Как работает гидротрансформатор: Гидротрансформатор: устройство и принцип работы

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.

Как работает гидротрансформатор

Все автомобильные трансмиссии сначала управлялись вручную. Если бы двигатель был напрямую соединен с коробкой передач и остальной трансмиссией, автомобиль останавливался бы каждый раз, как глушился бы двигатель.

Для остановки и поддержания работы двигателя используется муфта, которая разъединяет соединение между двигателем и коробкой передач. Эта ручная система использовалась с момента изобретения автомобиля до 1930-х годов. Немецкий инженер по имени Герман Фоттингер в 1905 году разработал и получил патент на гидравлический привод и гидротрансформатор, положив начало переходу на «автоматическую» трансмиссию. В 1930-х годах Фоттингер передал лицензию на свой гидротрансформатор ряду компаний. В частности, в 1939 г. патент был передан и Chrysler Corporation.

Как работает гидротрансформатор

Гидротрансформатор – это, по сути, система гидравлической муфты, которая заменяет узел сцепления в механической коробке передач. Это позволяет двигателю вращаться независимо от трансмиссии. Когда вы остановились, двигатель вращается медленно, а крутящий момент, передаваемый через преобразователь крутящего момента, невелик. По мере того, как вы нажимаете на газ и обороты двигателя увеличиваются, величина крутящего момента, передаваемого на гидротрансформатор, увеличивается, и автомобиль начинает движение.

Гидротрансформатор состоит из крыльчатки, турбины, статора, сцепления и трансмиссионной жидкости. Рабочее колесо имеет лопасти, похожие на вентилятор, и механически вращается двигателем. Когда двигатель набирает скорость, крыльчатка вращается быстрее, что, в свою очередь, быстрее проталкивает трансмиссионную жидкость. Трансмиссионная жидкость затем попадает в турбину, которая представляет собой вентилятор, похожий на крыльчатку, и вращает вал трансмиссии.

Проблема заключается в том, что трансмиссионная жидкость движется в направлении, противоположном двигателю, поэтому она начнет тянуться к корпусу гидротрансформатора и все замедлять. Это подводит нас к статору, представляющему собой еще одно веерообразное устройство, которое забирает трансмиссионную жидкость и меняет направление, уменьшая лобовое сопротивление и повышая эффективность агрегата.

Последняя деталь, муфта блокировки, позволяет рабочему колесу и турбине блокироваться вместе на более высоких скоростях, что снижает пробуксовку и, в свою очередь, увеличивает топливную экономичность системы. Паккард и Студебеккер использовали муфту блокировки еще в 1940-х годах, но от этой конструкции отказались из-за удорожания производства. Однако нехватка топлива 1970-х годах заставила автопроизводителей искать способы повышения экономичности автомобилей. Блокирующая муфта была повторно представлена ​​Chrysler в 1978 году, а General Motors последовала ее примеру в 1979 году. С тех пор блокируемый гидротрансформатор стал отраслевым стандартом.

Все эти части работают вместе, позволяя блоку преобразователя крутящего момента забирать мощность двигателя и передавать ее по мере необходимости на редуктор трансмиссии. Гидротрансформатор работает в трех фазах: остановка, ускорение и блокировка. Во время остановки двигатель вращается вместе с крыльчаткой. Однако турбина не движется, и в результате автомобиль не движется. Во время фазы ускорения двигатель приводит в движение крыльчатку и увеличивает скорость трансмиссионной жидкости, что, в свою очередь, увеличивает скорость турбины (и, следовательно, остальной части транспортного средства). Окончательная блокировка фазы обычно происходит на скорости выше 60 км/час и позволяет двигателю и трансмиссии вращаться с одинаковой скоростью без какого-либо остаточной пробуксовки или потери эффективности.

Общие проблемы

Сложность деталей, работающих внутри гидротрансформатора, означает, что они действительно со временем выходят из строя. Сильный нагрев может вызвать деформацию корпуса гидротрансформатора и привести к поломке уплотнений, что приведет к утечкам ATF-жидкости. Поскольку трансмиссионная жидкость вытекает из преобразователя крутящего момента, внутри остается меньше жидкости, что приводит к еще большему нагреву и большему износу. Фактически, тепло и давление внутри гидротрансформатора могут достичь уровня, при котором гидротрансформатор раздувается и лопается!

