости колес выравниваются. Объем входного потока жидкости на реакторе совпадает с выходным, и муфта освобождает ректор. Так гидротрансформатор снова превращается в гидромуфту.

Проскальзывание гидротрансформатора

При большой разнице частот вращения насосного и турбинного колес происходит их пробуксовка. В ГДТ АКПП этот эффект называется проскальзыванием. Жидкость ускоряется и быстро нагревается.

20% гидравлической энергии переходит в тепловую. Излишки тепла выбрасываются в радиатор охлаждения, т.е. деньги за топливо буквально вылетают на воздух.

Чтобы повысить экономичность «бублика» в АКПП, инженеры установили муфту блокировки. Она устраняет проскальзывание ГДТ и обеспечивает режимы работы:

  • полное включение;
  • регулируемое по пробуксовке включение;
  • полное выключение.

КПД гидротрансформатора при включении блокировки достигает 90%. Чтобы увеличить показатель до 97%, для управления муфтой в схему включили клапан с электронным управлением. В некоторых моделях АКПП блокировка включается уже на 2 передаче.

Блокировка гидротрансформатора АКПП

Муфта является гидроуправляемой и работает по сигналу золотниковых клапанов, которые приводятся в действие давлением жидкости. Трансмиссионное масло поступает в полость между кожухом «бублика» и поршневой плитой, а затем в полость турбины. Фрикционный диск не касается крышки ГДТ. Крышка работает со свободным скольжением. Когда давление в полостях равны, муфта отключена.

По сигналу из гидроблока клапан переключает контур движения масла. Давление жидкости передается к поршню со стороны турбины. В камере между поршнем и крышкой «бублика» стравливается давление. Жидкость сливается через канал. Давление со стороны турбины заставляет поршень сместиться в сторону кожуха. Муфта плавно включается.

Поршневая плита вибрирует относительно ступицы, пружины на крышке блокировочной муфты деформируются. Пружинный демпфер поглощает колебания, передавая их на вал гидротрансформатора. Трение между фрикционом и кожухом растет. В результате гидротрансформатор АКПП блокируется. Между валом двигателя и турбиной установлена жесткая связь.


Режим блокировки обеспечивает спортивные характеристики автомобиля с плавным переключением скоростей в АКПП. За динамичность, комфорт и экономичность приходится платить снижением надежности и срока службы ГДТ.

При жесткой сцепке двигатель и коробка подвержены ударным нагрузкам, поскольку жидкость «бублика» не гасит удары и вибрации. Из-за высоких скоростей быстро истирается фрикцион, загрязняя масло абразивом. В результате ресурс АКПП снижается.

Управление ГДТ

Современные гидротрансформаторы АКПП находятся под управлением электронного модуля (ТСМ). Он собирает и анализирует информацию с датчиков давления, скорости вращения вала трансмиссии и других. Затем формирует импульсы, которые передаются на соленоиды в гидроблоке. Оттуда запускается алгоритм управления датчиками и клапанами.

Про масло АКПП

Рабочее тело гидротрансформатора сильно нагревается. Для охлаждения масло покидает полость «бублика» и проходит в сливной клапан. Оттуда жидкость под давлением попадает в распределительный клапан. Если датчики регистрируют повышение температуры, масло отправляется в радиатор АКПП. Охлажденная жидкость переходит в масляный насос через регулятор давления.

Эффективность ГДТ

Работу гидротрансформатора в АКПП оценивают по:

  • передаточному отношению угловых скоростей его колес;
  • коэффициенту трансформации, который показывает степень увеличения крутящего момента;
  • коэффициенту полезного действия, определяющему энергетические свойства и экономичность;
  • коэффициенту прозрачности.

Трансформация Кт зависит от диаметра «бублика», плотности масла АКПП и крутящих моментов на колесах. Максимальное значение Кт=2,5—3,0 достигается, когда турбина неподвижна. Чем выше передаточное отношение, тем ниже коэффициент трансформации. В режиме гидромуфты крутящие моменты на валах колес равны, поэтому трансформации не происходит Кт=1.

КПД гидротрансформатора зависит от соотношения мощностей, подаваемых к турбине и насосу. Показатель может достигать 97% в режиме гидромуфты, когда передаточное отношение оптимально — 0,7—0,8. В среднем КПД составляет 70—80%.

Коэффициент прозрачности П определяет, насколько ГДТ нагружает двигатель в момент изменения режима работы турбины. Для определения прозрачности нужно соотнести моменты насосного колеса при остановленной турбине и при трансформации Кт=1.

При П=1 гидротрансформатор непрозрачен. Крутящий момент турбины не влияет на работу двигателя, который находится в постоянном нагрузочном режиме. У прозрачного ГДТ П>1. Изменение нагрузки на турбинном колесе отражается на мощности двигателя. Прозрачность позволяет использовать тяговые характеристики мотора для улучшения динамики автомобиля.

Признаки неисправности

О проблемах в гидротрансформаторе сигнализирует быстрое потемнение масла после замены. Автомобиль может расходовать больше топлива и дергаться при спокойном движении. Другие признаки можно распознать по ощущениям, слуху и запаху.

Симптом Причина
Громкий металлический стук, скрежет при переключении передач Разрушились лопасти колес
Легкий металлический звук, шуршание при переключении передач Вышли из строя опорные подшипники
Вибрации, толчки при переключении скоростей, движение «по терке» Проскальзывание гидротрансформатора из-за износа фрикционного слоя на муфте блокировки

 

Вибрация на скорости 50 — 70 км/ч Неравномерное истирание фрикциона, загрязнение жидкости, забитый масляный фильтр
Ухудшилась динамика автомобиля Неисправна обгонная муфта
При проверке уровня масла обнаружены частицы металла Возможно повреждение муфты свободного хода, износ деталей
Двигатель заглох при смене передач Работа гидротрансформатора блокируется системой управления
Запах расплавленной пластмассы Перегрев гидротрансформатора. Плавление пластиковых элементов.

Обнаружение симптомов не всегда указывает на проблему в гидротрансформаторе, поскольку причина может скрываться и в других частях коробки. Диагностика гидротрансформатора поможет определить причину и характер поломки в АКПП.

Мастер автосервиса проводит проверку по такому алгоритму:

  1. Собирает информацию о побеге автомобиля, сроках замены ATF, проведенных капремонтах, симптомах.
  2. Снимает коды неисправности с бортового компьютера.
  3. Осматривает АКПП.
  4. Ставит диагноз или проводит дополнительные тесты: меняет масло, измеряет давление, прозванивает электрические цепи.

Предварительный диагноз можно поставить и самостоятельно. Для этого нужно изучить мануалы, устройство и особенности своей АКПП.

Что в гидротрансформаторах ломается чаще всего

Муфта блокировки

Неисправности в гидротрансформаторе чаще всего возникают из-за проскальзывания или трения муфты блокировки. Фрикционный диск истирается, отслойки материала и клей попадают в масло. В результате жидкость АКПП загрязняется и перегревается. Повышается износ втулок и подшипников.

Неоднородное истирание фрикциона в ГДТ АКПП становится причиной появления вибраций при блокировке муфты. Сальники, подшипники, втулки бьются, что ведет к ускорению износа «бублика». Страдает и масляный насос, что ведет к масляному голоданию всей коробки.

Уплотнители

Другим «слабым местом» гидротрансформатора являются сальники и уплотнители. Детали изготавливают из тефлона или пластика. Они способны пройти 200 000 км. Но из-за агрессивного вождения или неудачной конструкции АКПП, уплотнители начинают протекать, быстрее стареют. Когда сальники истончаются, от них отрываются крупные фрагменты, которые засоряют масло.

Обгонная муфта

В редких случаях бывает неисправна обгонная муфта. Ролики изнашиваются, начинают проскальзывать или заклинивать. В результате муфта не может блокировать реактор. ГДТ не перейдет в режим гидромуфты. Из-за чрезмерной нагрузки обойму муфты может провернуть, а металлические продукты износа попадут в масло.

Как влияет на АКПП

«Заболевания» гидротрансформатора отражаются на других узлах КПП, выводят их из строя. «Бублик» — главный «загрязнитель» и «нагреватель» АКПП. Масло разносит по коробке фрикционную и металлическую грязь. Забивает шлаками каналы гидроблока, соленоиды, клапаны, датчики. В результате переключение передач происходит с задержкой, растет расход топлива, истираются детали автомата. Поэтому при появлении посторонних звуков, вибраций в автоматической коробке, нужно сразу проверять состояние гидротрансформатора в АКПП. Это поможет его спасти с минимальными расходами.

Ремонт ГДТ

В ремонт гидротрансформатора АКПП в сервисном центре входит:

  • съем и разбор автомата;
  • слив жидкости из гидротрансформатора;
  • разрез сварочного шва на токарном станке;
  • мытье и очистка составных деталей от стружки и масляных пятен;
  • проведение внешнего осмотра;
  • замена фрикционного диска, уплотнителей, даже если они в целом состоянии;
  • замена подшипников, обгонной муфты, ступицы при необходимости;
  • сборка, сварка корпуса;
  • проверка биения, давления, герметичности;
  • установка ГДТ в АКПП;
  • балансировка в сборе.

От качества и точности выполненных работ зависит дальнейший срок службы гидротрансформатора. Для ремонта нужны специализированные инструменты, станки, стенды, знания особенностей конкретной АКПП. В случае неполадок нужно обращаться в узконаправленный сервис, который «набил руку» на ремонте определенной модели.

Агрегат не всегда можно починить. Для особо редких экземпляров сложно найти замену. В этому случае принимают решение о восстановлении деталей ГДТ.

Средняя цена за ремонт «бублика» АКПП составляет 5000 р. Замена — от 50 000 р. Цены зависят от модели агрегата и сложности поломки.

Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации ГДТ

Применение «бублика» в трансмиссии упрощает и облегчает управление автомобилем даже в тяжелых условиях. Однако, АКПП с гидротрансформатором при сравнении с МКПП проигрывает по параметрам:

  • низкий КПД без применения блокировки;
  • расход топлива на 10% выше;
  • малый диапазон изменения крутящего момента «бублика» и необходимость установки планетарного редуктора;
  • сложность конструкции и обслуживания;
  • высокая стоимость.

Чтобы стать постоянным клиентом мастерской по ремонту гидротрансформатора АКПП, нужно соблюдать два правила:

  • как можно чаще вжимать педали газа и тормоза в пол, чтобы быстрее истереть фрикцион муфты блокировки в абразивную пудру, загрязнить масло и ускорить износ автомата;
  • никогда не менять жидкость, особенно, если она черная, горячая, а уровень выше или ниже нормы.

Если серьезно, то ГДТ выходит из строя медленно и незаметно для водителя. Явный сигнал неисправности — течь масла в месте соединения гидротрансформатора и двигателя. Другие признаки неполадки могут проявляться уже на стадии распространения «заболевания» по все АКПП. Поэтому, если автомобиль ведет себя странно: медленно разгоняется, увеличил расход топлива, при движении появляется вибрация — нужно отправить машину на проверку.

Перед самостоятельным осмотром коробки нужно изучить устройство и особенности конкретной модели АКПП. Чтобы добраться до гидротрансформатора, придется снимать всю коробку. Без распила и разборки отремонтировать «бублик» не получится. Промывка гидротрансформатора растворителями может повредить колесам и «разъесть» сальники.

После ремонта и сборки АКПП необходима балансировка гидротрансформатора. Не все сервисы проводят эту операцию, поскольку она трудоемка и проблематична. ГДТ работает на высоких оборотах — дисбаланс или нарушение соосности валов выведут из строя не только «бублик», но и всю АКПП.

Срок службы современного гидротрансформатора АКПП составляет 150 — 200 000 км. Ресурс сократится до 100 000, если менять масло. Фрикционы истираются к 120 — 150 000 км и тоже требуют замены. После 200 000 км «бублику» с регулируемым проскальзыванием прописан плановый капремонт.

Гидротрансформатор АКПП: все об устройстве и неисправностях

Гидротрансформатор – это далеко не новое изобретение для автомобильной индустрии. Впервые он появился порядка ста лет назад, но за долгое время своего существования устройство претерпело значительные изменения. Сегодня гидротрансформаторы используют для передачи крутящего во многих отраслях промышленности. Разумеется, автомобильная промышленность исключением не стала. Об особенностях устройства гидротрансформаторов, принципе их работы, а также неисправностях вы сможете узнать из материала Avto.pro.

