Принцип работы автоматической коробки передач с гидротрансформатором: Устройство автоматической коробки передач автомобиля

Преобразователь крутящего момента — это устройство, которое выполняет функцию, аналогичную функции коробки передач, то есть увеличивает крутящий момент при одновременном снижении скорости. Но в то время как коробка передач обеспечивает лишь небольшое количество фиксированных передаточных чисел, гидротрансформатор обеспечивает непрерывное изменение передаточного числа от самого низкого до самого высокого.

Гидротрансформатор предназначен для получения механического преимущества или передаточного числа с помощью гидравлических средств так же, как передачи с помощью механических средств.Он обеспечивает максимальное передаточное число, начиная с состояния покоя, и постепенно уменьшает это передаточное число по мере увеличения скорости автомобиля.

Конструкция гидротрансформатора аналогична конструкции гидравлической муфты, с той лишь разницей, что он имеет дополнительный неподвижный элемент, называемый реактивным элементом . Таким образом, гидротрансформатор состоит из трех основных элементов вместо двух:

1. Приводной элемент или рабочее колесо или насос, которые соединены с двигателем.
2. Приводной элемент или ротор, или турбина, которая соединена с карданным валом.
3. Стационарный элемент, или противодействующий элемент, или статор, закрепленный на раме. Это элемент, который позволяет изменять крутящий момент между входным и выходным валами. Гидравлическая муфта не имеет этого элемента и не может изменять крутящий момент.
4. Статор установлен на обгонной муфте свободного хода, так что он может вращаться только в одном направлении. Стационарный вал, называемый реакционным валом, проходит от зубчатой ​​передачи в задней части преобразователя через насос, чтобы поддерживать статор.

Ведомый элемент (турбина) обращен к статору и имеет шлицы с входным валом, который вращается внутри реактивного вала и соединяет изогнутые лопасти для выброса большей части масла в полый цилиндр, параллельный оси вращения.

Турбина приводится в движение потоком масла, подаваемым к ней насосом. Масло попадает в секцию лопасти возле обода и проходит через лопасти. Вся сборка заключена в маховик двигателя и соединена с ним.

Читайте также: 9 различных типов муфт

Когда двигатель работает на холостом ходу, насос медленно подает масло, поскольку двигатель его приводит в движение.Такой медленной циркуляции масла недостаточно для вращения турбины.

Когда дроссельная заслонка широко открыта, частота вращения двигателя увеличивается, и насос движется быстрее, выбрасывая масло в сторону турбины. Но масло по-прежнему имеет меньшее усилие, которого недостаточно для вращения турбины. Поэтому масло возвращается обратно в насос. Почти без потери скорости, за исключением того, что происходит из-за трения.

Чистым эффектом перенаправления потока является увеличение производительности насоса. Производительность насоса в этих условиях — это выходная скорость, которую он создает из-за крутящего момента двигателя, плюс скорость перенаправленного масла.

Повышенная выходная скорость, в два-три раза превышающая выходную скорость за счет одного только двигателя, достигается, когда турбина находится в трех неподвижном состоянии.

Таким образом, вращающая сила турбины в три раза больше, чем у двигателя. Увеличенный крутящий момент турбины позволяет ей вращаться и, таким образом, приводит в движение входной вал, который, в свою очередь, передает мощность на зубчатую часть трансмиссии.

Ознакомительное видео о том, как работает гидротрансформатор?

В то время как гидравлическая муфта передает тот же крутящий момент, что и двигатель, гидротрансформатор увеличивает крутящий момент в соотношении примерно от 2: 1 до 3: 1.Таким образом, он служит той же цели, что и коробка передач, но лучше.

В коробке передач изменение крутящего момента происходит только с конечным числом шагов, но в преобразователе крутящего момента изменение крутящего момента является непрерывным. Однако КПД гидротрансформатора высок только в узких пределах скорости.

Читайте также: Что такое карбюратор и типы карбюраторов [Полное руководство]

На рисунке представлена ​​упрощенная схема одноступенчатого трехэлементного преобразователя крутящего момента.Ясно показаны три элемента — рабочее колесо, статор и турбина. Другие конструкции содержат больше элементов и дополнительных ступеней для повышения эффективности в широком диапазоне.

Гидротрансформатор — это тип гидравлической муфты, в которой используется жидкость для передачи крутящего момента от одного вала к другому. Преобразователь имеет статор , Однако на более высоких оборотах гидротрансформатор работает как гидравлическая муфта, обеспечивая передаточное число 1: 1.

Когда скорость транспортного средства увеличивается с медленной до высокой, потребность в механических преимуществах уменьшается, и передаточное число гидротрансформатора постепенно меняется на передаточное число гидравлической муфты.Это происходит потому, что скорость турбины постепенно приближается к скорости насоса.

Это уменьшает вихревой поток, так что меньше масла отправляется обратно в насос турбиной и статором. Когда частота вращения турбины достигает точки, при которой поток масла к статору больше не отражается, статор начинает двигаться вместе с вращающимся маслом. Это ступень гидравлической муфты, на которой передаточное число становится 1: 1.

Это действие зависит от открытия дроссельной заслонки и загрузки автомобиля. При небольшой дроссельной заслонке и постоянной нагрузке передаточное число может приближаться к 1: 1 на низкой скорости.Автомобиль с гидротрансформатором обеспечивает эффект передаточного числа по мере необходимости.

Такое состояние, как подъем на холм или быстрое ускорение, вызывает изменение. На крутых спусках гидротрансформатор так же эффективен, как и гидравлическая муфта, в передаче крутящего момента для торможения двигателем.

Ниже приведены преимущества гидротрансформатора:

• Он позволяет вашему автомобилю полностью останавливаться без остановки двигателя.
• Облегчает вождение.
• Гидротрансформатор дает больше крутящего момента вашему автомобилю, когда вы ускоряетесь без остановки.
• Гидротрансформатор снимает сцепление и выдает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем, оснащенным сцеплением.
• Современные гидротрансформаторы увеличивают крутящий момент двигателя в два-три раза.