Постоянный поток трансмиссионной жидкости через лопасти рабочего колеса и турбины может в конечном итоге привести к износу лопаток до такой степени, что они сломаются, затем произойдет попадание металлических деталей внутрь преобразователя крутящего момента, что приведет к еще большему повреждению.

Муфта статора может заблокироваться, что приведет к значительному снижению топливной экономичности. Сама муфта статора также может сломаться, и тогда автомобиль может вообще не двигаться. Имейте в виду, что трансмиссионная жидкость в гидротрансформаторе используется совместно с самой трансмиссией. Любая поломка гидротрансформатора, вызывающая загрязнение трансмиссионной жидкости, скорее всего, приведет к отказу компонентов трансмиссии. Поэтому при первых симптомах некорректной работы автоматической коробки передач, обратитесь на СТО для диагностики АКПП. Вовремя сделанный ремонт гидротрансформатора АКПП, не даст повредить другие компоненты трансмиссии.

Есть некоторые признаки, на которые следует обратить внимание, если гидротрансформатор выходит из строя. АКПП может начать пробуксовывать, и вы можете почувствовать значительную дрожь в автомобиле при первом трогании с места или при движении с постоянной низкой скоростью. Еще одним признаком износа гидротрансформатора будет чрезмерный нагрев.

Некоторые автомобили, грузовики и внедорожники оснащены сигнальной лампой температуры трансмиссии, которая сообщает о проблеме. В автомобилях без них перегрев гидротрансформатора может привести к переходу АКПП в отказоустойчивый режим, когда он трогается с более высокой передачи и не переключается на передачу выше или ниже. Кроме того, как упоминалось ранее, изношенный или неисправный преобразователь крутящего момента может начать протекать и проявлять признаки загрязнения ATF-жидкости, поскольку детали внутри преобразователя крутящего момента выходят из строя.

Особенности трансмиссии: Коробка передач 6L80 (и аналогичная 6L90) от General Motors была представлена ​​в 2005 году и используется до сих пор. Шестиступенчатая автоматическая коробка передач, разработанная для использования в автомобилях с задним приводом, использовалась в пикапах Chevrolet и GMC, Cadillac Escalade и GMC Yukon Denali, а также спортивных автомобилях Chevrolet Camaro и Corvettes. За прошедшие годы 6L80 стала хорошо известна из-за проблем с гидротрансформатором, приводящих к отказу трансмиссии. Недостаток конструкции ранних моделей приводит к постоянному износу крышки гидротрансформатора и муфты блокировки. Это ведет к сильному нагреву, дрожанию и возможной поломке самого корпуса, в результате чего металлические части разлетаются по всей трансмиссии.

Источник: akppexpert СПб

Как работает гидротрансформатор в автоматической коробке передач?

Полезная энергия в гидротрансформаторной трансмиссии расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. … Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного.

Как управляется акпп?

Устройство автоматической коробки передач

Для автоматического переключения скоростей АКПП дооборудована блоком электромагнитных клапанов, который устанавливается под планетарным редуктором и управляется электрическими сигналами от электронного блока управления (ЭБУ-АКП).

Как это работает автоматическая коробка передач?

При работе в режиме повышающей передачи (четырехступенчатая коробка), трансмиссия автоматически выбирает передачу, соответствующую скорости автомобиля и положению педали газа. При медленном разгоне, переключение передач происходит на более низких оборотах, чем когда Вы до конца нажимаете на педаль газа.

Как работает гидротрансформатор автоматической коробки передач?

Насосное колесо выполнено в корпусе гидротрансформатора и жестко соединено с коленчатым валом, т. е. вращается с оборотами двигателя. … Принцип работы гидротрансформатора основан на передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии посредством рециркулирующего потока жидкости, без жесткой связи.

Как попадает масло в гидротрансформатор акпп?

Циркуляция масла в АКПП (в работающем режиме) происходит со следующей последовательностью: масло поднимается от поддона АКПП в гидротрансформатор, далее в теплообменник (радиатор), и, снова в поддон. Таким образом, трансмиссионное масло попадает в гидротрансформатор.

Как определить неисправность гидротрансформатора акпп?

Гидротрансформатор АКПП Признаки неисправности

1. 1 При переключении передач может быть слышен лёгкий механический звук. …
2. 2 В скоростном диапазоне от 60 до 90 километров в час может отмечаться лёгкая вибрация. …
3. 3 Наличием проблем с динамикой автомобиля свидетельствует о выходе из строя так называемой обгонной муфты.

Как правильно останавливаться на автомате?

