Як працює гидротрансформатор

Багато хто з Вас напевно знають елементарні речі про пристрій механічної коробки передач - Ви знаєте, що двигун підключений до передачі шляхом зчеплення, адже без зв'язку з цим автомобіль не зможе прийти до повної зупинки, зрозуміло, не вбивши двигун. Але автомобілі з автоматичною коробкою передач не мають зчеплення, яке відключало б трансмісію від двигуна. Замість цього в них використовується дивовижне пристрій під назвою гідротрансформатор. Може бути, його пристрій Вам здасться дещо складним, але те, що він робить і яка зручність доставляє, просто дуже цікаво!

У цій статті ми дізнаємося, чому автоматична коробка передач автомобіля так потребує гідротрансформаторі, як працює гідротрансформатор і його деякі недоліки.

основи гідротрансформатора

Так само, як і в випадку з ручною трансмісією, автомобілю з автоматичною коробкою передач необхідно знайти спосіб, щоб одночасно тримати двигун працює (крутиться колінчастим валом), а колеса і шестерні в коробці передач остановленнимі.Автомобілі з МКПП використовують для цього зчеплення, яке повністю відключає двигун від коробки передач, а ось автоматична коробка передач використовує гідротрансформатор.

Гідротрансформатор є одним з видів гідромуфти, яка дозволяє двигуну обертатися незалежно від трансмісії. Якщо двигун обертається повільно, наприклад, коли автомобіль працює на холостому ходу на червоному сигналі світлофора, кількість крутного моменту, який передається через гідротрансформатор, дуже мало, і його досить, щоб утримати автомобіль на місці шляхом лише легкого тиску на гальмівну педаль.

Якби Ви натиснули на педаль газу в той час як автомобіль зупинився, Вам довелося б також натиснути сильніше на гальма, щоб утримати машину від переміщення. Це відбувається тому, що при натисканні на газ двигун прискорюється, і насос через це прискорення подає більше рідини в гідротрансформатор, викликаючи більший крутний момент, який в свою чергу передається на колеса.

Як працює гидротрансформатор?

Як показано на малюнку вище, існують чотири компоненти всередині дуже міцного корпусу гідротрансформатора:

Корпус гідротрансформатора кріпиться болтами до маховика двигуна, тобто корпус завжди крутиться з тією ж швидкістю, з якою крутиться колінвал двигуна. Плавці, які складають насос гідротрансформатора, кріпляться до корпусу, тому вони також обертаються з однаковою швидкістю, що і двигун. Гідротрансформатор в розрізі на малюнку нижче показує, як все це пов'язано всередині гідротрансформатора.

Насос всередині гідротрансформатора є одним з видів відцентрових насосів. У той час як він обертається, рідина рухається направлено від центру до країв, приблизно як обертовий барабан пральної машини під час віджиму кидає воду і одяг за своїми стінок. У той же час, так як рідина спрямовується від центру, в це центрі створюється вакуум, який привертає ще більше рідини.

Потім рідину надходить в лопаті турбіни, яка пов'язана з передачею. Саме турбіна змушує передачу крутитися, що в основному і приводить в рух Ваш автомобіль. Так як же рідина (точніше, мастило) надходить з насоса до турбіни. Справа в тому, що в той час, як рідина ця спрямовується від центру до країв насоса, вона зустрічає на своєму шляху лопаті насоса, які спрямовані таким чином, що рідина рикошетом про них і прямує вже уздовж осі обертання насоса геть від нього - до турбіни , яка як раз і розташована навпроти насоса.

Лопаті турбіни також трохи викривлені. Це означає, що рідина, яка надходить в турбіну зовні, повинна змінити свій напрямок, перемістившись в центр турбіни. Саме це спрямована зміна викликає обертання турбіни.

Щоб ще простіше уявити принцип роботи гідротрансформатора, уявімо ситуацію з розташованими один навпроти одного на невеликій відстані (припустимо, близько одного метра) кімнатними вентиляторами і спрямованими один навпроти одного - якщо включити один з вентиляторів, то він за рахунок своїх викривлених лопатей пожене повітря від себе до вентилятора, який стоїть навпроти нього, а той, у свою чергу, почне обертатися, тому як його лопаті також викривлені і потік повітря штовхає їх все в якусь одну сторону (саме в ту сторону, в акую і почне обертатися вал вентилятора).

Але ми все ще рухаємося надалі: рідина виходить з турбіни в його центрі, рухаючись знову таки в іншому - протилежному напрямку, ніж те, в якому вона колись увійшла в турбіну - тобто знову у напрямку до насоса. І ось тут полягає велика проблема - справа в тому, що за своєю конструкцією (точніше, по конструкції своїх лопатей, насос і турбіна обертаються в протилежні сторони, і, якщо рідини буде дозволено потрапити назад в насос, то це буде сильно уповільнювати двигун. Ось чому гідротрансформатор має статор, який завдяки своїй конструкції, змінює напрямок руху масла, і, таким чином, залишкова енергія, яка повертається від турбіни до насоса, йде в справу - трохи допомагаючи двигуну розкручувати насос.

Важливо відзначити, що швидкість обертання турбіни ніколи не буде рівною швидкості обертання насоса, а ККД в гідротрансформаторі навіть близько не буде стояти до механічних шестерні механізмам, що передає крутний момент. Саме тому у автомобіля з АКПП значно вищий витрата палива. Для боротьби із цим ефектом, більшість автомобілів має гідротрансформатор, забезпечений блокувальною муфтою. Там, де необхідно, щоб дві половинки гідротрансформатора (насос і турбіна) оберталися з однаковим швидкістю (це відбувається, наприклад, коли автомобіль рухається на великій швидкості), блокировочная муфта блокує їх разом намертво, що виключає прослизання насоса щодо турбіни і, таким чином, підвищує ефективність витрати палива.