Итак, теперь мы надеемся, что мы развеяли все ваши сомнения относительно гидротрансформатора.Если у вас все еще есть сомнения по поводу « Torque Converter Working », вы можете связаться с нами или задать вопрос в комментариях.

Вот и все, спасибо за прочтение. Если вам понравилась наша статья, поделитесь ею с друзьями. Если у вас есть какие-либо вопросы по какой-либо теме, вы можете задать их в разделе комментариев.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые сообщения.

Загрузите PDF-файл этой статьи:

Возможно, вам будет интересно прочитать эти статьи:

1. Что такое гидраматическая трансмиссия или полностью автоматическая трансмиссия?
2. Что такое повышающая передача и как она работает?
3. Что такое двигатель V8 и как он работает?

Как работает автоматическая коробка передач

АВТО ТЕОРИЯ

Вскоре после появления автомобиля конструкторы начали искать способы взять на себя работу по выбору подходящей передачи от водителя и сделать ее «неотъемлемой частью» самой машины.В конце концов, теоретически это может сделать автомобиль более надежным и плавным в эксплуатации. К 1940-м годам промышленность продвинулась настолько далеко, что предлагала покупателям полуавтоматические и полностью автоматические трансмиссии. К 1950-м годам большинство населения (75% и более) выбрало автоматику, и спрос никогда не снижался. Фактически, в наши дни только около 7% покупателей новых автомобилей выбирают механическую коробку передач.

По сути, автоматические трансмиссии исключают педаль сцепления и необходимость для водителя выбирать передаточные числа для конкретных условий движения.Эти устройства переключаются вверх или вниз в зависимости от скорости автомобиля, положения дроссельной заслонки и нагрузки двигателя. Независимо от конструкции, вся автоматика состоит из практически идентичных компонентов. Они работают благодаря гидротрансформатору или гидравлической муфте, увеличивающей крутящий момент.

Преобразователь

Деталировка гидротрансформатора

Это устройство, широко известное как гидротрансформатор, передает мощность от двигателя на трансмиссию. Гидротрансформатор представляет собой полый «бублик» (на самом деле, технический термин для геометрической формы бублика — тор), внутри которого находятся два отдельных «элемента»: ведущий (называемый насосом или крыльчаткой) и ведомый (называемый турбина.) Каждый из элементов состоит из ряда лопаток или ребер, соединенных с независимым вращающимся валом. Узлы лопаток размещаются очень близко друг к другу внутри корпуса преобразователя, который затем заполняется маслом.

Принцип работы гидротрансформатора лучше всего объяснить, представив два электрических вентилятора, установленных лицом к лицу. Если один вентилятор включен, продуваемый им воздух будет легко вращать лопасти другого вентилятора. Поскольку в данном случае средством передачи энергии является воздух, все было бы не очень эффективно.Однако, если бы вентиляторы были помещены в герметичный контейнер с жесткими допусками, а затем заполнены маслом, эффективность передачи мощности была бы намного выше.

По сути, это то, что происходит внутри гидротрансформатора. Преобразователь прикреплен к специальному маховику (называемому гибкой пластиной) на коленчатом валу. Коленчатый вал приводит в движение одну сторону лопаток гидротрансформатора, заставляя масло вращать другой набор лопаток, соединенных с входным валом трансмиссии. Десятилетия инженерных усовершенствований сделали гидротрансформаторы очень механически эффективными, что привело к способности гидротрансформатора увеличивать крутящий момент двигателя.

Время умножить

Представьте, что вы берете садовый шланг и распыляете струю воды в миску для хлопьев, вода попадает с одной стороны миски, затем изгибается внизу и выходит с другой стороны с почти такой же силой. Чтобы правильно наполнить чашу, вы должны либо снизить давление в форсунке, либо найти другой способ ограничить турбулентность.

Внутри преобразователя такая же проблема. Каждая капля масла, вылетающая из лопасти, теряет немного энергии.Однако, если вы собираете всю эту энергию, точно направляя масло в лопатки, вы можете эффективно увеличивать крутящий момент двигателя до тех пор, пока насос и турбина не будут вращаться с одинаковой скоростью. Из этого, конечно, следует, что чем больше разница в относительных скоростях, тем больше умножение крутящего момента.

Для увеличения крутящего момента инженеры изогнули лопатки насоса и турбины, чтобы уменьшить турбулентность. Они также добавили еще один компонент, который на высоких относительных скоростях перенаправляет поток масла в лопатки турбины, чтобы использовать «потерянную» энергию.Решением этой проблемы является статор, а преобразователь увеличивает крутящий момент за счет использования одного или нескольких из них.

Статор

Статор — это небольшой узел в форме колеса, который устанавливается между насосом и турбиной. Его цель — оптимизировать поток масла к лопастям насоса. Думайте об этом как о «мозге» преобразователя.

Если бы не было статора, произошло бы вот что: когда насос начинает вращаться, масло выбрасывается наружу в лопатки турбины.Он проходит через лопатки турбины, а затем возвращается в лопатки насоса. Однако, поскольку масло разбрасывается во многих направлениях, оно не попадает в лопасти насоса под каким-либо определенным углом. Это означает, что существуют всевозможные условия, позволяющие лишить насос доступной мощности, и этот узел будет представлять собой только базовую гидравлическую муфту. Задача статора — направлять поток масла в насос под наиболее эффективным углом, чтобы узел мог увеличивать крутящий момент.

Статор установлен на невращающемся валу и вращается вместе с насосом.Если какая-либо сила пытается повернуть статор против направления вращения насоса, односторонняя система вызывает блокировку статора. Эта односторонняя система называется «обгонной муфтой» и обычно имеет форму обгонной муфты или ролика (эти узлы будут предметом другой статьи). Причина такой системы в том, что статор должен оставаться неподвижным (заблокированным — вверх) при низкой относительной скорости между турбиной и насосом, а затем свободно вращаться после того, как скорость турбины достигнет скорости насоса.