Если вы решили остановиться, то на «автомате» все просто: жмете на педаль тормоза и останавливаетесь в нужном месте. При этом перемещать на ходу рычаг переключения нет необходимости. Если остановка кратковременная, например, перед светофором, то рычаг селектора с режима «D» лучше не переводить.

Для чего на акпп 1 2 3?

Положение 1, 2, 3, означает количество передач используемых АКПП — сделано для того чтоб АКПП без нужды например 3ю не вкидывал (когда на 2ке рулишь) — пример с Крымскими серпантинами очень хорошо это демонстрирует. Если не удается тронуться с места на скользкой дороге, переключитесь в положение HOLD и D.

Что будет если на автоматической коробке передач на ходу включить заднюю скорость?

Ее селектор можно переводить в положение «R» при движении на любой скорости. Правда, на некоторых моделях авто это сделать не выйдет — электроника заблокирует такое движение селектора АКП. Но на многих — без проблем. И, как ни странно, ничего с машиной не случится — она продолжит ехать вперед с прежней скоростью.

Как определить неисправность акпп?

Типичные симптомы поломок АКПП

1. Рывки, толчки во время переключения передач. …
2. Ощутимая вибрация по кузову машины при включении режима D или R, а также при удержании педали тормоза. …
3. Появление длительных пауз между переключениями передач, когда обороты увеличиваются, а передача не повышается.

Как происходит переключение передач в акпп?

Переключение передач в современных АКПП осуществляется при помощи селектора или кнопок, смонтированных на спице рулевого колеса. … Соленоиды открывают нужные клапаны, и происходит передача крутящего момента от двигателя к трансмиссии автомобиля.

Как работает Бублик в акпп?

«Бублик» в коробке автомат: что это такое … Если просто, «бублик» АКПП работает подобно гидравлическому редуктору. ГДТ (гидромуфта) снижает обороты, повышает крутящий момент с коэффициентом трансформации до 2.4. При этом энергия передается через поток трансмиссионной жидкости ATF (трансмиссионного масла АКПП).

Что такое гидротрансформатор в автоматической коробке передач?

Гидротрансформатор — это внешний узел автоматической трансмиссии, который передавая крутящий момент от двигателя к трансмиссии служит для разгона при помощи двух вращающихся в масле турбин, ведомой и ведущей) и амортизации (и трансформации) вращательного момента от двигателя.

Как подаётся масло в гидротрансформатор?

В выключенном состоянии масло подается между картером и нажимным диском. Это предохраняет муфту от самопроизвольного включения. Масло, перед тем, как попасть в трансформатор, проходит между диском и кожухом, и далее из трансформатора поступает в систему охлаждения.

Нужно ли заливать масло в гидротрансформатор перед установкой?

Масло в гидротрансформаторе тоже самое , что и коробке . Отдельно ничего заливать не надо , гидротрансформатор заполнится сам при заливке масла в коробку.

Как поступает масло в гидротрансформатор?

Масло под давлением поступает из коробки передач и насосов механизма поворота в канал А, затем, проходя через канал А’ в картере гидротрансформатора, поступает в гидротрансформатор.

Гидротрансформатор. Что это, зачем он нужен и как работает?

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 можно выполнить двумя способами:

• нажатием педали сцепления
• выбрав нейтральную передачу с помощью рычага переключения передач

На автомобиле с автоматической коробкой передач (АКПП) отключение двигателя от трансмиссии происходит автоматически, без вмешательства водителя. Это возможно благодаря принципу работы гидротрансформатора.

Гидротрансформатор (он же преобразователь крутящего момента) расположен между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач. Автоматическая коробка передач внутри корпуса состоит из трех основных частей: гидротрансформатора, 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, механическая связь между входом (двигатель) и выходом (коробка передач) отсутствует.

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 работает?

Левый вентилятор питается от сети электрическим током. Во время вращения он создает поток воздуха. Воздушный поток попадет в правый вентилятор (без питания), 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 среда в данном случае жидкость (масло АКПП). Кроме того, между двумя «вентиляторами» есть еще один компонент, который перенаправляет поток жидкости, чтобы минимизировать потери и усиливает передаваемый крутящий момент.

«Вентилятор», который вырабатывает энергию, называется крыльчаткой, и он механически соединен с коленчатым валом двигателя. «Вентилятор», получающий гидравлическую энергию, называется турбиной, и он механически связан 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, который 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, тормозной момент немного перемещает автомобиль. Если водитель нажмет на педаль тормоза, транспортное средство остановится, поскольку тормозной момент незначителен по сравнению с тормозным моментом на колесах.