Экскурс в историю

Прообраз современных гидротрансформаторов был создан еще в 1905 году Германом Феттингером – талантливым немецким инженером, который работал над устройствами для передачи передачи крутящего момента. Свой механизм он назвал гидромуфтой. Изначально его планировалось использовать в судах. Суть работы муфты сводилась к передаче крутящего момента с помощью рециркуляции жидкости, которая заполняла пространство между парой лопастных колес. Такое техническое решение должно было решить проблемы обратной нагрузку на валы, двигатель и их соединительные элементы – жидкость решила бы недостатки жесткой связи между агрегатами и смежными с ними деталями.

Первый автомобиль, оснащенный гидротрансформатором, выпустил концерн General Motors. Это была модель Oldsmobile Custom 8 Cruiser 1939 года. Автолюбители отметили, что управление данным автомобилем было очень легким, простым и, разумеется, комфортным. Чуть позже аналогичные устройства начали применять и в других моделях личного транспорта. Сегодня гидротрансформатор является верным спутников автоматических коробок передач. Автолюбители часто называют его «бубликом» из-за специфической геометрии.

Достоинства и недостатки

Прежде чем мы начнем изучать устройство гидротрансформаторов, давайте разберемся, почему их вообще стали применять. Трансмиссия с жестким соединением первичного вала с двигателем имеет серьезный недостаток: в определенных режимах работы двигателя на трансмиссию приходятся сильные нагрузки, которые становятся причиной ускоренного износа деталей. Трансформатор решил эту проблему. Но у него есть и другие достоинства. Среди них:

  • Обеспечение плавного троганья с места;
  • Потенциальная возможность увеличения крутящего момента от автомобильного двигателя;
  • Устройство практически не нуждается в обслуживании.

Где есть достоинства, там есть и недостатки. Главная особенность гидротрансфортматора – передача момента посредством движения жидкости – является и его главным недостатком. Вот почему автоконцерны продолжают работать над его улучшением:

  • Устройство имеет относительно невысокий КПД;
  • Оно пагубно сказывается на динамике автомобиля;
  • Стоимость устройства довольно высока.

Так как на раскручивание жидкости в гидротрансформаторе требуется время и мощность, динамика автомобиля может пострадать. Кроме того, проектирование и сборка гидротрансформатора требует больших экспертных мощностей и денежных трат. Автомобиль, оснащенный АКПП с трансформатором стоит дороже моделей с наиболее простой механической трансмиссией. Но с учетом того, что устройтсво не только делает работу трансмиссии более плавной, но и увеличивает ее эксплуатационный ресурс, денежные траты окупаются. 

Подробнее о принципе работы

Принцип работы гидротрансформатора сводится к передаче момента от двигателя к автомобильной трансмиссии без создания жесткой связи. Момент передается посредством рециркуляции жидкости. По сути, работает трансформатор АКПП так же, как и гидравлическая муфта. Но не стоит путать два этих устройства – гидротрансформатор несколько сложнее. Он состоит из таких элементов:

  1. Корпус;
  2. Насосное колесо / насос;
  3. Статор / реактор;
  4. Обгонная муфта;
  5. Механизм блокировки / плита блокировки;
  6. Турбинное колесо / турбина.

Если разобрать гидротрансформатор, то можно увидеть следующее: на одной оси размещено турбинное, насосное и реакторное колесо, а весь внутренний объем механизма заполнен трансмиссионной жидкостью. Между каждым из лопастных колес нет жесткого соединения, но оно и не требуется. Насосное колесо имеет жесткое соединение с коленвалом, а значит, при запуске двигателя оно будет проворачиваться вместе с ним. Турбинное колесо имеет жесткое соединение с первичным валом автомобильной АКП. Между этими колесами расположен реактор, иначе называемый статором. Сам же реактор имеет смежный элемент – муфту свободного хода, которая не дает ему вращаться в двух направлениях. Кстати, в обычных гидравлических муфтах, которые часто сравнивают с гидравлическими трансформаторами, статора и муфты нет.

Лопасти всех колес имеет особую геометрию, которая позволяет им захватывать как можно больший объем трансмиссионной жидкости. Работает устройство так: при включении двигателя и по ходу повышения оборотов насосное колесо начинает вращаться со все большей скоростью, постепенно раскручивая и жидкость. Так как турбинное колесо имеет схожую геометрию лопастей, оно начнет вращаться, увлекаемое трансмиссионной жидкостью. Выделяется здесь только реактор – он придает жидкости ускорение. Это становится возможным благодаря особой конструкции лопаток. Они имеют специфический профиль с сужающимися межлопаточными каналами. Жидкость, входя в сужающиеся каналы, выбрасывается в сторону выходного вала с увеличенной скоростью.

Формирование потока жидкости в гидротрансформаторе напрямую определяется скоростью насосного колеса. Скорость вращения последнего, в свою очередь, зависит от скорости вращения коленчатого вала. Как только лопастные колеса синхронизируется, гидротрансформатор начинает работать как гидромуфта – он не увеличивает крутящий момент. Если же нагрузка на выходной вал увеличивается, турбинное колесо немного замедляется. Реактор (статор) блокируется, начиная трансформировать поток трансмиссионной жидкости.

Режимы работы

Для полного понимания принципов работы гидротрансформатора стоит уделить внимание режимам его работы. Как стало понятно из предыдущих разделов, этот агрегат передает крутящий момент без жесткого соединения вращающихся деталей. Однако в силу отсутствия такого соединения агрегат имеет несколько недостатков. В частности, уже упомянутые низкий КПД и посредственная динамика автомобиля. Проблемы удалось решить на конструктивном уровне – введением механизма блокировки, иначе называемого блокировочной плитой. У современных гидротрансформаторов есть несколько режимов работы:

  1. Блокировка;
  2. Проскальзывание.

Блокировочная плита соединена с турбинным колесом, а значит, и с первичным валом коробки передач при помощи пружин демпфера крутильных колебаний. Получив команду от блока управления трансмиссией, она прижимает к внутренней поверхности корпуса агрегата под действием давления жидкости. Так как на плите расположены фрикционные накладки, она может обеспечить жесткое соединение и передачу крутящего момента от силового агрегата трансмиссии даже без участия жидкости. Блокировка может включаться на любой из передач.

Блокировка гидротрансформатора может быть и частичной. Если плита прижимается к корпусу устройства неполностью, гидротрансформатор переходит в режим проскальзывания. Крутящий момент при этом передаваться как через механизм блокировки, так и через циркулирующую жидкость. В этом режиме автомобиль имеет достойные динамические характеристики, а его трансмиссия продолжает работать плавно. Электроника включает частичную блокировку при разгоне и отключает при понижении скорости. У данного режима есть только один недостаток: частое его включение приводит к истиранию фрикционной накладки плиты. Продукты износа попадают в трансмиссионное масло, что отрицательно сказывается на его рабочих свойствах.

Применение гидротрансформаторов

Возьмем пример того, когда гидротрансформатор упрощает пользование автомобилем. Предположим, начинается подъем на гору после движения по ровному участку дороги. Водитель забыл о манипуляциях с педалью акселератора. Так как нагрузка на ведущие колеса увеличилась, а автомобиль сбросил скорость, частота вращения турбины должна уменьшиться. При этом уменьшилось гидравлическое сопротивление – скорость циркуляции трансмиссионного масла в гидротрансформаторе увеличилась. Это означает, что крутящий момент, передаваемый валу турбинного колеса, вырос. Водитель обнаружит, что пока лопастные колеса не синхронизировались, автомобиль двигается так, будто произошел переход на низшую передачу, как это делается в автомобилях с механической коробкой передач.

Пытливый автолюбитель может обнаружить следующее: крутящий момент может преобразовываться гидротрансформатором слишком большое число раз. Что при этом происходит? Необходимая скорость уже достигнута, однако жидкость продолжает набирать скорость вращения. Здесь на выручку приходит механизм блокировки. Он создает жесткую связь между ведущим и ведомым валом. Блокировка устроена так, что потери  мощности будут минимальными. При этом гидротрансформатор не увеличит расход топлива как до, так и после блокировки.

Вот еще один вопрос: если гидротрансформатор сам может менять величину крутящего момента, зачем присоединять его к автоматической коробке передач? Дело в том, что коэффициент изменение крутящего момента данного устройства равен 2,0 – 3,5 (обычно 2,4). Это не тот диапазон передаточных чисел, который нужен для эффективной работа автомобильной трансмиссии. К тому же, гидротрансформатор никак не поможет в движении задним ходом или в случаях, когда ведущие колеса разъединены с двигателем.

Неисправности гидротрансформаторов

Конструкция гидротрансформатора не кажется слишком сложной. Да, каждая деталь устройства спроектирована с учетом того, что к ней будут прилагаться большие нагрузки. Однако учтите тот факт, что в тандеме с трансформатором работает и электроника. Механические и электронные компоненты рано или поздно выходят из строя, причем у разных моделей авто могут быть свои специфические неисправности. Чаще всего автолюбители отмечают следующее:

  • Появление посторонних звуков при работе трансмиссии без приложения нагрузки. Причина: износ опорных или промежуточных подшипников;
  • Появление вибрации на высоких скоростях, реже – во всех режимах работы АКПП. Причина: засоренность масляного фильтра и загрязнение трансмиссионной жидкости;
  • Выход реактора из строя и падение динамике автомобиля. Здесь стоит проверить обгонную муфту;
  • Скрежет, стук гидротрансформатора. Причина: разрушение лопастей;
  • Самопроизвольное переключение ступеней АКПП. Причина: неисправность электронной системы управления;
  • Полный выход трансмиссии из строя. Такое может произойти при обрыве соединения колеса с первичным валом коробки передач. Иногда помогает восстановление шлицевого соединения.

Отдельно стоит сказать об опасности перегрева гидротрансформатора. Если автолюбитель игнорировал необходимость замены трансмиссионного масла, трансформатор будет страдать от сухого трения и перегрева. Также стоит уделять внимание остаточному ресурсу фильтра АКПП и чистоте системы охлаждения агрегата. Обычно проблема устраняется заменой расходников, чисткой и заливкой нового масла. В запущенных случаях требуется замена отдельных узлов гидротрансформатора.

Общие признаки выхода гидротрансформатора из строя: повышенный расход топлива, рывки при движении на постоянной скорости, а также при торможении двигателем, плохое состояние масла при замене. Как правило, масло в агрегате с изношенным гидротрансформатором имеет черный цвет. Некоторые неисправности могут указывать на поломку других деталей автоматической коробки передач, так что если вы заметили ненормальную работу трансмиссии, скорее обращайтесь к специалисту для диагностики своего авто.

Выбор нового агрегата

Найти новый гидротрансформатор не так уж сложно. Автолюбителям важно понимать, что при подборе нельзя допускать ошибок – если он выберет неподходящий агрегат, его не получится установить на свой автомобиль. Как результат, устройство нужно будет возвращать продавцу и начинать поиски снова. Чтобы не допустить ошибку, гидротрансформатор обычно ищут по:

  • VIN-коду;
  • Коду имеющегося агрегата.

Особняком стоит поиск по параметрам автомобиля. Он не всегда дает точный результат, но если вести поиски в проверенных электронных каталогах, то вероятность ошибки становятся меньше. Необходимо указывать практически все технические параметры транспортного средства – от марки, модели и года выпуска до характеристик двигателя и коробки передач.

Отдельно стоит рассказать о ремонте гидротрансформатора. Новое устройство в сборе стоит от 600 до 1000$, а иногда и больше. Ремонт же обходится в среднем в 4-6 раза дешевле. Впрочем, важно учитывать и стоимость снятия коробки передач. Как правило, мастера проводят мойку и дефектовку деталей, меняют уплотнители, гидроцилиндры, фрикционные накладки блокировочной плиты, а также по необходимости балансируют лопаточные колеса. Полный выход гидротрансформатора из строя – это запущенный случай. Автолюбителям достаточно менять расходники и вовремя проводить диагностику.

Вывод

Гидротрансформатор – это один из важных компонентов автоматических коробок передач, который делает эксплуатацию автомобиля еще более простой и комфортной. В силу относительной простоты устройства и применения деталей с большим эксплуатационным ресурсом, он редко выходит из строя. Но не стоит думать, что довести дело до капитального ремонта будет сложно. Если водитель игнорирует необходимость регулярной замены масла и фильтров, поломка случится в самый неожиданный момент. Впрочем, даже изношенный гидротрансформатор можно отремонтировать. Добиться полного выхода устройства из строя нелегко. Если вы заметили, что трансмиссия начала работать ненормально, мы советуем для начала обратиться к специалисту. Он локализует проблему и выяснит, подлежат ли компонента АКП ремонту. Так как новый гидротрансформатор стоит немалых денег, ремонт будет предпочтительнее.