Так как же умножается крутящий момент?

Если вы вернетесь к примеру с миской для хлопьев, приведенной выше, представьте себе другую миску, перевернутую над первой.Когда вода вырывается из первой чаши, перевернутая перевернутая перенаправляет ее обратно, возвращая всю потерянную энергию. Фактически, первый закон движения Ньютона (Исаака, а не Рис!) Гласит: на каждое действие существует равное и противоположное противодействие. Если вы примените этот закон к мискам для хлопьев, вы быстро увидите, что, поскольку перевернутая миска неподвижна, ее реакция на энергию водного потока направляет ее обратно, комбинируя силу «отраженного» потока с силой потока воды. начальная струя воды, эффективно увеличивающая общие силы.

Внутри преобразователя крутящего момента статор выполняет то же действие, что и перевернутая чаша для хлопьев. Следовательно, реакция лопаток турбины на поток масла равна сумме сил, прилагаемых как насосом, так и статором (потому что он зафиксирован на месте). Таким образом, у вас есть умножение крутящего момента, которое уменьшается по мере увеличения скорости турбины. Когда автомобиль остановлен, увеличение крутящего момента является наибольшим, а на крейсерской скорости оно незначительно или отсутствует. Вот почему:

Когда автомобиль стоит на месте с включенной трансмиссией, происходит очень небольшая передача крутящего момента от насоса к турбине.По мере того, как двигатель ускоряется, скорость насоса увеличивается, и масло вбрасывается в турбину с все большей и большей силой. Покидая турбину, масло ударяется о статор. Когда статор движется назад под действием масла, его односторонняя муфта прекращает движение в этом направлении или «блокирует его». Затем масло возвращается обратно в насос, вызывая вихревой поток, который увеличивает скорость масла, тем самым прикладывая все больший крутящий момент к турбине. Максимальное умножение крутящего момента происходит в момент, когда насос достигает максимальной скорости, а турбина стоит на месте или «в остановке».«

Хорошо, пока?

Ни один размер не подходит всем

Конструкции статора, насоса и турбины могут быть разными. Есть статоры с переменным шагом, сдвоенные статоры, несколько турбин и насосов. Все они предназначены для облегчения передачи и увеличения крутящего момента. Однако наиболее распространенной конфигурацией по-прежнему является конструкция с насосом, турбиной и одним статором.

Итак, что означает «скорость сваливания»? Скорость срыва — это количество оборотов в минуту, которое гидротрансформатор должен вращать, чтобы преодолеть заданную нагрузку и начать движение турбины.Когда я говорю о том, «насколько сильно я получу от этого преобразователя крутящего момента», это означает, с какой скоростью (об / мин) должен вращаться преобразователь крутящего момента, чтобы создать достаточное гидравлическое усилие на турбине, чтобы преодолеть инерцию покоя транспортного средства при полностью открытой дроссельной заслонке. Загрузка происходит из двух мест:

(1) В зависимости от крутящего момента, который двигатель передает на гидротрансформатор через коленчатый вал. (Эта нагрузка изменяется в зависимости от частоты вращения, т. Е. Кривой крутящего момента, и напрямую зависит от атмосферы, топлива и условий двигателя.)

(2) От сопротивления автомобиля движению, которое создает нагрузку на преобразователь крутящего момента через трансмиссию. Это можно представить как то, насколько жестко трансмиссия поворачивается при неподвижном транспортном средстве, и зависит от веса автомобиля, количества передач и размера шины, способности шины оставаться прилегающей к земле и жесткости шасси.

data-matched-content-ui-type = «image_card_stacked» data-matched-content-rows-num = «3» data-matched-content-columns-num = «1» data-ad-format = «autorelaxed»>

Окончательное руководство по преобразователям крутящего момента трансмиссии Ford от DIY Ford

Преобразователи крутящего момента, вероятно, являются наиболее неправильно понимаемым компонентом автоматической коробки передач, но они являются наиболее простыми как в теории, так и в функциях.Представьте гидротрансформатор как водяное колесо на старой лесопилке: водяное колесо приводится в движение жидкостью. Преобразователь крутящего момента работает по тому же принципу — гидравлическая муфта или муфта, которая проскальзывает при остановке автомобиля и передает мощность при увеличении числа оборотов двигателя и заставляет жидкость двигаться. Гидротрансформатор, по самой своей природе как гидравлическая муфта, также гасит импульсы сгорания двигателя для обеспечения более плавной работы.

Этот технический совет взят из полной книги

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этим сообщением в Facebook / Twitter / Google+ или на любых автомобильных форумах или блогах, которые вы читаете. Вы можете использовать кнопки социальных сетей слева или скопировать и вставить ссылку на веб-сайт: https://www.diyford.com/ultimate-ford-transmission-torque-converters-guide/

Немного истории

Гидротрансформаторы начали использовать в начале 1900-х годов.Немцы одними из первых применили гидротрансформаторы в автомобилях, поездах и промышленном оборудовании. Первым американским автопроизводителем, использовавшим гидротрансформатор, был Chrysler 1939 года Imperial, известный как Fluid Drive. General Motors последовала этому примеру в 1940 году Oldsmobile. Затем в 1942 году Форд последовал его примеру с производным от BorgWarner автомобилем Lincoln и Mercury.

Эти ранние применения преобразователей крутящего момента не очень хорошо работали при запуске, потому что в те дни не было умножения крутящего момента.Фактически, гидротрансформаторы в то время назывались «гидравлическими муфтами», потому что они не увеличивали крутящий момент. General Motors первой применила настоящий гидротрансформатор в коробке передач Buick Dynaflow 1949 года. Ford последовал примеру GM в 1950 году с первым автоматом Ford, разработанным и изготовленным BorgWarner. Легендарный двухступенчатый автомат GM Powerglide появился в середине 1950-х годов и со временем стал фаворитом среди дрэг-рейсеров.