Когда водитель нажимает на педаль акселератора, частота вращения двигателя увеличивается. Рабочее колесо будет вращаться быстрее и увеличит кинетическую энергию масла. Турбина получит больше энергии, что приведет к передаче большего крутящего момента на коробку передач.

На схеме выше мы можем легко различить компоненты гидротрансформатора. Рабочее колесо (зеленое) соединено 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 состоит из двух компонентов:

• вращение 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.

Между рабочим колесом гидротрансформатора и турбиной происходит 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 равно 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 зафиксирован до тех пор, 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 ходовой механизм.

Гидротрансформатор также имеет довольно низкий КПД. Поскольку он имеет постоянное скольжение, существует большое трение между рабочей жидкостью (маслом) и механическими компонентами (крыльчатка, турбина и статор). Эффективность минимальна (ниже 10%), когда передаточное число близко к 0 и достигает пика 85 — 90% при передаточном числе 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, а 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 проскальзывания, что помогает гасить колебания трансмиссии.

Подобно сцеплению в механической коробке передач, муфта блокировки имеет гаситель колебаний, который гасит колебания во время фазы блокировки гидротрансформатора.

Гидротрансформатор является соединительным устройством по умолчанию в большинстве эпициклоидных автоматических трансмиссий (АКПП), а также в некоторых бесступенчатых трансмиссиях (на английском 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).

Ссылочка на видео, где очень наглядно объясняется принцип работы гидротрансформатора:

Гидротрансформатор АКПП «Бублик»- Устройство. Принцип работы. Основные проблемы

Гидротрансформатор выполняет важную роль в автоматической коробке передач, он занимает пространство между корпусом силового агрегата и трансмиссией авто. Гидротрансформатор в АКПП работает, как муфта сцепления – передает вращение от работающего мотора непосредственно на автомат. Внешнее сходство гидротрансформатора АКПП с характерной формой тора позволяет называть данное устройство бубликом. Гидротрансформатор автоматической коробки передач – составная часть гидросистемы трансмиссии. Управление его работой осуществляется при помощи специального гидроблока.

Устройство гидротрансформатора коробки-автомат

Основное предназначение гидротрансформатора АКПП – это обеспечение плавного и своевременного перехода автоматической трансмиссии с одной передачи на другую. Первые образцы гидротрансформаторов для КПП были созданы в ХХ веке. С целью модернизации устройства ГТР, применялись новые технологии. Гидротрансформаторы АКПП становились более сложными по конструкции.

Помимо обеспечения плавности перехода на различные передачи, новые гидротрансформаторынаделены дополнительной функцией сцепления. При этом в момент переключения скоростей (понижающей либо повышающей) гидротрансформатор размыкает непосредственную связь двигателя внутреннего сгорания с коробкой передач. Гидротрансформатор АКПП частично принимает на себя силу крутящего момента. Именно это обеспечивает уникальную плавность при переключении скоростей.

В отличие от механической КПП, в автомате передача крутящего момента осуществляется не под воздействием механического трения между фрикционными дисками гидротрансформатора АКПП. Соединение двигателя и автоматической коробки передач происходит, благодаря давлению трансмиссионной жидкости. Срабатывает эффект вращения мельницы от ветра.Устройство гидротрансформатора обеспечивает сохранение целостности автоматической коробки и защиту от механических повреждений за счет важной функции – амортизации.

Фрикционные диски гидротрансформатора АКПП образуют сборный пакет, состоящий из деталей мобильного и неподвижного типов. При включении передачи в магистралях создается необходимое давление. При помощи специального устройства – гидравлического толкателяфрикционы гидротрансформатора АКПП взаимно сжимаются, включается заданная скорость.

Гидравлическая система управления

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.

Как действует гидротрансформатор АКПП

Современный гидротрансформатор блокируется при сравнивании скоростей оборотов валов – входного и выходного. На практике это случается после развития скорости транспортного средства, равной более 70 км/час. Тормозная накладка поршня гидротрансформатора замедляет вращение масляной жидкости. Валы двигателя внутреннего сгорания и коробки передач взаимно фиксируются. Силовой агрегат и трансмиссия образуют единое целое, происходит синхронное вращение валов.

Когда гидротрансформатор полностью передает вращение на АКПП от силового агрегата, потери мощности равны нулю. Данная функция гидротрансформатора напоминает действие педали механизма сцепления на коробке перемены передач механического типа.