Гидротрансформатор АКПП | Признаки неисправности

По мере развития технологии конструкция усложнялась и модернизировалась. В настоящее время трансформатор на автоматической коробкой передач выполняет функции сцепления. То есть во время приключений передач данный элемент размыкает связь коробки с двигателем. Сразу же после включения повышающей или понижающей передачи гидротрансформатор берет на себя часть крутящего момента, что позволяет обеспечить максимально плавное переключение ступеней.

 

Принцип работы | Общая информация | Устройство |

Конструкция гидротрансформатора для автоматической коробки передач состоит из трёх колец с лопастями. Все три кольца согласно вращаются и располагаются в одном корпусе. Внутри корпуса находится рабочая жидкость, которая позволяет смазывать и охлаждать подвижные элементы. Насаживается гидротрансформатор на коленчатый вал, и далее соединяется непосредственно с коробкой передач. Рабочая жидкость нагнетается внутрь корпуса устройства при помощи специальной помпы. Помпа позволяет обеспечить необходимое давление, а при проблемах с герметичностью конструкции появляются активные утечки рабочей жидкости, что в свою очередь приводит к повреждению механических вращающихся элементов.

 

Современные гидротрансформаторы, которые используются на автомобилях с АКПП, имеют полностью компьютерное управление, а многочисленные датчики следят за давлением и скоростью движения валов внутри ядра трансформатора. Необходимо сказать, что подобное усложнение конструкции привело к снижению надёжности устройства и на устройство гидротрансформатора в целом. В особенности на эксплуатационный срок и показатели надёжности сказывается эксплуатация в максимально жёстких режимах, что характерно для современных автомобилей.

 

Работа гидротрансформатора Видео

 

Контроль работы гидротрансформатора и его оптимизация с работой коробки передач выполняется при помощи специального блока управления. Это полностью автоматическая система управления получает данные с многочисленных датчиков, установленных в коробке и самом гидротрансформаторе. При появлении каких-либо проблем в работе устройства автоматика выводит сообщение об ошибке. В отдельных случаях может отмечаться полная блокировка работы гидротрансформатора, что приводит к отключению двигателя при изменении режимов работы коробки. Также  необходимо отметить, что большинство поломок трансформаторов происходит на механическом уровне. Поэтому при выполнении диагностики автомобиля точно определить характер и место поломки затруднительно. Необходимо разбирать повреждённый элемент и визуально проводить его осмотр. Только так возможно определить имеющуюся поломку.

 

 

Инженеры ведущих автопризводителей постоянно проводят изыскания, которые должны позволить повысить показатели надёжности техники и устранить проблемы в работе данного устройства. Появление новых конструкторских разработок позволяет существенно модернизировать гидротрансформатор, который сегодня может с легкостью использоваться на автомобилях, оснащенных дизельными моторами. Для таких дизельных моторов характерен высокий показатель крутящего момента. Если ранее трансмиссии с трудом справлялись с высокими показателями крутящего момента и достаточно быстро выходили из строя, то сегодня существенным образом повысилась надёжность автоматических коробок передач и гидротрансформаторов.

 

Гидротрансформатор АКПП устройство

 

Теоретически срок эксплуатации гидротрансформатора совпадает с эксплуатационным сроком автоматической коробки передач. Однако, как и любой другой механический элемент, он может выходить из строя и требовать ремонта. В отдельных случаях необходимо проводить полную замену гидротрансформатора, что приводит к существенным расходам автовладельца на ремонт гидротрансформатора.

 

Гидротрансформатор АКПП Признаки неисправности

Опишем основные симптомы поломок гидротрансформаторов, которые должны являться поводом для скорейшего обращения в специализированные ремонтные мастерские.

 

1 При переключении передач может быть слышен лёгкий механический звук. При увеличении оборотов и под нагрузкой механический звук исчезает. Подобное может свидетельствовать о проблемах с опорными подшипниками. Необходимо разбирать гидротрансформатор и оценивать состояние подшипников.

 

2 В скоростном диапазоне от 60 до 90 километров в час может отмечаться лёгкая вибрация. По мере ухудшения проблем с гидротрансформатором вибрация будет увеличиваться. Подобное может быть вызвано тем, что продукты износа рабочей жидкости могут забивать масляный фильтр. В данном случае ремонт гидротрансформатора заключается в замене масляного фильтра и рабочей жидкости гидротрансформатора. Как правило, требуется провести одновременно замену масла в самом моторе и коробке передач.

 

3 Наличием проблем с динамикой автомобиля свидетельствует о выходе из строя так называемой обгонной муфты. В данном случае необходимо разбирать гидротрансформатор и менять вышедшую из строя муфту.

 

4 Остановка автомобиля без возможности продолжения движения свидетельствует о повреждении шлица на турбинном колесе. Устранение неисправности заключается в установке новых шлицов или же замене всего турбинного колеса.

 

5 Появление характерного шуршащего шума при заведённом автомобиле свидетельствует о проблемах с подшипником, которые располагаются между турбинным или же реакторным колесом и крышкой гидротрансформатора. При движении такой шуршащий звук может полностью исчезать. В данном случае вам необходимо как можно раньше обратиться в сервисный центр и провести ремонтные работы. В большинстве случаев необходимо будет провести замену повреждённых игольчатых упорных подшипников. Стоимость такого ремонта неисправности гидротрансформатора не слишком высока.

 

6 При переключении передач может быть слышен громкий металлический стук. Подобное свидетельствует о деформации и выпадении лопаток. Ремонт заключается в замене повреждённого колеса в гидротрансформаторе.

 

7 Необходимо регулярно проверять состояние масла в гидротрансформаторе и коробке передач. При появлении на масляном щупе коробки передач алюминиевой пудры необходимо выполнить проверку муфты свободного хода, которая изготовлена из алюминиевого сплава. В большинстве случаев появления такой пудры на щупе свидетельствует о проблеме в «бублике» и износе торцевой шайбы.

 

8 На работающем стоящем автомобиле в районе коробки передач может появляться характерный запах плавящейся пластмассы. Подобное происходит по причине перегрева гидротрансформатора и плавления полимерных элементов и деталей данного устройства. Перегрев гидротрансформатора может возникать по нескольким причинам. В первую очередь это проблемы со смазкой. Так, например, при падении уровня масла отмечаются характерные признаки голодания коробки и гидротрансформатора. Также могут отмечаться проблемы с системой охлаждения акпп, которая не может качественно охлаждать масло в забитом теплообменнике. Ремонт в данном случае заключается в замене масла и проверке работоспособности системы охлаждения смазки.

 

9 При переключении передач или же при смене режимов работы коробки двигатель может глохнуть. Подобное свидетельствует о выходе из строя управляющей автоматики, которая блокирует работу гидротрансформатора. Ремонт заключается в замене вышедшего из строя блока управления.

Необходимо отметить тот факт, что каких-либо конкретных признаков неисправности гидротрансформатора нет. Поэтому в отдельных случаях специалисты сервисного центра не могут сразу определить признаки и характер поломки. Все это приводит к увеличению расходов на ремонт и неизменному простою автомобиля в сервисе.

 

Ремонт гидротрансформатора

Несмотря на кажущуюся сложность, ремонт гидротрансформатора не представляет особой сложности и может быть выполнен автовладельцем самостоятельно. Единственный нюанс состоит лишь в демонтаже гидротрансформатора с коробки передач. В данном случае необходимо использовать специальный ремкомплект, который позволит провести демонтажные работы. При проведении ремонтных работ корпус устройства  разрезается, после чего проводится проверка состояния гидротрансформатора. Именно поэтому при ремонтных работах необходимо заменять не только уплотняющие кольца, но и сам корпус устройства. При ремонтных работах проводится замена сальника и уплотнительных колец. Использовать старые, пускай даже хорошо сохранившиеся, кольца и сальники запрещается. В отдельных случаях возможна сварка корпуса гидротрансформатора, что позволяет добиться полной герметичности устройства. После завершения работы вам необходимо установить отремонтированное устройство на коробку передач и провести балансировочные работы.

 

 

Необходимо отметить, что при определённых видах поломок гидротрансформатора его ремонт и замена вышедших из строя элементов нецелесообразна с экономической точки зрения. Куда проще приобрести новые устройства и установить его вместо повреждённого элемента.

 

Ремонт гидротрансформатора Видео

 

Как вы можете видеть, ремонт гидротрансформатора относительно несложен. Однако без соответствующей подготовки и опыта работы по ремонту автомобиля провести его самостоятельно не представляется возможным. Поэтому если вы сомневаетесь в своих силах, лучше всего обратиться к профессиональным специалистам. Стоимость нового гидротрансформатора может составить порядка тысячи долларов в зависимости от марки автомобиля.

Автоматическая коробка передач (АКПП) — устройство и принцип работы. Гидротрансформатор, планетарный редуктор

Как ни странно, но в настоящее время АКПП (автоматическая коробка переключения передач) набирает популярность у автолюбителей и будущих автовладельцев. (Ваш покорный слуга относится к противникам данного вида коробок). Но об этом ниже.

Итак, АКПП…

Основное назначение АКПП — такое же, как и у механики – прием, преобразование, передача и изменения направления крутящего момента. Различаются автоматы по количеству передач, по способу переключения, по типу сцепления и по типу применяемых актуаторов.

Работу АКПП лучше рассмотреть на конкретном примере, а именно на классической трехступенчатой коробке передач с гидравлическими актуаторами (приводами) и гидротрансформатором. Надо отметить, что существуют и преселективные АКПП.

 

В устройство АКПП входит:

  1. Гидротрансформатор – механизм, обеспечивающий преобразование, передачу крутящего момента, используя рабочую жидкость. Рабочая жидкость для АКПП обычно, готовое трансмиссионное масло для автоматических коробок передач. Но многие автолюбители используют  жидкость для гидравлических приводов большегрузной техники (веретенку), хотя это и неправильно. Веретенка не предназначена для работы в условиях высокой скорости движения шестерен.
  2. Планетарный редуктор – узел, состоящий из «солнечной шестерни», сателлитов, и планетарного водила и коронной шестерни. Планетарка является главным узлом автоматической коробки.
  3. Система гидравлического управления – комплекс механизмов, предназначенных для управления планетарным редуктором.

Для того чтобы более полно объяснить принцип работы АКПП начнем с гидротрансформатора.

 

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор служит одновременно сцеплением и гидромуфтой для передачи крутящего момента к планетарному механизму.

Представьте себе две крыльчатки с лопастями, расположенными друг напротив друга на минимальном расстоянии и заключенных в одном корпусе. В нашем случае одна крыльчатка называется насосное колесо, которое соединено жестко с маховиком, вторая крыльчатка называется турбинным колесом и соединено посредством вала с планетарным механизмом. Между лопастными крыльчатками находится рабочая жидкость.

 

Принцип работы гидротрансформатора


 

Во время работы двигателя, при вращении маховика вращается и насосное колесо, его лопасти подхватывают рабочую жидкость и направляют ее на лопасти турбинного колеса, под действием центробежной силы. Соответственно лопасти турбинного колеса приходят в движение, но рабочая жидкость после выполнения работы отлетает от поверхности лопастей и направляется обратно на насосное колесо, тем самым тормозя его. Но не тут то было! Для изменения направления отлетающей рабочей жидкости между колесами располагается реактор, у которого так же имеются лопасти и расположены они под определенным углом. Получается следующее —  жидкость от турбинного колеса возвращаясь через лопасти реактора ударяет вдогонку лопасти насосного колеса, тем самым увеличивая крутящий момент ДВС, потому что сейчас действуют две силы – двигателя и жидкости. Надо отметить, что при начале движения насосного колеса, реактор стоит неподвижно. Так продолжается до тех пор, пока обороты насосного не сравняются с оборотами турбинного колеса и стоящий неподвижно реактор только будет мешать своими лопастям – притормаживать обратное движение рабочей жидкости. Для исключения этого процесса в реакторе находится муфта свободного хода, которая позволяет реактору крутиться со скоростью крыльчаток, этот момент называется точкой сцепления.