Функция гидротрансформатора

Благодаря основным принципам гидравлики гидротрансформатор приводит в движение жидкость для выполнения нашей работы.Жидкость приводится в движение для привода компонентов в процессе, известном как гидравлика. Тот же принцип, который останавливает вашу машину в тормозной системе или приводит в действие усилитель рулевого управления, работает и в автоматической коробке передач. И если все работает исправно, работа выполняется слаженно и качественно. Гидротрансформатор состоит из четырех основных компонентов: • Рабочее колесо, которое прикреплено к коленчатому валу и приводит в движение жидкость

• Статор, направляющий жидкость под давлением в турбину
• Турбина, которая связана с входным валом трансмиссии, приводится в движение жидкостью от рабочего колеса и статора
• Крышка или кожух, приваренный к рабочему колесу

Крышка / кожух и рабочее колесо сварены вместе, образуя кожух главного преобразователя крутящего момента, который приводит в действие передний насос трансмиссии, обеспечивая гидравлическое давление для работы и смазки.Рабочее колесо перемещает жидкость через статор в турбину, которая связана с входным валом трансмиссии. По мере увеличения скорости двигателя поток жидкости направляется через статор к турбине, которая приводит в движение турбину и входной вал трансмиссии, заставляя вас двигаться.

Скорость сваливания

Точка, в которой крыльчатка начинает приводить в движение турбину, известна как скорость срыва. Большинство стандартных гидротрансформаторов «глохнет» при частоте вращения двигателя от 1500 до 1900 об / мин.Гидротрансформаторы с высокими эксплуатационными характеристиками останавливаются на более высоких оборотах двигателя, потому что вы хотите, чтобы двигатель хорошо работал в своем диапазоне мощности, когда гидротрансформатор останавливается (начинает вращать турбину и транспортное средство). Например, преобразователь крутящего момента, установленный на 2400 об / мин, не начинает движение автомобиля, пока частота вращения двигателя не достигнет 2400 об / мин. То же самое можно сказать и о гоночном конвертере со скоростью сваливания 3600 об / мин. Вы хотите, чтобы двигатель вырабатывал мощность, когда он зацепляется (глохнет) с входным валом трансмиссии.

Статор и сцепление

Скорость срыва в основном определяется конструкцией статора.Статор — это «мозг» преобразователя крутящего момента, поскольку он управляет потоком жидкости от рабочего колеса к турбине. Это то, что делает гидротрансформатор мультипликатором крутящего момента. Выходной крутящий момент двигателя увеличивается как минимум вдвое благодаря статору. Большинство гидротрансформаторов увеличивают крутящий момент в соотношении 2,5: 1 по сравнению с фактическим крутящим моментом двигателя при остановке двигателя. Внутри статора находится односторонняя муфта, насаженная на опорный вал статора трансмиссии. Односторонняя муфта позволяет статору вращаться в одном направлении только с коленчатым валом двигателя и крыльчаткой / корпусом гидротрансформатора.Преобразование или умножение крутящего момента происходит на скорости сваливания, когда статор находится в неподвижном состоянии, прежде чем турбина начнет двигаться. Когда турбина трогается с движущимся транспортным средством, статор движется со скоростью турбины.

За гидротрансформаторами нет никакого волшебства. Откройте один, подобный этому, от TCI Automotive, и вы увидите его основные характеристики гидродинамики и тяги. Преобразователи послепродажного обслуживания — это все о более высоких скоростях останова и конструкции с пайкой в ​​печи, которая может выдержать испытания.

Таким образом гидротрансформатор взаимодействует с трансмиссией C4 или C6. Жидкость под давлением через статор приводит в движение турбину и входной вал трансмиссии. Опора статора несет гидротрансформатор, а также является неотъемлемой частью переднего насоса трансмиссии.

Рабочее колесо представляет собой насос с приводом от двигателя, который перемещает жидкость к статору и через статор к приводной турбине. Пока рабочее колесо получает постоянную подачу жидкости, оно продолжает приводить в действие турбину.

Рабочее колесо создает поток жидкости, который проходит через статор и приводит в движение турбину. Внешняя оболочка гидротрансформатора, приводимая в движение коленчатым валом двигателя, приводит в действие передний насос трансмиссии. Передний насос работает только при работающем двигателе.

Жидкость интенсивно проходит через этот статор, увеличивая крутящий момент вашего двигателя. Когда статор вращается медленнее, чем рабочее колесо, вы получаете увеличение крутящего момента. Когда статор догоняет скорость автомобиля, умножение крутящего момента прекращается.

Хотя гидротрансформаторы обычно выглядят одинаково, их функции могут сильно отличаться, особенно когда речь идет о скорости сваливания и ускорении. Преобразователи крутящего момента с блокировкой, которые не используются на C4 и C6, имеют встроенную гидравлическую муфту, которая контактирует с корпусом для прямой блокировки.

Вы действительно можете почувствовать этот процесс, когда вы нажимаете на педаль газа и чувствуете, как автомобиль ускоряется. Во время резкого ускорения вы можете почувствовать увеличение крутящего момента (статор неподвижен или медленнее, чем частота вращения турбины).Когда автомобиль набирает скорость, статор начинает медленно вращаться до скорости коленчатого вала. Опираясь на газ, скорость статора падает, и в игру вступает умножение крутящего момента, когда вы чувствуете внутреннее ускорение.

Поток жидкости
Существует два основных типа потока: вращающийся (круговой) и вихревой (округлый круговой). Когда частота вращения крыльчатки и турбины одинакова, поток вращается по окружности преобразователя. Если есть разница в скорости вращения крыльчатки и турбины, поток становится более вихревым (торнадным) по своей природе.