Во время работы гидротрансформатора кинетическая энергия двигателя расходуется на движение масла, которое разогревается от трения. При взаимном касании фрикциона со стальным диском происходит интенсивное истирание накладки, фрагменты износа в виде пыли попадают в масляный состав гидротрансформатора. Стабильность работы автоматической трансмиссии и ходовой части находится в прямой зависимости от степени износа фрикционных накладок и смазочного материала.

Применение

Гидротрансформаторы широко используются на транспорте: от легковых автомобилей и лёгких вилочных погрузчиков до сверхтяжёлых специальных грузовых шасси. Чаще всего работают с планетарными коробками передач, хотя встречаются и сочетания с обычными двух- и трёхвальными конструкциями. Популярность снабжённых гидротрансформатором машин в зависимости от региона может очень сильно различаться. Так, на конец XX века в Западной Европе около 20 % легковых автомобилей имели гидротрансформатор. Подавляющее большинство гидротрансмиссий средней и большой мощности в Европе разработано и строится фирмой Voith в Германии.

В то же время в США их доля составляла порядка 80 %. В последние годы из легкового автомобилестроения гидротрансформаторы вытесняются автоматизированными или «роботизированными» механическими коробками передач.

В СССР, а позднее в СНГ использовались в гидродинамических трансмиссиях автомобилей «Волга», «Чайка» и ЗИЛ, многоцелевых тягачах МЗКТ и КЗКТ, семействе БелАЗ, автобусах ЛАЗ-695Ж и ЛиАЗ-677, на тракторах ДТ-175С и Т-330 и на ряде маневровых тепловозов (ТГМ3, ТГМ6, ТГК2) и магистральных локомотивов — ТГ102, ТГ16, ТГ22. Кроме того, гидротрансформаторы используются в трансмиссиях некоторых типов подъёмных кранов и экскаваторов с канатным приводом рабочих органов, в приводах рудничных и карьерных ленточных конвейеров. Также гидротрансформаторы устанавливались в привод гребных винтов самого мощного в СССР речного буксира-толкача Маршал Блюхер, что позволяло двигателям теплохода-гиганта эффективно работать на малых скоростях без применения гребных винтов регулируемого шага (реализация которых на речных судах весьма затруднительна).

Принцип работы гидротрансформатора

Работа «бублика» осуществляется по замкнутому циклу. Смазочное вещество является главным рабочим материалом гидротрансформатора. Его вязкостные характеристики существенно отличаются от свойств масла, используемого в МКПП. При работе гидротрансформатора АКПП смазочное вещество под воздействием насосного колеса принудительно подается на лопатки реактора и турбины. Лопатки создают дополнительные завихрения и ускоряют движение масла,скорость вращения рабочих колес гидротрансформатора существенно падает, момент соответственно возрастает.

Ускорение вращения коленвала способствует выравниванию скоростей колеса насоса и турбины гидротрансформатора. При большой скорости автомобиля гидротрансформатор только передает крутящий момент по аналогии с работой гидромуфты. При блокировке ГТР вращение передается напрямую от силового агрегата на АКПП.

При переходе на другую передачу элементы гидротрансформатора разъединяются. Процесс сглаживания угловых скоростей возобновляется до окончательного выравнивания вращенияработающих турбин.

Функционирование гидротрансформатора происходит под постоянным контролем электронного блока управления ЭБУ. Датчики, установленные на гидротрансформаторе, подают сигналы на ЭБУ. Исходя из поступающих данных, формируются выходные управляющие команды. Если электронные приборы сообщают об ошибке, это означает, что возникли какие-то проблемы с ГТР.

Важно: Признаки неисправностей гидротрансформатора АКПП могут проявляться как в механической, так и электронной частях механизма. При экстренной остановке коробки-автомата необходимо провести тщательную диагностику с последующим ремонтом элементов гидротрансформатора.

На представленной схеме показано в разрезе, из чего состоит гидротрансформатор автоматической коробки перемены передач.

Спираль справа – схематическое изображение траектории движения масла внутри корпуса гидротрансформатора.

Здесь изображен принцип работы гидротрансформатора в различных режимах.

Обонятельная симптоматика

Устройство и принцип работы классической акпп

Автовладельца должен также насторожить запах плавленой пластмассы, исходящий откуда-то из области коробки передач. Он предупреждает вас о том, что гидротрансформатор регулярно перегревается, причем до такой степени, что в нем начинают гореть полимерные составляющие. А это может говорить о дефиците смазки, и о поломке системы охлаждения.