Получается, что при достижении номинальных оборотов двигателя, сила от двигателя передается на планетарный механизм через… жидкость. Другими словами гидротрансформатор АКПП превращается в гидромуфту. Значит, крутящий момент уже передался дальше – на планетарный механизм?

Нет! Для того чтобы передать силу от двигателя, необходимо чтобы сработала муфта привода от ведущего вала. Но все по порядку…

 

Планетарный редуктор

Планетарный редуктор состоит из:

  1. планетарных элементов
  2. муфт сцепления и тормозов
  3. ленточных тормозов

Планетарный элемент представляет собой узел из солнечной шестерни, вокруг которой расположены сателлиты, которые в свою очередь крепятся на планетарное водило. Вокруг сателлитов находится коронная шестерня. Вращаясь, планетарный элемент передает крутящий момент на ведомую шестерню.

Муфта сцепления представляет собой набор дисков и пластин, чередующихся друг с другом. Чем-то муфта АКПП представляет собой сцепление мотоцикла. Пластины муфты вращаются одновременно с ведущим валом, а вот диски соединены с элементом планетарного ряда. Для трехступенчатой коробки планетарных рядов два – первой-второй передачи и второй-третьей. Привод в действие муфты обеспечивается сжатием между собой дисков и пластин, этот работу выполняет поршень. Но поршень не может сам двигаться, в действие он приводится гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз выполнен в виде обхватывающей пластины одного из элементов планетарного ряда и приводится в действие гидравлическим актуатором.

Для понятия работы всей коробки разберем работу одного планетарного ряда. Представим себе, что затормозилась солнечная шестерня (в центре), значит, в работе остаются коронная и сателлиты на  планетарном водило. В этом случае скорость вращения водило будет меньше, чем скорость коронной шестерни. Если позволить солнечной шестерне вращаться с сателлитами, а затормозить водило, то коронная шестерня изменит направление вращения (задний ход). Если скорости вращения коронной шестерни, водило и солнечной шестерни, будут одинаковые, планетарный ряд будет вращаться как единое целое, то есть, не преобразовывая крутящий момент (прямая передача). После всех преобразований крутящий момент передается на ведомую шестерню и далее на хвостовик коробки. Надо отметить что мы рассматриваем принцип работы автоматической коробки передач у которой ступени расположены на одной оси, такая коробка предназначена для авто с задним приводом и передним расположением двигателя. Для переднеприводных авто, размеры коробки должны быть уменьшены, поэтому как и МКПП вводятся несколько ведомых валов.

Таким образом, затормаживая и отпуская один или несколько элементов вращения можно добиться изменения скорости вращения и изменения направления. Всем этим процессом управляет гидравлическая система управления.

 

Гидравлическая система управления

Гидравлическая система управления состоит из масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов. Весь процесс управления зависит от скорости вращения двигателя и нагрузки на колеса. При движении с места масляный насос создает такое давление, при котором обеспечивается алгоритм фиксации элементов планетарного ряда так, что бы крутящий момент на выходе был минимальным, это и есть первая передача (как говорилось выше – затормаживается солнечная шестерня в двух ступенях). Далее при росте оборотов, давление увеличивается и в работу входит вторая ступень на уменьшенных оборотах, первая ступень работает в режиме прямой передачи. Увеличиваем еще обороты двигателя – коробка передач начинает работать вся в режиме прямой передачи.

Как только нагрузка на колеса увеличится, то центробежный регулятор начнет понижать давление от масляного насоса и весь процесс переключения повторится с точностью до наоборот.

При включении пониженных передач на рычаге переключения, выбирается такая комбинация клапанов масляного насоса, при которой включение повышенных передач невозможно.

 

Достоинства и недостатки АКПП

Главным достоинством автоматической коробки передач, конечно, служит комфорт при вождении — дамы просто в восторге! И, бесспорно, с автоматом двигатель не работает в режиме повышенных нагрузок.

Недостатки (и они очевидны) – низкий КПД, полное отсутствие «драйва» при трогании с места, большая цена, а главное – авто с автоматом нельзя завести с «толкача»!

Подводя итоги, скажем, что выбор коробки это дело вкуса и… стиля вождения!





 



РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

 




Устройство и принцип работы, неисправности|center-at

Гидротрансформатор по своему принципу работы представляет собой асинхронную машину, то есть его работа – передача крутящего момента — возможна только при относительном скольжении его лопастных колес. В лучшем случае это скольжение достигает 5-10% и больше у легковых автомобилей и доходит до 2-4% у тяжелых автомобилей. Это значит, что при частоте вращения двигателя, например, 2000 об/мин турбинное колесо будет отставать от двигателя на 100-200 об/мин. Это приводит к увеличению расхода топлива по сравнению с обычным сцеплением на 3-5%.

Для устранения этого недостатка в него встраивается дополнительное сцепление блокировки, которое связывает вал турбинного колеса (входной вал коробки передач) с двигателем, минуя гидравлическую часть.

Устройство гидротрансформатора АКПП

  • Колесо насосное
  • Колесо Турбинное
  • Муфта свободного хода
  • Колесо реактора
  • Сцепление блокировки

Сцепление блокировки включается по команде с гидравлической системы управления.

Для большей экономии топлива на современных автомобилях стремятся включать блокировку гидротрансформатора как можно раньше, на частоте вращения 1200-1500 об/мин, но на такой частоте высока вероятность вибрации из-за неравномерной работы двигателя. Поэтому включение происходит не полностью, а частично, и вибрации гасятся гидравлической связью между его колесами, а крутящий момент передается двумя потоками частично через сцепление, а частично через колеса гидротрансформатора. По мере увеличения частоты вращения двигателя доля крутящего момента, передаваемая сцеплением, увеличивается, и доходит до 100% примерно при 1800- 2000 об/мин, когда неравномерность вращения двигателя практически отсутствует. Данный режим работы называется скользящая или частичная блокировка.

Конструкция сцеплений

Наиболее распространенной является конструкция, приведенная на рисунке выше. Она представляет собой сцепление с одной поверхностью трения, при этом фрикционная накладка может быть наклеена как на поверхность поршня, так и на поверхность крышки ГТ. Жидкость под давлением, подаваемая в полость между поршнем и крышкой, отжимает поршень, далее попадает в полость колес и отводится на охлаждение по кольцевому зазору между валами. Для включения блокировки гидравлическая система меняет каналы местами – полость между крышкой и поршнем соединяется со сливом, а в полость между колесами подается жидкость под давлением, прижимая поршень к крышке. Величина давления жидкости определяет величину крутящего момента, передаваемого сцеплением блокировки.

Конструкция сцепления блокировки Мерседес 722.6.

Мерседес применяет в своих коробках многодисковую муфту с 3-х канальным управлением. Два канала используются для организации циркуляции жидкости в рабочих полостях, а третий канал – для включения сцепления блокировки.

Аналогичная конструкция применяется и в 5 и 7-ступенчатых коробках JATCO, причем у обоих производителей даже размерности дисков одинаковы.

Фирма ZF применила в этой серии коробок конструкцию с предварительно поджатым сцеплением. Это обеспечивает уменьшение времени задержки включения сцепления, но при этом сильно усложняет его устройство.

Поджатие осуществляется тарельчатой пружиной, расположенной между диском ступицы поршня и прижимающей его к дискам сцепления.У нового гидротрансформатора эта пружина обеспечивает момент срыва сцепления в диапазоне 8-12 н*м, допустимый разброс от 4 до 20 н*м. В дальнейших коробках семейства 8HP ZF отказался от такой конструкции.

Неисправность гидротрансформатора АКПП связана с системой сцепления блокировки. Основные проблемы, которые могут возникнуть.

    1. Не включение блокировки (ошибка P0741). Причиной может являться заедание электромагнитного клапана или золотника, а также износ дисков или накладки сцепления, конусность крышки гидротрансформатора или неисправность уплотнения поршня сцепления блокировки.

С этого поршня фрикционная накладка сошла полностью

    2. Вибрация при работе сцепления на режиме скользящей блокировки. Причины могут быть те же.
    3. Двигатель глохнет при включении передачи на стоящем автомобиле или при остановке автомобиля. Причиной может являться заедание электромагнитного клапана или золотника включения блокировки.

При возникновении одного из признаков неисправности гидротрансформатора АКПП необходимо сначала проверить гидравлическую систему управления, а при отсутствии дефектов в ней снимать коробку передач и производить работы по его ремонту.

Центр АТ МАИ производит ремонт гидротрансформаторов любой сложности в течение 1-2 дней, включая замену дисков или накладок сцепления блокировки.

Что такое гидротрансформатор АКПП? Типичные неисправности и принцип работы. |

Принцип работы гидротрансформатора АКПП

Гидротрансформатор АКПП отвечает за плавность переключения скоростей и принимает на себя мощность от двигателя, передавая ее непосредственно на АКПП. Он представляет собой заваренный герметично узел, форма которого напоминает бублик. Передача мощности осуществляется за счет двух небольших турбин, вращающихся внутри гидротрансформатора в специальном масле.

Типичные неисправности гидротрансформатора: пробуксовки, вибрация, и металлический шум.

В современных автоматических трансмиссиях этот механизм исполняет роль сцепления, когда происходит размыкание мощности при переключении автоматикой сцепления. Именно за счет гидротрансформатора обеспечивается плавность хода автомобиля даже во время переключения ступеней автоматической коробкой передач.

Устройство гидротрансформатора

Состоит этот агрегат из трех колец с лопастями, вращающимися внутри гидротрансформатора АКПП. Устанавливаются эти лопасти и сам узел на коленчатый вал, соединяя с коробкой передач. Внутри корпуса гидротрансформатора закачана под давлением специальная жидкость, которая отвечает за смазку и охлаждение подвижных элементов. За давление и подачу трансмиссионной жидкости отвечает мощная внутренняя помпа с системой фильтрации и охлаждением масла.

Как работает гидротрансформатор — Видеозапись

 

В современных коробках передач большинство моделей гидротрансформаторов оснащены многочисленными датчиками, контролирующими внутреннее давление, температуру рабочей жидкости, скорость вращения внутренних валов. Внутри этой детали расположены многочисленные подвижные элементы, поэтому большинство поломок отмечается на механическом уровне. Достаточно часто возникают проблемы с герметичностью корпуса и поломки масляной помпы, в результате чего подвижные детали ощущают масляное голодание и, перегреваясь, быстро выходят из строя, в таком случае требуется ремонт гидротрансформатора АКПП.

Эксплуатационный срок гидротрансформатора АКПП в большинстве случаев аналогичен самим автоматическим коробкам передач, однако в силу конструктивной сложности и большого числа подвижных элементов этот узел может выходить из строя, что требует проводить дорогостоящий ремонт. Расскажем вам поподробнее о признаках поломки гидротрансформатора. Это позволит вам еще только при появлении проблемы обратиться в сервис и устранить поломку с минимальными финансовыми затратами.

Признаки неисправности гидротрансформатора АКПП

Из основных признаков неисправности гидротрансформатора у автоматической коробки передач можем выделить следующее:

  • При смене передач появляется механический звук, пропадающий с набором оборотов двигателя. У коробки передач имеются проблемы с подшипниками вала АКПП.
  • В скоростном диапазоне 60 — 90 км может ощущаться легкая вибрация, нарастающая по мере увеличения скорости. Наличие такой вибрации говорит о появлении продуктов износа в рабочей жидкости внутри гидротрансформатора. Также возможно засорен масляный фильтр, который требует незамедлительной замены.
  • Ухудшение тяги вызвано поломкой обгонной муфты.
  • Полная остановка автомобиля с невозможность продолжить движение говорит о повреждении шлица турбинного колеса.
  • На холодном двигателе из коробки доносится шуршащий звук – поврежден подшипник у реакторного колеса.
  • Появление громкого металлического стука свидетельствует о выпадении лопаток.
  • Появление запаха плавленой пластмассы свидетельствует о перегреве гидротрансформатора.
  • Неправильно включаются передачи – нарушена автоматика АКПП и гидротрансформатора.

Как работает гидротрансформатор?

Преобразователи крутящего момента представляют собой герметичные блоки; их внутренности редко видят свет, а когда они появляются, их все еще довольно сложно понять!

Представьте, что у вас два вентилятора обращены друг к другу. Включите один вентилятор, и он будет обдувать лопасти второго вентилятора воздухом, заставляя его вращаться. Но если вы будете держать второй вентилятор неподвижно, первый вентилятор будет продолжать вращаться.

