Гидромуфты и гидротрансформаторы

Автор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)
Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]

6192 1

Гидромуфта открыла путь к созданию автоматической коробки передач. Сама по себе она не может увеличивать передаваемый момент, но ее пробуксовка уменьшает рывки автомобиля при переключении передач.

Поскольку передаваемый момент при низкой частоте вращения быстро убывает по мере ее снижения, то при минимальной частоте вращения на холостом ходу двигателя гидромуфта выключена. В условиях городского движения при наличии гидромуфты не требуется постоянно включать и выключать передачу в коробке, а достаточно при включенной передаче «сбросить газ», т. е. отпустить педаль управления двигателем, а при новом разгоне – вновь лишь нажать на нее. Чтобы переход от выключенного положения гидромуфты при холостом ходе к режиму передачи ею максимального крутящего момента с малой пробуксовкой был по возможности коротким, между двумя колесами гидромуфты помещают отражающую пластину.

КПД гидромуфты зависит от величины ее буксования. Если пробуксовка гидромуфты составляет 40 %, то ее КПД равен лишь 60 %, и остальная энергия превращается в тепло, что приводит к росту расхода топлива. Но без буксования гидромуфта не может осуществлять передачу момента, так как только при пробуксовке жидкость в муфте приходит в движение. В оптимальных условиях КПД гидромуфты равен 97 %. Чтобы не вызывать увеличение расхода топлива на режимах движения, когда потребность использования сцепления отпадает, применяют также фрикционное сцепление, блокирующее работу гидромуфты.

Гидротрансформатор выполняет аналогичную гидромуфте функцию, отличаясь от нее тем, что между насосным и турбинным колесами в нем размещено также одно или более реактивных колес, соединенных с картером через муфту свободного хода. При необходимости увеличить момент реактивное колесо стопорится, в других случаях муфта свободного хода расцепляется и реактивное колесо вращается вместе с турбинным колесом гидротрансформатора. Под воздействием реактивных колес гидротрансформатор может увеличить момент и таким образом позволяет работать с меньшим количеством ступеней коробки передач. При высоких оборотах и небольшом буксовании гидротрансформатор работает как гидромуфта.

Зависимость КПД гидротрансформатора от степени его буксования изображена на рис. ниже, из которого видно, что если отношение частоты вращения турбинного колеса к частоте вращения двигателя n_т/n_д будет равно 0,65, то третье реактивное колесо выключается, а работают только два оставшихся реактивных колеса. При отношении этих частот вращения, равном 0,75, отключается второй реактивный элемент, а при 0,95 — первый, и далее гидротрансформатор работает как гидромуфта. Огибающая кривая дает суммарное значение КПД гидротрансформатора. При остановленном турбинном и вращающемся насосном колесах (100 %-ное буксование) коэффициент трансформации, характеризующий увеличение крутящего момента двигателя гидротрансформатором, составляет 2,15.

Схема (а) и характеристика (б) трехступенчатого гидротрансформатора:
1 – блокируемые муфты свободного хода; 2 – коэффициент трансформации M2/M1.

Как видно из рис., потери в гидротрансформаторе весьма существенны и при его применении топлива расходуется больше, чем в случае обычной механической коробки передач. В автоматической планетарной коробке, которая расположена за гидротрансформатором, дополнительно возникают потери на привод масляных насосов, управление многодисковым сцеплением, трение масляной пленки между неподвижными и вращающимися деталями сцепления и тормозов и т. д. Все эти потери нагревают масло, которое следует охлаждать, а на это вновь затрачивается часть эффективной мощности двигателя. Общая длина планетарной коробки передач, расположенной по оси двигателя, включая длину размещенного перед ней гидротрансформатора, достаточно велика, и весь агрегат, имея большие размеры и массу, относительно дорого стоит. Поэтому возрастает интерес к созданию более современного типа гидротрансформатора или же бесступенчатой коробки передач без использования гидромуфты или гидротрансформатора.

Сноски

1. ↺ Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В. Б. Иванова; Под ред. А. Р. Бенедиктова. - М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.: ил.//Стр. 22 - 23 (книга есть в библиотеке сайта). – Прим. icarbio.ru

Комментарии

Ваше имя:
Ваш e-mail:		необязательное поле
Мы будем рады, если Вы оставите свой комментарий.
Кто Вы?	Человек Робот

Не вполне понимаю необходимлсть использования гидромуфты. Ту же функцию в скутерах выполняет центробежное сцепление. Скинул газ, сцепление разомкнулось, со всеми вытекающими последствиями типа невозможности пустить с толкача и невозможносьи торможения движком. Хотя в современных условиях это и так не актуально.

Гость 25.10.15 18:48:29