Печален и тот факт, что признаки неисправности гидротрансформатора АКПП несколько расплывчаты и не обладают особой точностью. Они могут свидетельствовать и о неполадках в других узлах коробки. Поэтому, едва появились какие-то подозрения, нужно мчаться в автосервис, где специалисты более точно поставят диагноз.

Признаки неисправности гидротрансформаторов АКПП

Гидротрансформатор занимает лидирующие позиции по надежности среди различных узлов и деталей АКПП. Он полностью вырабатывает заявленный эксплуатационный срок. Однако, это не означает, что ГТР вечен. С помощью характерных симптомов опытные водители могут определить место возможных поломок в гидротрансформаторе и автоматической коробке передач.

Признаки неисправности гидротрансформатора:

1. Возникновение характерного звука (шуршащего, механического) при переключении скоростей. Этот малозаметный звук уходит, когда увеличиваются обороты, и машина ускоряется. Данный симптом указывает на деформации опорных игольчатых подшипников гидротрансформатора.
2. При громком стуке металла нужно проверить состояние лопастей и колеса гидротрансформатора в сборе.
3. Вибрации коробки передач на скорости 60 – 90 км/час (причина – неравномерное истирание фрикционов системы блокировки).
4. Загрязнение масла (запах гари, темный оттенок, густая консистенция).
5. Перегрев гидротрансформатора.
6. Засорение клапана гидроблока.
7. Снижение уровня трансмиссионного масла.
8. Проблемы с динамикой машины (обгонная муфта нуждается в замене).
9. Неожиданная остановка транспортного средства означает, что повреждены шлицы на турбинном колесе гидротрансформатора. При этом требуется установить новые шлицы или полностью менять деформированное колесо на новый механизм.
10. Глохнет двигатель при переходе на другую передачу. Здесь виновата управляющая автоматика.

Ремонт ГТР

Для многих автовладельцев ремонт гидротрансформатора АКПП является сложной процедурой.Не все люди обладают необходимыми знаниями, свободным временем, желанием, чтобы качественно восстановить функции гидротрансформатора своими руками. Самая большая сложность в ремонте гидротрансформатора состоит в его демонтаже с автомобиля. Профессиональные механики обладают набором специальных инструментов и приспособлений, чтобы благополучно снять гидротрансформатор с коробки передач.

Непосредственный ремонт гидротрансформатора АКПП начинается с механического разрезания корпуса на токарном станке и внимательной диагностики состояния каждого механизма. В процессе ремонта гидротрансформатора необходимо заменить следующие элементы:

• корпус бублика;
• сальники;
• уплотнительные кольца.

Перед разрезанием и диагностикой демонтированного гидротрансформатора рекомендуется слить масло в подготовленный тазик, а также тщательно промыть фрикционы и другие составляющие устройства.

Важно: Кольца и уплотнительные сальники гидротрансформатора необходимо менять на новые детали, даже при кажущемся удовлетворительном их состоянии. Во избежание протечек смазочного материала, устанавливать старые уплотнения категорически не рекомендуется.

Замена гидротрансформатора – лучшее решение. Однако, подавляющее большинство владельцев авто склоняются к тому, чтобы не покупать новый корпус или гидротрансформатор АКПП в сборе. В этом случае производится сваривание частей корпусной детали. При этом соблюдается главное условие: обеспечение абсолютной герметичности сварного шва корпуса гидротрансформатора. После установки отремонтированного устройства на автоматическую коробку передач производится балансировка этого бублика в сборе.

Что в гидротрансформаторах ломается чаще и быстрее всего

Износ тормозной прокладки фрикциона – наиболее часто является причиной, приводящей к ремонту гидротрансформатора:

1. Изношенная прокладка удаляется.
2. Место ее расположения тщательно очищается от засохшего клеевого состава.
3. Наносится новый клеевой состав.
4. Устанавливается новая фрикционная прокладка.

Замена прокладки гидротрансформатора необходима для обеспечения герметичности системы и предотвращения утечек трансмиссионного масла. Если ее не заменить вовремя, возникают неприятные последствия:

• элементы износа в виде мелких кусочков заполняют масляные каналы в гидроплите;
• масляное голодание гидротрансформатора;
• рост температуры;
• повышенный износ сальников, втулок;
• проскальзывание стертой муфты блокирования;
• выход из строя электромагнитных соленоидов и электронных приборов;
• деформации фрикционных накладок гидротрансформатора;
• преждевременное разрушение сопряженных металлических узлов и деталей вследствие
• вибрационных колебаний изношенных муфт (старение железа).