Именно так работает гидротрансформатор. Один «вентилятор», называемый крыльчаткой, соединен с двигателем (вместе с передней крышкой он образует внешнюю оболочку преобразователя).Другой вентилятор, турбина, соединен с входным валом трансмиссии. Если трансмиссия не находится в нейтральном или парковочном положении, любое движение турбины приведет к перемещению автомобиля.

Вместо воздуха в гидротрансформаторе используется жидкая среда, которую нельзя сжимать — масло, также известное как трансмиссионная жидкость. В автомобилях с автоматической коробкой передач используется гидротрансформатор. В этой статье мы обсудим, зачем автомобилям с автоматической коробкой передач нужен гидротрансформатор и как он работает.

Гидротрансформатор в автоматической коробке передач выполняет те же функции, что и сцепление в механической коробке передач.

Двигатель должен быть подключен к задним колесам, чтобы автомобиль двигался, и отключен, чтобы двигатель мог продолжать работать, когда автомобиль остановлен. Один из способов сделать это — использовать устройство, которое физически соединяет и разъединяет двигатель и трансмиссию — сцепление. Другой метод заключается в использовании гидравлической муфты определенного типа, например, гидротрансформатора, который расположен между двигателем и трансмиссией.

Внутри очень прочного корпуса гидротрансформатора находятся три компонента, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию:

Насос внутри гидротрансформатора представляет собой центробежный насос.Во время вращения жидкость выбрасывается наружу, подобно тому, как в процессе отжима стиральной машины вода и одежда выбрасываются наружу из стирального бака. Когда жидкость выбрасывается наружу, создается вакуум, который втягивает больше жидкости в центр.

Затем жидкость поступает на лопасти турбины , которая соединена с трансмиссией (шлиц посередине — это место, где он соединяется с трансмиссией). Турбина заставляет трансмиссию вращаться, что в основном приводит в движение ваш автомобиль.Лопатки турбины изогнуты так, что жидкость, которая входит в турбину снаружи, должна изменить направление, прежде чем она покинет центр турбины. Именно это изменение направления вызывает вращение турбины.

Поскольку турбина заставляет текучую среду менять направление, текучая среда заставляет турбину вращаться.

Жидкость выходит из турбины в центре, двигаясь в другом направлении, чем при входе. Жидкость выходит из турбины, двигаясь против направления вращения насоса (и двигателя).Если позволить жидкости попасть в насос, это замедлит двигатель, теряя мощность. Вот почему гидротрансформатор имеет статор.

Статор находится в самом центре гидротрансформатора. Его задача — перенаправить жидкость, возвращающуюся из турбины, прежде чем она снова попадет в насос. Это резко увеличивает эффективность гидротрансформатора.

Вкратце, гидротрансформатор представляет собой тип гидравлической муфты, которая позволяет двигателю вращаться в некоторой степени независимо от трансмиссии.Он отвечает за нагнетание жидкости для автоматической коробки передач, нагнетание давления, которое обеспечивает усилие, необходимое для переключения передач трансмиссии.

Изношенный или неисправный гидротрансформатор может препятствовать созданию надлежащего давления в трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, отрицательно влияет на работу и работу трансмиссии. Систематический осмотр у профессионала — лучший способ выявить причину проблем в работе и порекомендовать наиболее эффективное решение.

При правильной настройке это сложное устройство может оказать огромное влияние на производительность, экономичность и долговечность вашего автомобиля, а также превратить вашу автоматическую коробку передач в двигатель!

Хотите узнать больше?
Посетите одно из наших мест!

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МОМЕНТА

: ФУНКЦИИ, ДЕТАЛИ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ И ТИПЫ

Гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии.В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление. Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания. Он находится между двигателем и трансмиссией. Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке транспортного средства.

Автомобили с автоматической коробкой передач не имеют сцепления, поэтому им нужен способ, позволяющий двигателю продолжать работать, пока колеса и шестерни трансмиссии останавливаются.В автомобилях с механической коробкой передач используется сцепление, которое отключает двигатель от трансмиссии. В автоматических трансмиссиях используется гидротрансформатор.

Когда двигатель работает на холостом ходу, например, на стоп-сигнале, величина крутящего момента, проходящего через преобразователь крутящего момента, мала, но все же достаточна, чтобы потребовать некоторого давления на педаль тормоза, чтобы остановить движение автомобиля. Когда вы отпускаете тормоз и нажимаете на газ, двигатель ускоряется и закачивает больше жидкости в гидротрансформатор, в результате чего на колеса передается большая мощность (крутящий момент).

ФУНКЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Его основные функции:

1. Он передает мощность от двигателя на входной вал коробки передач.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его на трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

ЧАСТИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей

1.Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус соединен с валом двигателя. Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее на турбину.

2. Статор:

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной. Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины так, чтобы жидкость поступала в рабочее колесо в направлении его вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов.На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом направлении. Турбина подключена к системе трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом АКПП. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам.Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса. Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки срабатывает, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ МОМЕНТА

Для понимания принципа работы гидротрансформатора возьмем два вентилятора.Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания. Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен. Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор.При этом крыльчатка или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии. Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины. Когда он ударяется о лопатки турбины, турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Имеет три этапа работы

1. Стойло:

Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться. Это происходит, когда транспортное средство стоит на месте, а водитель держал ногу на тормозной лопасти, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться.В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше. Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2. Разгон:

Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью крыльчатки и скоростью турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. Во время ускорения транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Сцепление:

Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90% скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления. Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой преобразователя. Это заставляет турбину и крыльчатку двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления.Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

ПРИМЕЧАНИЕ:

1. Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается, когда достигается точка соединения, и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

ВИДЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОМЕНТА

1. Одноступенчатые преобразователи крутящего момента

Прелесть одноступенчатых преобразователей заключается в их прочной и надежной простоте. Каждый преобразователь состоит в основном из трех элементов: турбины, статора и крыльчатки. Одноступенчатые преобразователи выпускаются в двух типах корпусов — стационарном и вращающемся. В зависимости от модели, одноступенчатые гидротрансформаторы обладают множеством возможностей: Одноступенчатые преобразователи с безводным приводом с приводом отбора мощности идеально подходят для применений с коробками передач с переключением под нагрузкой и приводом вспомогательных гидравлических насосов.Преобразователи рационов с высоким крутящим моментом и стационарным корпусом обладают исключительными возможностями подъема и опускания. Гидравлические преобразователи Type Four разработаны специально для нефтегазовой промышленности.

2. Трехступенчатые преобразователи крутящего момента

В трехступенчатых преобразователях крутящего момента используются три кольца лопаток турбины, а также два комплекта лопаток реактора или статора. Эффект от этой конструкции — увеличенный крутящий момент — до пяти раз больше крутящего момента двигателя, фактически, когда двигатель заглох.В зависимости от конкретной конструкции трехступенчатые преобразователи рассчитаны на ряд двигателей, включая 335 л.с. при 2400 об / мин, 420 л.с. при 2200 об / мин и 580 л.с. при 2200 об / мин. Трехступенчатые преобразователи также бывают как в стационарном, так и в вращающемся корпусе.

Преимущества

 Выдает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем со сцеплением.
 Снимает педаль сцепления.
 Облегчает управление автомобилем.

Недостатки

 Низкая топливная экономичность по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

 Гидротрансформатор используется в автомобиле с автоматической коробкой передач. Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
 Используется в морских силовых установках.

Как работает гидротрансформатор — x-engineer.org

Большинство современных автомобилей оснащено двигателями внутреннего сгорания (ДВС).Одним из недостатков ДВС по сравнению с электродвигателем является то, что он не запускается под нагрузкой и ему требуется внешнее пусковое устройство (электростартер). Следовательно, чтобы избежать остановки двигателя на неподвижном автомобиле, нам необходимо отсоединить двигатель от колес.

На автомобиле с механической коробкой передач (МКПП) отключение двигателя может быть выполнено двумя способами:

  • нажатием педали сцепления
  • путем выбора нейтрального положения с помощью рычага переключения передач

На автомобиле с автоматической коробкой передач трансмиссия (AT) , отключение двигателя от трансмиссии происходит автоматически, без вмешательства водителя.Это возможно благодаря принципу работы преобразователя крутящего момента .

Изображение: Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором

Гидротрансформатор расположен между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач. Автоматическая трансмиссия внутри корпуса состоит из трех основных частей: гидротрансформатора, планетарной (планетарной) коробки передач и электрогидравлического модуля управления.

Коленчатый вал ДВС механически связан с гидротрансформатором. Внутри гидротрансформатора мощность двигателя передается на коробку передач гидродинамически .Когда гидротрансформатор не заблокирован, нет механической связи между входом (двигатель) и выходом (коробка передач).

Чтобы лучше понять, как работает гидротрансформатор, давайте рассмотрим следующий пример. Что произойдет, если у вас есть два настольных электрических вентилятора, расположенных друг напротив друга (как на изображении ниже), и один из них запитан?

Изображение: Гидротрансформатор — принцип работы

Левый вентилятор запитывается электрическим током от сети.Во время вращения он создает осевой поток воздуха. Поток воздуха попадет в правый вентилятор (не включенный), который начнет вращаться. Мощность передается от левого вентилятора к правому вентилятору через рабочее тело (в данном случае воздух). Очевидно, что эффективность этой системы очень низкая, так как много воздуха будет рассеиваться вокруг лопастей правого вентилятора.

Тот же принцип применяется к гидротрансформатору , но с некоторыми отличиями. В случае преобразователя крутящего момента оба «вентилятора» расположены очень близко друг к другу, чтобы минимизировать потери мощности.Рабочая жидкость — жидкость (масло АТ). Кроме того, между двумя «вентиляторами» есть еще один компонент, который перенаправляет поток жидкости, чтобы минимизировать потери и усиливает передаваемый крутящий момент.

Изображение: Гидротрансформатор — основные компоненты
Кредит: Luk

«Вентилятор», который вырабатывает энергию, называется крыльчаткой и механически соединен с коленчатым валом двигателя. «Вентилятор», получающий гидравлическую энергию, называется турбиной и механически соединен с входным валом коробки передач.Между рабочим колесом и турбиной находится статор , который перенаправляет поток масла. Объем, созданный этими компонентами, заполнен маслом.

Когда ДВС работает на холостом ходу, вращение крыльчатки «выбрасывает» масло в турбину. Поскольку частота вращения двигателя низкая, кинетической энергии движущегося масла недостаточно для привода транспортного средства. Передается небольшой крутящий момент, этот крутящий момент называется тормозным моментом .

Момент сопротивления увеличивается, если вязкость масла увеличивается (при низкой температуре).Крутящий момент сопротивления заставляет автомобиль « ползать ». Это означает, что, когда селектор переключения передач находится в режиме движения (D), при отпущенной педали акселератора и тормоза, тормозящий момент немного перемещает автомобиль. Если водитель нажмет на педаль тормоза, автомобиль остановится, потому что тормозной момент незначителен по сравнению с тормозным моментом на колесах.

Когда водитель нажимает педаль акселератора, частота вращения двигателя увеличивается. Рабочее колесо будет вращаться быстрее и увеличит кинетическую энергию масла.Турбина получит больше энергии, что приведет к более высокому крутящему моменту, передаваемому на коробку передач.

Изображение: Гидротрансформатор — схема

На схеме выше мы можем легко различить компоненты гидротрансформатора. Крыльчатка (зеленая) соединена с двигателем, а турбина (желтая) — с первичным валом коробки передач. Статор (синий), как следует из названия, большую часть времени является статическим (фиксированным).

Движение потока масла в гидротрансформаторе имеет две составляющие:

  • оборот , вокруг центральной оси вместе с рабочим колесом и турбиной
  • вращение (красные стрелки), вокруг радиального центра гидротрансформатора

Вращательное движение — это переход жидкости от рабочего колеса к турбине, статору и обратно к рабочему колесу.

Изображение: Гидротрансформатор — статор
Кредит: Luk

Между рабочим колесом и турбиной находится постоянное скольжение . Это означает, что они вращаются с разной скоростью. Соотношение между скоростью турбины и скоростью крыльчатки называется передаточным числом преобразователя крутящего момента. Передаточное число составляет 0 , когда турбина статична и рабочее колесо вращается, и 1 , когда обе вращаются с одинаковой скоростью.

