Гідротрансформатори.

Як влаштовані гідротрансформатори

Гідротрансформатори.

Основною особливістю гідротрансформаторів є те, що вони можуть створювати на турбіні і віддавати споживачеві більший момент, ніж розвиває сам двигун.

Ця властивість характеризується терміном – трансформація, який входить у назву гідротрансформатора. Коеф. трансформації К=Мт/Мд може сягати 4…5 одиниць. Ця головна властивість гідротрансформатора створюється шляхом встановлення додаткового колеса – реактора, який жорстко пов'язаний з корпусом двигуна, але може і нейтралізуватись – блокуватись і тоді гідротрансформатор переходить у режим роботи гідромуфти. Це автоматично виконується на великих оборотах, там, де ККД гідротрансформатора малий, а ККД гідромуфт, навпаки - високий (див. характеристики гідромуфт і гідротрансформаторів).

Гідротрансформатор (рис. 17.2) складається з 1 насосного і турбінного 2 коліс, забезпечених лопатками складної конфігурації.

Між насосним та турбінним колесами встановлений реактор 3, також має лопатки. Насосне колесо з кожухом 5 та вінцем 4

Рис.. гідротрансформатор та його характеристика:

1- насосне колесо; 2-турбінне колесо; 3-реактор; 4- вінець; 5-кожух; 6 та 7-вали; 5-картер коробки передач

закріплено на фланці колінчастого валу 6, турбінне колесо - на веденому турбінному валу 7, а реактор-на картері 8. Кожух заповнений олією.

Відношення крутного моменту на турбінному колесі до крутного моменту на насосному колесі називається коефіцієнтом трансформації (К)

У зв'язку з інтенсивним перемішуванням олії лопатками к.п.д. гідротрансформатора нижче к. п. д. гідромуфти та максимально становить 0,85-09. Значні втрати потужності призводять до сильногонагрівання олії в гідротрансформаторі. Для охолодження олія пропускається через масляний радіатор.

Зміна основних показників гідротрансформатора в залежності від числа обертів турбінного колеса представлена на його зовнішній характеристиці (рис. 172). Як видно з характеристики, зменшення числа обертів турбінного колеса супроводжується значним збільшенням переданого крутного моменту (т. Е. До). найбільшого значення Мт і До досягають при нерухомому турбінному колесі і велику кількість обертів насосного колеса. Такий характер зміни моменту, що передається, дозволяє автомобілю автоматично пристосовуватися до зміни зовнішніх опорів.

Гідротрансформатори можна класифікувати за такими ознаками:

- за кількістю турбінних коліс;

- за напрямом обертання турбінного та насосного коліс;

- за способом встановлення реактора;

- за кількістю реакторів;

- по взаємодії між крутними моментами двигуна та турбінного колеса.

Залежно від кількості турбінних коліс гідротрансформатори поділяються на одноступінчасті, двоступінчасті та триступінчасті. Так, наприклад, триступінчастий гідротрансформатор має насосне колесо, три турбінні колеса, закріплених на загальному валу, і два реактори. Коефіцієнт трансформації такого трансформатора досягає 4,5-5, у той час як у одноступінчастого він зазвичай не перевищує 3,5, К. п. д. багатоступінчастого гідротрансформатора нижче, конструкція складніша.

Залежно від напрямку обертання коліс гідротрансформатори можуть бути прямого ходу насосне та турбінне колеса обертаються в одну

бік, у гідротрансформатора зворотного ходу - в різні боки, а у реверсивного гідротрансформатора турбінне колесо може обертатися в тому й іншомунапрямі.

Залежно від способу встановлення реактора гідротрансформатор може бути простим та комплексним. У першому випадку реактор закріплений нерухомо, у другому – встановлений на муфті вільного ходу, що допускає обертання реактора у бік обертання коліс та утримує його у зворотному напрямку. Рухома установка реактора забезпечує гідротрансформатор можливість роботи на режимі гідромуфти, що підвищує його к. п. д.. додаткове підвищення к. п. д. гідротрансформатора на експлуатаційних режимах може бути досягнуто установкою двох реакторів. У цьому випадку реактори починають обертатися послідовно, а гідротрансформатор одержує назву полімерного.

За характером взаємодії між крутними моментами двигуна та турбінного колеса гідротрансформатори поділяються на прозорі та непрозорі. Якщо зміна зовнішнього навантаження при незмінному положенні дросельної заслінки супроводжується зміною обертів і моменту двигуна, що крутить, (рис. 172, суцільні криві Мн і nн), то гідротрансформатор називається прозорим. Такі гідротрансформатори зазвичай встановлюються на автомобілях з карбюраторами двигунами, так як вони дозволяють рушати автомобілям на малих оборотах і повніше використовувати крутний момент двигуна. Однак коефіцієнт трансформації прозорих гідротрансформаторів зазвичай не перевищує 2,7 (при трьох колесах). Якщо на автомобілі встановлено непрозорий гідротрансформатор, то зміна зовнішніх опорів не відбивається на режимі роботи двигуна (рис. 172, пунктирні криві Мн та nн). Такі гідротрансформатори мають великий коефіцієнт трансформації (4-5), будуються лише одноступінчастими та встановлюються на важкі вантажні автомобілі з дизельними двигунами.

Одноступінчастий, комплексний, поліметричний,непрозорий гідротрансформатор прямого ходу з коефіцієнтом трансформації 3,5 встановлено на автомобілі МАЗ-535 (рис.169). Насосне 6, турбінне колеса 5 і два реактори 11 відлиті з алюмінієвого сплаву. Насосне колесо через кожух пов'язане з провідним валом 7, турбінне колесо – з турбінним валом 8. Реактори встановлені на муфтах вільного ходу 9. для блокування насосного та турбінного коліс встановлений блокувальний фрикціон з поршнем 10. Циркуляція олії через гідротрансформатор забезпечується насосом. ), що забирає масло з радіатора 3 гідротрансформатора. Нормальний тиск олії в системі (2,5-4 кг/см) забезпечує клапан 31, що знаходиться в золотниковій коробці. При русі гарною дорогою з метою підвищення швидкості руху та зменшення витрати палива гідротрансформатор може бути заблокований клапаном 33 з електромагнітним приводом. Натисканням на кнопку 28 в кабіні включається соленоїд 34, клапан переміщається вниз і масло від селекторного клапана 25 надходить до бустера блокувального фрикціону з поршнем 10. Блокування гідротрансформатора можливе тільки на другій і третій передачах коробці. При включенні передачі гідротрансформатор автоматично розблокується через злив олії від поршня через селекторний клапан. При переході з однієї передачі на іншу спочатку відбувається розблокування, а потім гідротрансформатор знову автоматично блокується завдяки дії маятникового клапана 29. Так, якщо замість третьої передачі буде включена друга, масло від селекторного клапана через калібрований отвір натисне на поршень клапана 29 праворуч, перемістить його вліво і через канал і клапан 33 надійде до поршня 10 блокувального фрикціону.

Найбільший к. п. д. гідротрансформатора на режимі трансформатора становить 0,83 на режимімуфти-0,92.

На автомобілі МАЗ-535 гідротрансформатор спільно з планетарною коробкою передач розміщується у загальному картері гідромеханічної передачі.

1.- лопатки турбіни, 2.- лопатки насоса, 3.- колеса реактора, 4.- маховик з вінцем.

Зовнішньо, крім наявності реактора, гідротрансформатор відрізняється від гідромуфти тим, що в останній лопаті плоскі та радіальні (прямі), а у першого – криволінійні.