Возможность восстановления

Гидротрансформатор, независимо от версии автомобиля, где он будет установлен, не является дешевой комплектующей деталью. Именно поэтому лучше осуществить его восстановление. Чтобы приступить к ремонтно-восстановительным роботам, для начала необходимо гидротрансформатор демонтировать. Далее следует его вымыть (нужно подобрать специальный растворитель), провести дефектовку. Если имеется необходимость, осуществить замену уплотнений, сальников, втулок, фрикционных накладок. Устанавливается гидротрансформатор обратно методом сварки. Необходимо провести балансировочные работы. После этого автомобиль проверяется на работоспособность.

Таким образом, на современных версиях авто с АКПП присутствует гидротрансформатор, который выполняет функции сцепления. На эксплуатационный срок данного устройства влияют особенности эксплуатации машины.

Прочие поломки гидротрансформаторов АКПП

Автомеханики сервисных компаний в процессе диагностики ГТР часто выявляют дополнительные дефекты в гидротрансформаторах автоматических коробок передач:

1. Деформации и поломка лопастей гидротрансформатора.
2. Износ ступицы вследствие работы при повышенных температурах.
3. Нарушение блокировки, заклинивание муфты обгона.
4. Разрушение подшипников.
5. Прогорание корпуса гидротрансформатора АКПП.

Почти все перечисленные дефекты выявляются только при вскрытии корпусной детали гидротрансформатора. После определения поломок производится их замена на новые рабочие элементы.

Если ремонт гидротрансформатора производится в условиях специализированных мастерских, оснащенных современным оборудованием, технологическими приспособлениями, оригинальными запчастями, восстановленный гидротрансформатор будет служить в течение длительного срока. Время эксплуатации отремонтированного механизма составляет около 80% от первоначального ресурса. Частичная либо полная замена трансмиссионного масла также входит в перечень ремонтных услуг. Длительность ремонта гидротрансформатора автоматической коробки передач в среднем занимает три рабочих дня.

Видео на тему

Похожие публикации

• 4MATIC: что это такое на Mercedes
• Servotronic на BMW: что это такое и как работает
• Что такое термостат в автомобиле и как он работает
• Вариаторная коробка передач: что это такое

Оставить отзыв
Отменить ответ

Вариатор с гидротрансформатором: особенности и недостатки

Вариатор — одна из разновидностей автоматической коробки передач. От классической АКПП отличается большей плавностью переключения скоростей.

У вариатора нет передач, несмотря на наличие стандартных режимов работы D, R и др. Оптимальное значение передаточного отношения между двигателем и трансмиссией для каждой из стандартных передач подбирается индивидуально блоком управления. Это возможно благодаря особой конструкции — двух конусных шкивов, соединенных ремнем, которые могут сдвигаться и раздвигаться. У обычных АКПП значения для скоростей усредненные.

Вариаторы оснащены разными устройствами, выполняющими функции сцепления. Эксперты Моторпейдж разделяют мнение опытных автомобилистов, считающих вариатор с гидротрансформатором (гидроприводом, «бубликом») наиболее выгодным и эффективным. Такой тип конструкции устанавливается на престижных автомобилях.

Принцип работы

Гидропривод является промежуточным звеном между двигателем и КПП. Механизм соединен с коленвалом мотора и первичным (входным) валом КП. Задача «бублика» — передавать и усиливать крутящий момент от силового агрегата к коробке.

Вкратце о конструкции гидротрансформатора. Он состоит из двух основных металлических колес с лопастями — насосного и турбинного, между которыми есть реактор, аналогичный лопастному колесу, но меньше в диаметре. Все это помещено в герметичный корпус, а внутри «бублика» находится трансмиссионное масло.

Как гидротрансформатор взаимодействует с вариатором?

Коленчатый вал крутит «насос», а тот, вращаясь, направляет поток смазочной жидкости в «турбину». Она тоже начинает вертеться вместе с входным валом. От него усилие передается на ремень и шкивы коробки. А оттуда, через дифференциал, распределяется по ведущим колесам.

Что касается функции усиления крутящего момента, то это происходит следующим образом: трансмиссионное масло на обратном пути от турбинного колеса к насосному проходит через реактор. Он, благодаря форме лопастей, усиливает поток.