Гидротрансформатор также имеет передаточное число .Это соотношение, на которое входной крутящий момент (двигателя) умножается перед передачей на коробку передач. Максимальное значение передаточного числа (около 2,3 — 3,0 ), когда передаточное число составляет 0,0 , и минимальное ( 1,0 ), когда передаточное число выше 0,85-0,9 .

Статор неподвижен, пока между рабочим колесом и турбиной имеется значительное скольжение. Когда скорости близки друг к другу, когда передаточное число составляет около 0,85 — 0.9 , направление жидкости изменяется, и статор также начинает вращаться. Это возможно, потому что статор установлен на ходовом механизме .

Изображение: Гидротрансформатор — муфта блокировки
Кредит: Luk

Гидротрансформатор также имеет довольно низкий КПД . Поскольку он имеет постоянное скольжение, между рабочей жидкостью (маслом) и механическими компонентами (крыльчаткой, турбиной и статором) возникает сильное трение. КПД минимален (ниже 10% ), когда передаточное число приближается к 0 , и пики 85-90% , когда передаточное число составляет около 0.85 .

Для повышения эффективности преобразователя крутящего момента, когда скольжение между крыльчаткой и турбиной относительно невелико, преобразователь крутящего момента блокируется. Это возможно за счет использования муфты блокировки , которая механически связывает рабочее колесо с турбиной. Таким образом, больше нет трения между маслом и компонентами, и мощность двигателя механически передается на коробку передач.

Гидротрансформатор блокируется обычно на более высоких передачах (выше 2-й) или когда скорость автомобиля превышает 20 км / ч.Когда коробка передач выполняет переключение передач, муфта блокировки переводится в состояние скольжения , чтобы помочь гасить колебания трансмиссии.

Изображение: Гидротрансформатор — гаситель колебаний муфты блокировки
Кредит: Luk

Подобно муфте механической трансмиссии, муфта блокировки имеет гаситель колебаний , который гасит колебания во время блокировки гидротрансформатора. фаза вверх.

Гидротрансформатор является соединительным устройством по умолчанию в большинстве эпициклоидных автоматических трансмиссий (AT) , а также в некоторых бесступенчатых трансмиссиях (CVT) .Основными характеристиками гидротрансформатора являются автоматическое отключение двигателя от трансмиссии при низких оборотах двигателя, усиление крутящего момента и гашение вибрации (за счет гидродинамической передачи мощности).

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Работа гидротрансформатора, принцип действия, основные части и применение.

Преобразователь крутящего момента — это тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии.В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление. Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания. Он находится между двигателем и трансмиссией. Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке автомобиля. Его основные функции:

1. Оно передает мощность от двигателя на вход трансмиссии. вал.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его на трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы гидротрансформатора, возьмем два вентилятора. Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания. Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен.Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор. Рабочее колесо или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии. Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины.При попадании на лопатки турбины турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Также читайте: Руководство по сравнению с автоматической коробкой передач

Основные детали

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей

1. Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус — с вал двигателя.Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее к турбине.

2. Статор

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной.Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины, так что жидкость поступает к крыльчатке в направлении ее вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов. На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом.Турбина подключена к трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом автоматической коробки передач. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам. Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса.Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки вступает в действие, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

Работа гидротрансформатора

Он имеет три этапа операций

1. Стоп: Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться.Это происходит, когда автомобиль стоит на месте, и водитель держал ногу на тормозной лопасти, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться. В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше. Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2.Ускорение: Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью крыльчатки и скоростью турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. При ускорении транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Муфта: Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90% скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления.Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой гидротрансформатора. Это заставляет турбину и рабочее колесо двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления. Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

Также читайте: Как работает система зажигания батареи?

Примечание :

1.Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается при достижении точки сцепления и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, приведенное ниже:

Преимущества

  • Он обеспечивает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем, оснащенным сцеплением.
  • Снимает педаль сцепления.
  • Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки

  • Его топливная экономичность низкая по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

  • Преобразователь крутящего момента используется в автомобиле, оборудованном автоматической коробкой передач. Он также используется в промышленной передаче энергии, такой как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
  • Применяется в морских силовых установках.

Как работает гидротрансформатор?

Преобразователи крутящего момента с автоматической коробкой передач

Вы когда-нибудь задумывались, что делает гидротрансформатор?

Преобразователь крутящего момента передает мощность от двигателя к коробке передач.

Без гидротрансформатора ваша автоматическая коробка передач не будет работать.
Автомобили с автоматической коробкой передач не имеют сцепления, поэтому им нужен способ, позволяющий двигателю продолжать работать, пока колеса и шестерни трансмиссии останавливаются.В автомобилях с механической коробкой передач используется сцепление, которое отключает двигатель от трансмиссии. В автоматических трансмиссиях используется гидротрансформатор.

Гидротрансформатор — это муфта, в которой гидродинамика жидкости позволяет двигателю вращаться независимо от трансмиссии.

Когда двигатель работает на холостом ходу, например, при стоп-сигнале, величина крутящего момента, проходящего через преобразователь крутящего момента, мала, но все же достаточно, чтобы потребовать некоторого давления на педаль тормоза, чтобы остановить движение автомобиля. Когда вы отпускаете тормоз и нажимаете на газ, двигатель ускоряется и закачивает больше жидкости в гидротрансформатор, в результате чего на колеса передается большая мощность (крутящий момент).

Как работает гидротрансформатор?

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей.

1. Рабочее колесо

Первая часть гидротрансформатора в сборе называется крыльчаткой , также известной как насос. Он наполнен жидкостью и вращается вместе с коленчатым валом двигателя. Чем быстрее он вращается, тем больше силы создается, поскольку жидкость течет через него все быстрее и сильнее.

2. Турбина

Рабочее колесо нагнетает жидкость в узел лопаток, называемый турбиной .Турбина находится напротив крыльчатки и вращается, когда жидкость из крыльчатки ударяется о ее лопасти. По мере того, как жидкость протекает через турбину, она многократно переносится из внешней секции во внутреннюю секцию турбины, а затем возвращается в рабочее колесо. Эта постоянная циркуляция жидкости от рабочего колеса к турбине, а затем обратно к рабочему колесу, создает гидравлическую «муфту».

3. Статор

Статор переворачивает жидкость и отправляет ее обратно к крыльчатке, тем самым замедляя движение жидкости.Когда трансмиссионная жидкость возвращается к крыльчатке, чтобы поддерживать цикл, создается крутящий момент. В этот момент жидкость течет в другом направлении, чем это было первоначально, когда она выходила из рабочего колеса. Здесь на помощь приходит статор. Статор — это еще одна серия ребер, расположенных между двумя турбинами на трансмиссионном валу. Его лопасти расположены под углом, так что, когда трансмиссионная жидкость втекает в них, она меняет направление и направляется обратно к крыльчатке. Когда автомобиль останавливается, односторонняя «муфта» статора заставляет его перестать вращаться, что приводит к разрыву гидродинамической схемы.

Наряду с рабочим колесом, турбиной и статором работают три ступени.

1. Стойло

Двигатель подает мощность на крыльчатку, но крыльчатка не вращается, потому что водитель продолжает нажимать на тормоз, например, при включении стоп-сигнала. Автомобиль не движется, но не глохнет.

2. Разгон

Ускорение происходит, когда водитель снимает ногу с тормоза и нажимает на педаль газа. Рабочее колесо начинает вращаться быстрее, и есть большая разница между частотой вращения рабочего колеса и турбины.Это создает крутящий момент, а гидротрансформатор увеличивает крутящий момент, необходимый для ускорения.

3. Муфта

Когда транспортное средство достигает крейсерской скорости, турбина вращается примерно с той же скоростью, что и рабочее колесо, и наращивание крутящего момента прекращается. На данном этапе гидротрансформатор представляет собой просто гидравлическую муфту. В автоматической трансмиссии используется так называемая муфта блокировки, чтобы «заблокировать» турбину на крыльчатке. Это исключает потерю мощности и обеспечивает плавное движение автомобиля.Поскольку крыльчатка установлена ​​на корпусе гидротрансформатора, а преобразователь соединен с двигателем, крыльчатка получает энергию от двигателя. Турбина соединена с выходным валом, который передает мощность на трансмиссию. Вот почему вы можете почувствовать дрожь или дрожь, когда что-то пойдет не так с преобразователем крутящего момента.

Проблемы с трансмиссией на самом деле могут быть в гидротрансформаторе.

Проблемы с гидротрансформатором могут быть неверно истолкованы как симптомы неисправной трансмиссии.

Не заблуждайтесь, думая, что вам нужен дорогой ремонт или даже полная замена трансмиссии.

Точная проверка транспортного средства, проводимая квалифицированным и честным специалистом по трансмиссиям, расскажет вам, в чем проблема и какой ремонт вам нужен. Конечно, замена гидротрансформатора стоит недешево, но определенно дешевле, чем новая трансмиссия. Выявить причину проблемы с трансмиссией непросто. Местные специалисты AAMCO Colorado могут помочь. Это может быть просто утечка жидкости или что-то еще — наша проверка трансмиссии и проверка вежливости автомобиля помогают нам найти проблемы и порекомендовать подходящие услуги.

Признаки неисправности гидротрансформатора очень похожи на признаки неисправности трансмиссии. Вот некоторые вещи, о которых следует знать.
Дрожь и дрожь

Если ваш автомобиль трясется и вздрагивает, это может означать, что муфта блокировки вышла из строя или нуждается в регулировке. Вы почувствуете, как машина трясется на скорости около 35-45 миль в час. Это проблема, которую нельзя пропустить. Такое ощущение, что едешь по тертой грунтовой дороге с множеством небольших гребней. Изношенная муфта блокировки может сделать переход от ускорения к крейсерской скорости, мягко говоря, неудобным — и это признак того, что вам нужно проверить трансмиссию.

Перегрев

Если ваш автомобиль регулярно перегревается, это может быть признаком низкого уровня трансмиссионной жидкости. Низкий уровень жидкости приводит к низкому давлению, что означает, что гидротрансформатор не может выполнять свою работу. Кроме того, недостаток жидкости может вызвать неисправность гидротрансформатора. Если преобразователь перегревается, он не сможет передавать мощность от двигателя на трансмиссию. Это приводит к плохому ускорению и чрезмерному износу трансмиссии.

Скольжение

Поврежденное ребро гидротрансформатора может вызвать сбои в трансмиссии при переключении или полное выключение передачи.Это связано с тем, что крутящий момент двигателя не преобразуется в гидравлическое давление, необходимое трансмиссии для переключения передач. Пробуксовка также может быть вызвана слишком малым или слишком большим количеством жидкости в трансмиссии.

Повышенная скорость сваливания

Неисправный или неисправный преобразователь крутящего момента приведет к тому, что трансмиссия будет дольше взаимодействовать с двигателем. Это приводит к высокой скорости сваливания. Есть способ проверить это, но вы должны знать характеристики частоты вращения вашего двигателя и гидротрансформатора.Проще просто доставить свой автомобиль в AAMCO и позволить специалистам диагностировать его.

Странные звуки всегда являются признаком неприятностей…

Любые странные звуки, такие как щелчки, обороты, лязг или нытье, указывают на возможные проблемы с преобразователем крутящего момента или коробкой передач. В любом случае, вы не узнаете, пока не обратите внимание на эти шумы, не примете во внимание и не отнесете свой автомобиль к квалифицированному специалисту по трансмиссиям.

Связанные : Поддержание здоровой передачи

Плохое обслуживание — плохой повод для проблем с трансмиссией.

Даже плохо построенная трансмиссия пострадает от плохого обслуживания. Такие вещи, как неправильный тип жидкости или неправильное количество жидкости, могут вызвать серьезные повреждения коробки передач. Неправильный уровень жидкости обычно является результатом плохого или несуществующего графика технического обслуживания, а также незнания того, что требуется для эффективного обслуживания автомобиля. Если вы регулярно проверяете трансмиссионную жидкость и меняете или промываете ее в соответствии с графиком технического обслуживания, рекомендованным производителем, вам не о чем беспокоиться.Если вы проверяете жидкость самостоятельно, обратите внимание не только на уровни, но и на цвета. Вот удобная диаграмма:

Игнорирование простых вещей, которые могут помочь или помешать вашей передаче, ускорит ее исчезновение.