Как было сказано ранее, статор помогает крыльчатке и турбине увеличивать крутящий момент. Во время ускорения статор вращается с меньшей скоростью, чем рабочее колесо и турбина, что более агрессивно направляет поток жидкости на лопатки турбины. По мере того, как скорость автомобиля приближается к скорости турбины, крыльчатка, статор и турбина вращаются с одинаковой скоростью. Каждый раз, когда вы нажимаете на газ, скорость статора на мгновение замедляется, чтобы помочь направить жидкость и увеличить крутящий момент.

Transmission Rebuilding Company (TRC) восстанавливает свои собственные гидротрансформаторы, используя новейшие технологии и уделяя особое внимание качеству.Если разрезать эту оболочку, вы можете увидеть внутренние детали гидротрансформатора.

Это крыльчатка гидротрансформатора, которая под давлением перемещает жидкость для привода турбины и первичного вала трансмиссии.

Статор направляет жидкость под давлением к турбине. Думайте о статоре как о распределителе жидкости, который увеличивает крутящий момент, направляя жидкость в турбину.

Обгонная роликовая муфта статора.

Приводная турбина гидротрансформатора, которая соединена шлицами с входным валом трансмиссии.

Выбор гидротрансформатора

Большинство производителей классифицируют гидротрансформаторы по размеру и скорости остановки. Например, Performance Automatic упрощает выбор гидротрансформатора для вашего уличного или гоночного приложения, поскольку на своем веб-сайте он объясняет различия. По мере уменьшения диаметра гидротрансформатора скорость сваливания увеличивается, поэтому гоночные преобразователи обычно меньше, чем уличные преобразователи.

Перед заказом гидротрансформатора рекомендуется обсудить ваши потребности и ожидания в отношении производительности со специалистом по продажам / техническим специалистам.Компании, занимающиеся поставками деталей трансмиссии, обычно продают стандартные гидротрансформаторы со скоростями останова от 1500 до 1900 об / мин. Эти преобразователи представляют собой готовые к употреблению части, которые не всегда проектируются и изготавливаются с учетом эксплуатационных характеристик.

Если вы ищете производительность, разумно иметь дело с такими компаниями, как Performance Automatic, B&M и TCI Automotive, продукция которых доступна на Summit Racing Equipment.

Aftermarket спроектированы и сконструированы с учетом дополнительных требований и обладают такими характеристиками, как:

• Ребра, припаянные в печи для обеспечения прочной целостности (ребра заготовки имеют прорези, но не припаяны)
• Динамическая балансировка для работы на высоких оборотах
• Игольчатые подшипники вместо упорных шайб
• Статор для тяжелых условий эксплуатации и обжимная / односторонняя муфта
• Срыв с избыточным запасом от 400 до 600 об / мин Скорость

Диаметр преобразователя и скорость остановки

Стандартные гидротрансформаторы выпускаются размером от 11 до 13 дюймов в диаметре со скоростью срыва от 1500 до 1900 об / мин.В этом диапазоне оборотов вы хотите, чтобы уличный двигатель начал прикладывать крутящий момент. Когда вы переключаете трансмиссию на передачу, стандартный гидротрансформатор обеспечивает плавный толчок, поскольку крутящий момент двигателя передается на входной вал трансмиссии и переднюю муфту. Когда у вас более высокая скорость сваливания, этого толчка не происходит, пока двигатель не приблизится к скорости сваливания.

Вам нужна более высокая скорость останова уличного двигателя, когда ожидается, что приложение мощности будет в диапазоне от 2400 до 2600 об / мин. Гонщикам выходного дня нравится иметь гидротрансформатор с высоким крутящим моментом, который работает в этом диапазоне, потому что именно в этом и заключается сила.

Например, если у вас есть горячий кулачок и агрессивная индукционная система вместе с грубым холостым ходом от 1000 до 1200 об / мин, вам нужна более высокая скорость сваливания для лучшего холостого хода светофора, более высокого качества включения передачи и правильного применения мощности при Число оборотов увеличивается. Вы хотите, чтобы гидротрансформатор останавливался (глохнет) на 2400–2600 об / мин, когда двигатель начинает набирать мощность. Другими словами, вы хотите, чтобы гидротрансформатор проскальзывал до тех пор, пока частота вращения не достигнет диапазона от 2400 до 2600 об / мин.

Использование по назначению

Тип гидротрансформатора, который вы выбираете, зависит от того, как вы собираетесь управлять автомобилем.Уличным круизерам не нужны высокопроизводительные гидротрансформаторы с высоким крутящим моментом. Им даже не нужен высокопроизводительный преобразователь со всеми упомянутыми выше функциями. Если вы собираетесь участвовать в гонках в субботу вечером, вам, вероятно, понадобится более высокая скорость сваливания, чтобы ваш двигатель вышел в диапазон мощности для резкого рывка и надежного сцепления с трассы.

Стандартные двигатели обычно развивают максимальный крутящий момент от 2000 до 3000 об / мин, а максимальная мощность составляет около 5500 об / мин. Двигатели с высокими характеристиками обычно развивают максимальный крутящий момент около 3500 об / мин, а максимальная мощность составляет от 6000 до 6500 об / мин.Скорость сваливания от 1500 до 1900 об / мин идеально подходит для уличного использования с умеренным двигателем, потому что вам нужно, чтобы преобразователь работал в начале набора мощности двигателя на холостом ходу.

Высокопроизводительные двигатели начинают развивать мощность при более высоких оборотах, и именно здесь вы хотите, чтобы гидротрансформатор работал с более высокой скоростью остановки. Если вы запускаете гидротрансформатор с высоким остановом со стандартным двигателем, проскальзывание будет происходить до тех пор, пока ваш двигатель не достигнет высоких оборотов сваливания. Это затрудняет нормальное вождение. Это означает, что ваш двигатель набирает обороты и не начинает передавать мощность, пока не будет достигнута более высокая скорость сваливания.

Преобразователи крутящего момента старых моделей имеют сливные пробки для обслуживания, которые необходимо проводить каждые 30 000 миль или 3 года. Никогда не сливайте воду из гидротрансформатора полностью из-за риска кавитации насоса. Следите за совмещением сливной пробки с гибкой пластиной вашего Ford. Он должен совпадать с соответствующим отверстием в гибкой пластине, иначе вы можете деформировать гибкую пластину.

Пробуксовка и высокая скорость остановки влияют на переключение на более высокую передачу. При 5200 об / мин частота вращения двигателя снижается на 3500 об / мин при каждом повышении передачи.Если преобразователь не остановился полностью в этот момент, вы теряете производительность, которая теряется из-за проскальзывания. Это стоит драгоценного времени на четверть мили или на светофоре.

КПД преобразователя

— это не только скорость останова; это также о том, насколько надежно подключается преобразователь, когда он действительно глохнет. Это известно как жесткий или свободный преобразователь. Производители гидротрансформаторов, такие как B&M, TCI Automotive и Performance Automatic, используют методы, которые делают гидротрансформаторы более эффективными с меньшим проскальзыванием.Большая часть общей технологии уходит корнями в гидродинамику и то, как жидкость ведет себя в данных условиях. Важнейшим фактором в конструкции преобразователя является конструкция статора, то есть форма и угол лопасти / ребра, которые определяют скорость сваливания и проскальзывание. И уже один этот факт помогает определить ваше время на четверть мили и то, как ваш Ford ведет себя на открытой дороге.

TCR выполняет гидравлические испытания каждого преобразователя крутящего момента, который он восстанавливает.

Написано Джорджем Ридом и переиздано с разрешения CarTech Inc

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

— муфты автоматических трансмиссий

Все мы почти инстинктивно знаем, что механические коробки передач имеют для правильной работы сцепление , устройство, которое позволяет включать или отключать передачи в зависимости от скорости автомобиля.

Двигатель — это компонент, который во время использования транспортного средства большую часть времени вращается, однако мы можем не захотеть вращать трансмиссию транспортного средства с той же скоростью, что и двигатель, особенно при трогании с места.При этом сцепление может обеспечивать плавное зацепление (в зависимости от нагрузки!) Между вращающимся двигателем и невращающейся трансмиссией путем отсоединения двигателя от входного вала коробки передач.

Теперь возникает важный вопрос, который возобновляет тему этого сообщения в блоге, но как насчет АКПП , используют ли они также сцепления? В этих типах трансмиссии используется совершенно другое устройство под названием «Преобразователь крутящего момента », хотя реализована та же концепция, которая заключается в разделении или разрешении относительной угловой скорости между двигателем и коробкой передач.

СТРУКТУРА

Гидротрансформатор состоит из турбины, насоса или рабочего колеса, статора и муфты блокировки (имеется только в современных преобразователях крутящего момента), как показано на Рисунке 1.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Этап 1 — Срыв

• Рабочее колесо или насос получает механическую энергию, вырабатываемую двигателем, но турбина не вращается, потому что тормоза все еще задействованы.

Этап 2 — Разгон

• Тормоза больше не задействуются и педаль ускорения нажата, в результате чего крыльчатка вращается быстрее и производит увеличение крутящего момента, работая совместно с турбиной.

Фаза 3 — Муфта

• На этом этапе скорость транспортного средства увеличилась, следовательно, турбина достигает примерно 90% скорости рабочего колеса, и увеличение крутящего момента прекращается.
• В современных преобразователях крутящего момента используется блокирующая муфта для уменьшения потерь энергии в жидкости муфты за счет механической блокировки турбины на крыльчатке.

ВИДЫ

На основе таблицы — К-фактор (также существуют составы C и MPC).

Гидротрансформатор, работающий на основе входной таблицы К-фактора.

K-фактор = об / мин / кв {крутящий момент}

Динамический

Гидротрансформатор, моделирующий поведение трансмиссионной жидкости на основе механики жидкости.

СРАВНЕНИЕ

В этом сообщении блога было проведено сравнение преобразователя крутящего момента на основе таблицы и гидротрансформатора с целью выявить их различия.

Было проведено два моделирования с использованием одного и того же эксперимента (TCRig в VeSyMA — Powertrain) , единственная разница заключалась в настройках преобразователя крутящего момента.

Рисунок 3 отображает полученные результаты. Для первого графика гидротрансформатор был настроен на характеристики К-фактора, а для второго — на динамические характеристики.

Характеристики К-фактора (вверху)

Из рисунка 3 видно, что нет задержки между входным и выходным крутящими моментами, равно как и долгота между сигналами почти одинакова (небольшая разница из-за умножения крутящего момента).Значит, речь идет об идеальном случае.

Динамические характеристики (внизу)

Между тем, из второго графика можно понять, что динамические характеристики вызывают явную задержку между входным и выходным сигналами и затухающий крутящий момент на выходном валу по сравнению с результатами K-фактора.

Задержка крутящего момента и уменьшение амплитуды связаны с инерцией жидкости и трением, которые моделируются в динамическом преобразователе крутящего момента.

ВЫВОДЫ

После проведения сравнения между обеими моделями преобразователя крутящего момента можно сделать вывод, что динамические характеристики воссоздают более реалистичную модель, поскольку она четко показывает задержку движения трансмиссионной жидкости от рабочего колеса к турбине (фазовый сдвиг) и потери энергии. внутри системы (уменьшение амплитуды выходного крутящего момента).

В противном случае, если требуемые результаты должны быть консервативными, может быть реализована модель К-фактора.В VeSyMA — Powertrain существует функция калибровки, позволяющая откалибровать динамический преобразователь крутящего момента.