AAMCO Colorado — ваши эксперты по трансмиссии

Посетите ближайший к вам центр по ремонту трансмиссий и полный автосервис AAMCO Colorado. Когда возникают более серьезные проблемы и вам требуется ремонт, восстановление или замена трансмиссии, назначьте встречу, пока не стало слишком поздно.

Если у вас есть вопросы о готовности вашего автомобиля к дороге или о ремонте и техническом обслуживании автомобилей, вам может помочь AAMCO Colorado. Вы также можете выйти в Интернет и использовать функцию «Спроси механика» AAMCO Colorado, чтобы задать вопросы по ремонту автомобилей. На них как можно скорее ответит настоящий механик AAMCO Colorado.

Работа, проблемы и применение

Итак, вы можете встретить термин «механическая трансмиссия», где двигатель связан с трансмиссией через сцепление.Автомобиль может не остановиться, если это соединение разорвется. Но автомобили, работающие с автоматической коробкой передач, у которых нет сцепления, отсоединяют трансмиссию от двигателя. Затем приходит мысль, что как работают машины? Вот и ответ, и это потрясающее устройство, называемое преобразователем крутящего момента. Само название может означать, что это полностью техническая концепция. Но об этом устройстве нужно знать много экзотики. Таким образом, это эксклюзивно разработанный автомобильный компонент, который имеет первостепенное значение, и об этом нужно узнать больше.Давайте углубимся в концепцию «гидротрансформатора».

Что такое гидротрансформатор?

Гидротрансформатор — это прочное устройство в форме пончика, которое соединяет двигатель и трансмиссию. Внутри устройства размещены две изогнутые пластины, обращенные в противоположные стороны. Внутреннее пространство устройства заполнено жидкостью, которая передает мощность от двигателя к трансмиссии. Эксплуатация автомобиля с водителем-водителем может показаться несколько иной. Но в целом двигатель приводит в движение крыльчатку турбины, которая передает эту жидкость на турбину.Гидротрансформатор работает идеально, когда лопасти специально изготовлены для увеличения передачи энергии, уменьшения коэффициента турбулентности и тепловыделения.

Для ясности рассмотрим пример, когда два вентилятора обращены в противоположные стороны. Когда один включен (двигатель), он автоматически приводит в движение второй (трансмиссия). Когда обе лопасти вентилятора имеют одинаковый вес, скорость их вращения будет одинаковой. По такому же сценарию работают лопасти вентилятора автомобиля.Есть много других примеров, очень похожих на работу преобразователя крутящего момента, где он более активирован, наряду со статором, который помогает в передаче жидкости обратно к крыльчатке турбины для повышения энергоэффективности. Также доступны преобразователи с блокировкой, которые блокируют преобразователь на соответствующих оборотах, и он автоматически вращается вместе с двигателем. Конструкция преобразователя крутящего момента

Гидравлический преобразователь крутящего момента

Гидравлические трансмиссии работают по принципу передачи жидкости, которая создает вращательное движение или крутящую силу (крутящий момент).Существует два типа гидравлических трансмиссий

  • Hydrokinetic — работает на основе концепции гидравлической муфты, которая использует кинетическую энергию жидкости для создания движения.
  • Hydrostatic — Он использует энергию давления жидкости для создания движения.

Гидравлическая муфта — это своего рода устройство, которое соединяет оба вращающихся вала. Он имеет крыльчатку с лопастями, которая размещена на приводном валу, который находится в направлении, противоположном лопаточному рабочему колесу, и рабочее колесо, и рабочее колесо помещаются в контейнер, который заполняется жидкостью.Когда вращение ведомого вала не вызывает сопротивления, ведомый вал будет вращаться с той же скоростью, что и ведущий вал. Когда на ведомый вал прикладывается определенная нагрузка, он замедляется, и создается вращающий момент, который имеет одинаковую величину на обоих валах.

В основном, в момент гидравлической муфты, когда действует нормальная нагрузка, скорость ведомого вала минимальна на 3% по сравнению со скоростью ведомого вала. Поскольку между рабочим колесом и рабочим колесом отсутствует механическое соединение, оно не создает никаких вибраций или ударных волн.

Как работает гидротрансформатор?

В данной статье подробно описаны функции гидротрансформатора. В основном, есть три основных компонента, а именно:

поток преобразователя крутящего момента

крыльчатка

крыльчатка в преобразователе крутящего момента также называется насосом. Рабочее колесо заполнено жидкостью и вращается вместе с коленчатым валом двигателя. Чем выше скорость отжима, тем больше создается давление, и жидкость движется быстрее.

Турбина

Жидкость из рабочего колеса поступает в турбину и вращает лопатки турбины. Поскольку поток жидкости является непрерывным процессом, он передается от внешней части турбины к внутренней, а затем возвращается к рабочему колесу. Это движение жидкости от рабочего колеса к турбине вызывает движение, называемое сцеплением.

Статор

После того, как жидкость возвращается в рабочее колесо, в действие вступает статор. Это другая серия ребер, которая находится между турбинами на трансмиссионном валу.Лопасти статора расположены так, что движение жидкости меняет направление и направляется к крыльчатке. Таким образом, когда автомобиль выходит из строя, односторонняя муфта статора позволяет ему перестать вращаться, что нарушает гидравлическое соединение.

Помимо этих компонентов, другими фазами работы преобразователя являются:

Стоп

Даже рабочее колесо получает мощность от двигателя, оно не вращается, так как водитель оказывает давление на тормоз, например, в состоянии светофор.Автомобиль не будет двигаться, но не остановится.

Ускорение

Это ускорение происходит, когда водитель снимает ногу с тормоза и кладет ее на педаль газа. Затем крыльчатка начинает вращаться слишком быстро, и скорость вращения турбины и крыльчатки изменяется в большей степени. Таким образом, этот вариант развивает крутящий момент, который увеличивает ускорение автомобиля.

Муфта

Когда транспортное средство достигает крейсерской скорости, частота вращения турбины и крыльчатки становится одинаковой, а развитие крутящего момента медленно уменьшается.Здесь гидротрансформатор действует как гидравлическая муфта, а автоматическая трансмиссия связывает турбину с крыльчаткой. Таким образом, этот процесс позволяет автомобилю избежать потери мощности и обеспечивает плавность хода. Поскольку крыльчатка расположена на гидротрансформаторе и соединена с двигателем, крыльчатка получает энергию таким образом. Итак, если происходят какие-либо изменения в движении и процессе этой операции, люди испытывают эффект сотрясения.

Проблемы с гидротрансформатором

Когда гидротрансформатор выходит из строя, возникает вибрация и проскальзывание.Есть много проблем, которые вызывают эту неисправность, поэтому давайте рассмотрим эти проблемы и то, как они возникают.

Перегрев

Достаточно взглянуть на датчик температуры автомобиля, и если он перегревается, это может быть из-за неисправности преобразователя крутящего момента. Эта проблема возникает, когда происходит снижение давления жидкости и это приводит к перегреву трансмиссии.

Проскальзывание трансмиссии

Проблема с гидротрансформатором, вероятно, проявится сразу же, потому что поток жидкости не может быть обработан должным образом.Когда нет достаточного потока или перелива жидкости в трансмиссии, это вызывает скользкость в передачах и снижает ощущение ускорения. При этом также будет потеряна экономия топлива транспортного средства.

Дрожание

Если вы чувствуете дрожь на скорости 30–45 миль в час, это может быть связано с проблемами гидротрансформатора. Это создает ощущение вождения по неровной дороге или автомобиль подпрыгивает там, где вы четко это замечаете, если возникает проблема.Вы можете внезапно почувствовать дрожь, и это ощущение исчезнет за минимальное время. Так что лучше проверить вашу трансмиссию на начальных этапах.

Загрязнения жидкости

Когда в жидкости присутствует чрезмерное количество черных загрязнителей, это также вызывает повреждение гидротрансформатора. И это также наносит ущерб работе сцепления транспортного средства. Итак, сначала пройдите тест жидкости и управляйте своим автомобилем.

Повышенная скорость опрокидывания

Плохая работа гидротрансформатора возникает, когда трансмиссии требуется больше времени для контакта с двигателем, что приводит к увеличению скорости остановки.Для этого необходимо проверить характеристики скорости сваливания автомобиля.

Странные звуки

Любые щелчки или крики из автомобиля указывают на неисправность гидротрансформатора.

Во многих случаях перечисленные выше проблемы могут быть не из-за плохой работы гидротрансформатора, поэтому не делайте никаких выводов, пока трансмиссия не будет тщательно проверена профессионалами в области автомобилестроения.

Гидротрансформатор Преимущества / недостатки

Теперь давайте поговорим о преимуществах и недостатках гидротрансформатора.

Преимущества

К преимуществам гидротрансформатора можно отнести следующее.

Удобство

Преобразователи крутящего момента более широко применяются, потому что они заставляют автомобиль заводиться и останавливаться без какого-либо участия человека.

Умножение крутящего момента

Умножение крутящего момента определяет, что, вставленное с этим устройством, может работать с более быстрым и плавным приводом, чем тот, у которого есть муфта.

Infinite Slippage

В некоторых случаях он может скользить бесконечно, не имея шансов на повреждение.Это напрямую связано со склонностью человеческого трансмиссии к ожогам сцепления, которое он допускал для значительного проскальзывания.

Резервуар для жидкости

Поскольку в преобразователи крутящего момента встроены различные четверти трансмиссионной жидкости, они помогают уменьшить перегрев, обеспечивая при необходимости охлаждающую жидкость.

Недостатки

Недостатки такие же, как и проблемы, которые мы обсуждали в предыдущих разделах. Таким образом, предотвращение плохой работы гидротрансформатора происходит при их проверке на начальных этапах.

Применения гидротрансформатора

Поскольку это устройство обладает высокой производительностью, оно внедряется во многие приложения. Некоторые из них приведены ниже:

  • Легко внедряются в судовые силовые установки.
  • Может использоваться как отличный инструмент для автоматической коробки передач.
  • Широко используется в автомобильной промышленности для лебедок, буровых установок и приводов конвейеров.
  • Реализуется в строительном отделе также для современных вилочных погрузчиков и железнодорожных локомотивов.

Воспользуйтесь широкими характеристиками гидротрансформаторов и сделайте ваш привод более плавным и безопасным. Подумайте о том, как гидротрансформатор позволяет вашему автомобилю правильно и точно работать?

Гидротрансформаторы — обзор

Автоматическая коробка передач

Подавляющее большинство легковых и легких грузовиков, продаваемых в США, оснащены автоматическими коробками передач. Большинство этих трансмиссий имеют электронное управление.Конфигурация автоматической коробки передач состоит из гидротрансформатора и ряда планетарных передач.

Коробка передач (автоматическая или ручная) — это система передач, которая регулирует соотношение частоты вращения двигателя и частоты вращения колес. По сути, трансмиссия позволяет двигателю работать в оптимальном рабочем диапазоне независимо от нагрузки или скорости автомобиля. Он обеспечивает передаточное отношение между частотой вращения двигателя и скоростью транспортного средства, так что двигатель обеспечивает достаточную мощность для движения транспортного средства на любой скорости.Любая зубчатая передача, соединяющая пару валов, по которым передается крутящий момент / мощность, является механическим эквивалентом электрического трансформатора. Подобно тому, как трансформатор может максимизировать мощность, передаваемую от источника к нагрузке, система зубчатых передач обладает способностью максимизировать передачу мощности двигателя нагрузке на ведущих колесах при поддержании частоты вращения двигателя (под нагрузкой) на приемлемых значениях.

Для достижения оптимальной передачи мощности на нагрузку с механической коробкой передач водитель выбирает правильное передаточное число из набора возможных передаточных чисел (обычно от трех до пяти для легковых автомобилей).Автоматическая коробка передач выбирает передаточное число с помощью системы автоматического управления.

Конфигурация автоматической коробки передач состоит из механизма гидравлической муфты, известного как гидротрансформатор, и системы планетарных передач. Гидротрансформатор образован парой структур полутороидальной формы (т. Е. Объекта в форме пончика, разделенного по плоскости симметрии). Рис. 6.28 представляет собой схематический эскиз преобразователя крутящего момента, показывающий два полутороида.

Фиг.6.28. Конфигурация гидротрансформатора.