НОВАЯ ИНТЕРЕСНАЯ ЗАЯВКА

Шведский бренд Koenigsegg популярен для разработки собственных компонентов, таких как 7-сцепление и 9-ступенчатая автоматическая коробка передач, обозначенная как LST или Light Speed ​​Transmission (о чем говорилось в предыдущем сообщении в блоге — Синхронизаторы в Dymola ), на этот раз это не было исключением.

Одно из его последних творений называется «Регера» .Подключаемый гиперкар с 5,0-литровым V8 с двойным турбонаддувом и тремя электромоторами, что делает эту машину мощностью 1500+ л.с.

Однако здесь нас не совсем интересует источник питания, это автомобиль, не похожий ни на какой другой из-за отсутствия трансмиссии. Основным устройством, соединяющим трансмиссию с колесами, является преобразователь крутящего момента , способный передавать крутящий момент 1475 фунт-футов на задние колеса.

Скажем так, так как настоящих редукторов нет, двигатель все время находится в режиме «переменного привода».Вот область, в которой преобразуется гидротрансформатор, поскольку он призван мгновенно передавать мощность на дорогу без включения и выключения, требуемых кроме муфты блокировки, если она установлена.

Автор: Хосе Мигель Ортис Санчес, инженер проекта

Пожалуйста, свяжитесь с нами, если у вас есть какие-либо вопросы или у вас есть тема, о которой вы хотели бы, чтобы мы написали. Вы можете отправить свои вопросы / темы через: Вопросы из технического блога / Предложение по теме.

Как работает автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка передач позволяет двигателю автомобиля работать в узком диапазоне скоростей, как и механическая коробка передач. Поскольку двигатель достигает более высоких степеней крутящего момента (крутящий момент — это мощность вращения двигателя), шестерни в трансмиссии позволяют двигателю в полной мере использовать крутящий момент, создаваемый при сохранении соответствующей скорости.

Насколько важна коробка передач для работы транспортного средства? Без трансмиссии у транспортных средств только одна передача, требуется целая вечность, чтобы достичь более высоких скоростей, и быстро изнашивать двигатель из-за постоянно высоких оборотов.

Принцип работы автоматической коробки передач

Принцип, лежащий в основе автоматической коробки передач, основан на использовании датчиков для определения подходящего передаточного числа для использования, в значительной степени зависящего от желаемой скорости транспортного средства. Трансмиссия соединяется с двигателем в колпаке, где преобразователь крутящего момента преобразует крутящий момент двигателя в движущую силу, а в некоторых случаях даже усиливает эту мощность. Преобразователь крутящего момента в трансмиссии делает это, передавая эту мощность на приводной вал через планетарный редуктор и диски сцепления, которые затем позволяют ведущим колесам автомобиля вращаться, обеспечивая движение вперед, с разными передаточными числами, необходимыми для разных скоростей.В зависимости от марки и модели сюда входят автомобили с задним, передним и полным приводом.

Если бы у транспортного средства была только одна или две передачи, увеличение скорости было бы проблемой, потому что двигатель вращается только на определенных оборотах в зависимости от передачи. Это означает более низкие обороты на более низких передачах и, следовательно, более низкую скорость. Если наивысшая передача была второй, то транспортному средству нужно было бесконечно разгоняться до скорости на более низких оборотах, постепенно увеличивая обороты по мере того, как транспортное средство набирало скорость.Нагрузка на двигатель также становится проблемой при работе на высоких оборотах в течение более длительных периодов времени.

За счет использования определенных передач, которые работают вместе друг с другом, автомобиль постепенно набирает скорость по мере перехода на более высокие передачи. Когда автомобиль переключается на более высокие передачи, обороты снижаются, уменьшая нагрузку на двигатель. Различные шестерни представлены передаточным числом (которое является соотношением шестерен по размеру и количеству зубьев). Шестерни меньшего размера вращаются быстрее, чем шестерни большего размера, и в каждой позиции шестерни (в некоторых случаях с первой по шестую) используются разные шестерни разного размера и числа зубьев для достижения плавного ускорения.

Охладитель трансмиссии необходим при транспортировке тяжелых грузов, поскольку более тяжелая нагрузка создает дополнительную нагрузку на двигатель, заставляя его работать более горячим и сжигать трансмиссионную жидкость. Охладитель трансмиссии находится внутри радиатора, где отводит тепло от трансмиссионной жидкости. Жидкость течет по трубкам в охладителе к охлаждающей жидкости в радиаторе, поэтому трансмиссия не нагревается и может выдерживать более тяжелые нагрузки.

Что делает гидротрансформатор

Гидротрансформатор умножает и передает крутящий момент, создаваемый двигателем транспортного средства, и передает его через шестерни трансмиссии на ведущие колеса на конце приводного вала.Некоторые преобразователи крутящего момента также действуют как механизм блокировки, связывая двигатель и трансмиссию при работе на одинаковых скоростях. Это помогает предотвратить пробуксовку коробки передач, что приводит к снижению эффективности.

Гидротрансформатор может иметь одну из двух форм. Первая, гидравлическая муфта, использует, по крайней мере, двухэлементный привод для передачи крутящего момента от трансмиссии на приводной вал, но не увеличивает крутящий момент. Гидравлическая муфта, используемая в качестве альтернативы механической муфте, передает крутящий момент двигателя на колеса через карданный вал.Другой, гидротрансформатор, использует в общей сложности не менее трех элементов, а иногда и больше, для увеличения крутящего момента, выходящего из трансмиссии. Преобразователь использует ряд лопастей и реактора или лопаток статора для увеличения крутящего момента, что приводит к увеличению мощности. Статор или статические лопасти служат для перенаправления трансмиссионной жидкости до того, как она попадет в насос, резко увеличивая эффективность преобразователя.