Один из тороидов приводится в движение двигателем через входной вал и называется насосом. Другой находится в непосредственной близости и называется турбиной. И насос, и турбина имеют лопатки, расположенные почти в осевых плоскостях. Кроме того, к раме прикреплен ряд лопаток, которые называются реактором. Вся конструкция установлена ​​в герметичной камере и заполнена гидравлической жидкостью (то есть трансмиссионной жидкостью). Когда насос вращается двигателем, гидравлическая жидкость циркулирует, как показано стрелками на рис.6.28. Жидкость сталкивается с лопатками турбины, передавая ей крутящий момент. Гидротрансформатор представляет собой гидравлическую муфту для передачи крутящего момента двигателя и мощности на турбину от двигателя. Крутящий момент, который прикладывается к насосной части гидротрансформатора, является крутящим моментом моторного тормоза ( T b ). Обозначая крутящий момент, прилагаемый к выходному валу турбиной T T , этот последний крутящий момент определяется как T T = T R T b , где T R — коэффициент увеличения крутящего момента гидротрансформатора.Однако свойства преобразователя крутящего момента таковы, что, когда транспортное средство остановлено в соответствии с неподвижной турбиной, двигатель может продолжать вращаться (как это происходит, когда транспортное средство остановлено при работающем двигателе). Обычно, когда автомобиль остановлен и выходной вал гидротрансформатора не вращается, двигатель работает на холостом ходу и производит минимальное значение T b . Лопатки турбины заблокированы, и T T достаточно мал, чтобы только небольшой крутящий момент, приложенный к колесам тормозами, мог остановить транспортное средство.

Подробная аналитическая модель гидротрансформатора приводится в статье Аллена Котвицкого. 1 В этой статье объясняется, что преобразователь крутящего момента представляет собой форму устройства гидравлической муфты, в которой добавлен реактор, который жестко соединен с корпусом трансмиссии и обычно не вращается. Однако эффективность преобразователя крутящего момента повышается всякий раз, когда реакция крутящего момента на жидкость равна нулю, позволяя реактору свободно вращаться. Гидротрансформатор заполнен трансмиссионной жидкостью, которая циркулирует через насос-турбинный реактор за счет вращения насоса за счет вращения коленчатого вала двигателя.Эта жидкость течет по кольцевому пути, как показано на рис. 6.28. Физический принцип работы, на котором основана гидравлическая муфта или преобразователь крутящего момента, заключается в том, что крутящий момент в любой такой системе является результатом скорости изменения углового момента во времени. В приведенной выше ссылке показано, что крутящие моменты насоса T p и турбины T t равны

(6.60) Tp = AωpQ + BQ2TT = AωpQ − CωtQ + DQ2

где ω p = угловая скорость насоса (рад / с), ω t = угловая скорость турбины (рад / с) и Q = объемный расход жидкости

A = ρRpx2

B = ρRpxtanαpxApx − RrxtanαrxArx

C = ρRtx2

и

D = ρRpxApxtanαpx − RrxAtxtanαtx

, где ρ — плотность трансмиссионной жидкости.

В этих уравнениях двойной индекс у переменной означает первый индекс p → насос, r → реактор и t → турбина, а второй индекс e → вход и x → выход. Параметры с двойным индексом имеют следующее значение:

A — площадь поперечного сечения преобразователя перпендикулярно кольцевому потоку ( p ).

R — радиус от оси преобразователя.

α — угол лезвия элемента относительно оси.

Далее показано, что объемный расход определяется как

(6,61) Q = −Hωt − Gωp2I + Hωt − Gωp2 + 4IEωp2 + Fωt22I12

, где E , F , G H и I — константы, указанные в цитируемой ссылке. В этой ссылке разработана эмпирическая оценка коэффициентов полинома первого порядка на основе линейной регрессии для Q вида:

Q≈α1ωp + βωt

, где предполагается ωt≅Sωp

, где S — передаточное отношение.

Используя это приближение, в справочнике показано, что передаточное число T R определяется как

(6,62) TR = TTTp = A + Dα1ωp + Dβ − CωtA + Bα1ωp + Bβωt

, где

α1 = EIE + FG2 / h3 + G2I

β = FGHIE + FG2 / h3-h3I

Эта упрощенная модель, показанная в ссылке, хорошо коррелирует с экспериментальными данными и обычно достаточна для разработки средств контроля передачи.

Планетарная зубчатая передача состоит из трех типов зубчатых колес, соединенных вместе, как показано на рис.6.29A. Внутренняя шестерня известна как солнечная шестерня. Есть три шестерни, зацепленные с одной и той же шестерней под равными углами, которые известны как планетарные шестерни. Эти три шестерни связаны между собой клеткой, которая поддерживает их оси. Третья шестерня, известная как кольцевая шестерня, представляет собой часть цилиндра с зубьями шестерни внутри. Кольцевая шестерня входит в зацепление с тремя планетарными шестернями.

Рис. 6.29. Схема конфигурации АКПП. (A) Конфигурация планетарной передачи; (B) Иллюстративная конфигурация трансмиссии.

Во время работы одна или несколько из этих зубчатых передач закреплены на картере коробки передач с помощью набора муфт с гидравлическим приводом. Действие планетарной зубчатой ​​передачи определяется тем, какой комплект или комплекты сцеплений включены. Например, если коронная шестерня удерживается неподвижно и входная мощность (крутящий момент) подается на солнечную шестерню, планетарные шестерни вращаются в том же направлении, что и солнечная шестерня, но с увеличенным крутящим моментом. Обозначим входной крутящий момент, приложенный к солнечной шестерне, и угловую скорость вала, приводящего в движение эту зубчатую систему, как T i и ω i , соответственно.Выходной крутящий момент и его частота вращения обозначены T o и ω o соответственно. Модель для этой системы зубчатых колес определяется как

(6,63) To = gTiωo = ωi / g

, где g — передаточное число:

g = Np / Ns

N s — число зубьев солнечной шестерни, а N p — количество зубьев планетарной шестерни.

Если сепаратор планетарной шестерни зафиксирован, солнечная шестерня приводит в движение коронную шестерню в противоположном направлении, как это происходит при передаче заднего хода.Если все три набора шестерен прикреплены друг к другу, а не к корпусу трансмиссии, достигается прямой привод (передаточное число = 1).

Типичная автоматическая трансмиссия имеет несколько планетарных зубчатых передач (обозначенных г, , , 1 , г, , , 2 и г, , , 3 , на рис. 6.29B), каждая со своим собственным набором гидравлических механизмов. задействованные муфты, как схематически изображено на рис. 6.29B. В автоматической коробке передач с электронным управлением муфты приводятся в действие электрически или электрогидравлически с помощью приводов соленоидного типа, описанных в главе 5.

Большинство автоматических трансмиссий имеют три передаточных числа переднего хода, хотя у некоторых есть два, а у некоторых четыре и более, и все имеют задний ход. Правильно используемая механическая трансмиссия обычно имеет преимущества по эффективности по сравнению с автоматической трансмиссией (из-за потерь мощности в гидротрансформаторе), но автоматическая трансмиссия является наиболее часто используемой трансмиссией для легковых автомобилей в Соединенных Штатах. В прошлом автоматические трансмиссии управлялись с помощью гидравлической и пневматической системы, но в современных транспортных средствах обычно используется электронное управление как часть интегрированной системы управления трансмиссией.Система управления должна определять правильное передаточное число, определяя выбранную водителем команду, положение педали акселератора, нагрузку на двигатель и движение автомобиля. Еще раз, как и в случае электронного управления двигателем, электронное управление трансмиссией может оптимизировать управление трансмиссией. Однако, поскольку двигатель и трансмиссия работают вместе как единое целое, вырабатывающее энергию, разумно управлять обоими компонентами в одном электронном контроллере. Правильное передаточное число фактически вычисляется в блоке электронного управления трансмиссией системы управления трансмиссией.

На рис. 6.29B схематично изображена трансмиссия, обозначающая двигатель E , преобразователь крутящего момента (TC), систему передач, дифференциал D (с передаточным числом g, D ) и оси с ведущие колеса (которые могли быть передними или задними). Конфигурация и принципы работы дифференциала объясняются далее в этой главе. Для простоты удобно предположить, что и правое, и левое ведущие колеса (или все четыре ведущих колеса для полного привода) идентичны и представляют комбинированный момент нагрузки T L на ведущую ось.В этом случае выходной крутящий момент трансмиссии T o равен

To = TL / gD

. n = 1,2,…, N ). Соответствующая передача выбирается системой управления, которая управляет правильным набором муфт через электрогидравлический привод (например, электромагнитный клапан, подающий трансмиссионную жидкость под давлением к комплекту муфт).Для систем шестерен, соединенных последовательно, общее передаточное число g от выхода гидротрансформатора к нагрузке равно

(6,64) gT = gD∏n = 1Ngn

В противном случае для параллельно соединенной системы шестерен, как показано на рис. . 6.29B, передаточное число задается формулой

(6,65) gT = gDgn

. Хотя существует множество возможных режимов управления трансмиссией в зависимости от условий эксплуатации транспортного средства и команд водителя, в иллюстративном примере режима максимальная мощность, передаваемая на нагрузку. (ведущие колеса) для заданной мощности торможения двигателем ( P b = T b ω e ).Простая приближенная и искусственная модель для объяснения максимальной передачи мощности через зубчатую передачу основана на электрической эквивалентной схеме, в которой крутящий момент аналогичен напряжению ( В, ), а угловая скорость вала, по которому прилагается крутящий момент, аналогична току. Я . Как и в случае с механической мощностью, электрическая мощность P e для чисто резистивных цепей определяется как

Pe = VI

Импеданс z определяется как

z = V / I

Для переменного тока электрическая цепь, мощность, передаваемая на нагрузку через трансформатор отношения витков N 2 / N 1 = r максимизируется, когда

r = RLRs

R s = источник сопротивление и R L = сопротивление нагрузки.

Механический эквивалент импеданса Z м определяется выражением T / ω . Для этой искусственной модели предполагается, что доступная мощность двигателя фиксируется углом дроссельной заслонки и что внутренние потери на трение пропорциональны ω e . В этой модели зубчатая передача с передаточным числом г аналогична трансформатору с передаточным числом r .

Основываясь на аналогии трансформатора с зубчатой ​​передачей, передаточное число, которое максимизирует передачу мощности двигателя на мощность нагрузки ( P L = T L ω L ) g ∗ равно приблизительно равным

г * = TL / ωLTb / ωe

В этой простой модели трансмиссии контроллер запрограммирован на выбор ближайшего доступного передаточного числа из набора возможных вариантов до г *.Однако на практике критерии выбора передачи основаны на оптимизации топливной экономичности двигателя, за исключением условий сильного ускорения, для которых выбор передачи обычно таков, что двигатель работает почти с максимальным крутящим моментом.

Другой режим управления трансмиссией заключается в максимальном увеличении крутящего момента ведущей оси T L , тем самым максимизируя ускорение транспортного средства всякий раз, когда команда водителя приводит к полностью открытой дроссельной заслонке (WOT). Этот режим требует максимально доступного передаточного числа при условии, что частота вращения двигателя остается близкой к точке максимального тормозного момента.

Соответствующие муфты приводятся в действие давлением трансмиссионной жидкости, действующим на поршневые механизмы. Давление включается в соответствующей муфте через электромагнитные клапаны, на которые под давлением подается жидкость для автоматической коробки передач. Соленоиды — это исполнительные механизмы, которые получают электрический сигнал от системы управления трансмиссией, как описано в главе 5.

Во время нормального движения электронный контроллер трансмиссии определяет желаемое передаточное число на основе измерений нагрузки двигателя и числа оборотов в минуту, а также числа оборотов выходного вала коробки передач.Эти измерения частоты вращения выполняются с использованием бесконтактных датчиков угловой скорости (обычно магнитных по своей природе), как описано в главе 5. После определения этого желаемого передаточного числа однозначно определяется набор включаемых муфт, и управляющие сигналы отправляются на соответствующие муфты. .

Обычно наивысшее передаточное число (то есть отношение скорости входного вала к скорости выходного вала) желательно, когда транспортное средство движется на низкой скорости, например, при ускорении после остановки. Когда скорость автомобиля увеличивается после остановки, достигается уровень переключения, при котором выбирается следующее низшее передаточное число.Этот порог переключения (переключения передач) является возрастающей функцией нагрузки, измеряемой датчиком массового расхода воздуха или абсолютного давления в газе.

Время от времени (особенно при постоянной скорости транспортного средства) водитель требует увеличения мощности двигателя (например, для резкого ускорения).

Comments |0|

Legend *) Required fields are marked
**) You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>
Category: Разное