Внутренняя работа планетарного редуктора

Знание того, как части автоматической трансмиссии взаимодействуют друг с другом, действительно может увидеть все это в перспективе.Если заглянуть внутрь автоматической коробки передач, помимо различных лент, пластин и шестеренчатого насоса основным компонентом является планетарный ряд. Эта зубчатая передача состоит из солнечной шестерни, планетарных шестерен, водила планетарной шестерни и зубчатого венца. Планетарный механизм размером примерно с дыню создает различные передаточные числа, необходимые трансмиссии для достижения необходимых скоростей для движения вперед во время движения, а также для включения заднего хода.

Различные типы шестерен работают вместе, работая как вход или выход определенного передаточного числа, необходимого в любой момент времени.В некоторых случаях шестерни не служат никакой цели при определенном передаточном числе и поэтому остаются неподвижными, а ленты внутри трансмиссии удерживают их в стороне до тех пор, пока они не понадобятся. Другой тип зубчатой ​​передачи, составная планетарная передача, включает в себя два набора солнечных и планетарных шестерен, но только одну коронную шестерню. Целью этого типа редуктора является обеспечение крутящего момента в меньшем пространстве или увеличение общей мощности транспортного средства, например, в грузовике большой грузоподъемности.

Изучение шестерен

Во время работы двигателя трансмиссия реагирует на любую передачу, которую в данный момент включает водитель.В положении «Парковка» или «Нейтраль» трансмиссия не включается, поскольку транспортным средствам не нужен крутящий момент, когда они не находятся в движении. У большинства автомобилей есть различные приводные механизмы, используемые при движении вперед, от первой до четвертой.

Высокопроизводительные автомобили, как правило, имеют даже больше передач, даже до шести, в зависимости от марки и модели. Чем ниже передача, тем ниже скорость. В некоторых транспортных средствах, особенно грузовиках средней и большой грузоподъемности, используется повышающая передача, чтобы поддерживать более высокие скорости, а также повышать топливную экономичность.

В последнюю очередь автомобили используют заднюю передачу для заднего хода. В задней передаче используется одна из меньших шестерен для включения более крупной планетарной передачи, а не наоборот при движении вперед.

Как в трансмиссии используются муфты и ленты

Кроме того, в автоматической коробке передач используются муфты и ленты, которые помогают достичь различных необходимых передаточных чисел, в том числе для повышающей передачи. Муфты вступают в действие при соединении частей планетарных шестерен друг с другом, в то время как ленты помогают удерживать шестерни в неподвижном состоянии, чтобы они не вращались, когда в них нет необходимости.Ремни, управляемые гидравлическими поршнями в трансмиссии, фиксируют части зубчатой ​​передачи. Гидравлические цилиндры и поршни также управляют сцеплениями, заставляя их включать передачи, необходимые для определенного передаточного числа и скорости.

Диски сцепления находятся внутри барабана сцепления в трансмиссии и чередуются со стальными дисками между ними. Диски сцепления в форме дисков врезаются в стальные диски благодаря специальному покрытию. Вместо того, чтобы повредить пластины, диски постепенно сжимают их, медленно передавая мощность, которая затем передается на ведущие колеса автомобиля.

Диски сцепления и стальные диски представляют собой общую область, где происходит проскальзывание. В конечном итоге это проскальзывание приводит к попаданию металлической стружки в остальную часть трансмиссии и, в конечном итоге, к отказу трансмиссии. Механик проверит трансмиссию, если у автомобиля есть проблемы с проскальзыванием трансмиссии.

Гидравлические насосы, клапаны и регулятор

Но откуда берется «настоящая» мощность в автоматической коробке передач? Реальная сила заключается в гидравлической системе, встроенной в корпус трансмиссии, включая насос, различные клапаны и регулятор.Насос всасывает трансмиссионную жидкость из поддона, расположенного в нижней части трансмиссии, подает ее в гидравлическую систему для приведения в действие содержащихся в ней муфт и лент. Кроме того, внутренняя шестерня насоса соединяется с внешним корпусом гидротрансформатора. Это позволяет ему вращаться с той же скоростью, что и двигатель транспортного средства. Внешняя шестерня насоса вращается в соответствии с внутренней шестерней, позволяя насосу всасывать жидкость из отстойника с одной стороны, одновременно подавая ее в гидравлическую систему с другой стороны.

Регулятор регулирует трансмиссию, сообщая ему скорость автомобиля. Регулятор с подпружиненным клапаном открывается тем сильнее, чем быстрее движется автомобиль. Это позволяет гидравлической системе трансмиссии пропускать больше жидкости на более высоких скоростях. В автоматической коробке передач используется один из двух типов устройств, ручной клапан или вакуумный модулятор, чтобы определить, насколько сильно работает двигатель, увеличивая давление по мере необходимости и запрещая использование определенных передач в зависимости от используемого передаточного числа.

Правильно обслуживая трансмиссию, владельцы автомобилей могут рассчитывать, что она прослужит весь срок службы автомобиля. В очень прочной системе автоматической трансмиссии используется множество различных деталей, включая преобразователь крутящего момента, планетарные передачи и барабан сцепления, которые обеспечивают мощность на ведущие колеса автомобиля, поддерживая его на желаемой скорости.

Если у вас возникли проблемы с автоматической коробкой передач, обратитесь за помощью к механику для поддержания уровня жидкости, осмотрите ее на предмет повреждений и при необходимости отремонтируйте или замените.

Общие проблемы и симптомы проблем автоматической коробки передач

Некоторые из наиболее распространенных проблем, связанных с неисправной трансмиссией, включают:

• Отсутствие реакции или колебания при включении передачи. Обычно это указывает на проскальзывание трансмиссии.
• Коробка передач издает множество странных мычаний, стуков и мычаний. Попросите механика проверить ваш автомобиль, когда он издает такие шумы, чтобы определить, в чем проблема.
• Утечка жидкости указывает на более серьезные проблемы, и вам следует попросить механика устранить эту проблему как можно скорее.

  No related posts.