За движение задним ходом отвечает планетарный редуктор, состоящий из солнечной шестерни («солнца»), вокруг которой расположены сателлиты. Они крепятся к планетарному водилу (металлическое плоское кольцо) и со стороны, противоположной «солнцу», упираются в коронную шестерню. Когда солнечная шестерня крутится вместе с сателлитами, но тормозится водило, то «корона» меняет направление вращения, и авто едет задним ходом.

Достоинства вариатора с гидротрансформатором:

• Плавность переключения передач.
• Снижение нагрузки на вариатор в момент старта автомобиля (благодаря чему продлевается срок службы КП).
• Долговечность эксплуатации относительно пакета фрикционов (альтернатива гидроприводу).
• Быстрый переход от низких передач к высоким при резком разгоне (опять же по сравнению с фрикционами).
• Возможность безболезненно для коробки проехать по бездорожью на небольшой скорости (до момента блокировки гидропривода).

Примечание! Несмотря на заключительное преимущество вариатора с гидроприводом, эксперты Motorpage.ru не рекомендуют использовать для бездорожья автомобиль с данным КПП.

Недостатки вариатора с гидротрансформатором:

• Сложная конструкция.
• Высокая стоимость (как самого устройства, так и ремонта КПП).
• Пробуксовки пагубно влияют на состояние механизма.
• Большие габариты, если сравнить с пакетом фрикционов.

Несмотря на имеющиеся минусы, вариатор с «бубликом» — хорошее решение АКПП. Недаром же именно такую коробку выбирают для дорогих авто.

Принцип работы и устройство гидротрансформатора АКПП

Идея внедрения гидродинамической передачи крутящего момента изначально принадлежит военным. Конструкторы искали способ повысить проходимость автомобилей путем уменьшения риска срыва верхнего слоя грунта. Осуществить эту цель помог гидродинамический трансформатор, который за счет проскальзывания насосного и турбинного колес позволял плавно передать крутящий момент на ведущие колеса. Давайте рассмотрим устройство, принцип работы и неисправности гидротрансформатора автоматической коробки передач (АКПП).

Устройство гидротрансформатора

1. Насосное колесо посредством ступицы крепится к коленчатому валу. Скорость вращения насосного колеса всегда соответствует частоте вращения коленвала.
2. Турбинное колесо связано с первичным валом АКПП, через который крутящий момент передается на редуктор, приводные валы и колеса.
3. Реакторное колесо – закреплено на ступице турбинного колеса и служит для перенаправления потока рабочей жидкости от насосной части к турбинной и обратно. До момента выравнивания скоростей вращения колес перенаправление потока позволяет увеличить крутящий момент, передаваемый на выходной вал АКПП. Именно наличием реактора (статора) отличается работа гидротрансформатора от простейшей гидромуфты.
4. Блокировочная плита с механизмом блокировки ГДТ служит для прямого соединения насосного и турбинного колес. При ее замыкании жидкость АТФ не участвует в передаче крутящего момента от коленвала к первичному валу коробки передач.

На маховик гидротрансформатора напрессован зубчатый венец. С его помощью стартер вращает коленчатый вал при запуске двигателя.

Как работает коробка автомат с гидротрансформатором?

Назначение гидротрансформатора АКПП – передавать крутящий момент и при необходимости отсоединять коленчатый вал от первичного вала коробки передач. В насосное колесо от масляного насоса подается рабочая жидкость (ATF), которая при его вращении центробежной силой выталкивается от центра к краям. Лопастные колеса гидропередачи образуют в плоскости оси вращения круг циркуляции жидкости АТФ. Созданный вихревой поток посредством лопастей воздействует на реактор, перенаправляющий поток жидкости к турбинной части.

Воздействие рабочей жидкости на лопасти турбинного колеса заставляет его вращаться, передавая крутящий момент на выходной вал КПП. Прошедшая через турбинную часть жидкость возвращается на реактор, увеличивая общее давление жидкости на его лопасти. Таким образом, внутри гидротрансформатора до момента уравнения скорости вращения насосной и реакторной частей устанавливается циркуляция масла.

Из-за потерь энергии в жидкости в режиме проскальзывания скорость вращения турбины будет ниже частоты вращения насоса. На практике это приводит к значительной потере КПД. Для увеличения коэффициента полезного действия в конструкцию всех современных автоматических коробок передач внедрена муфта блокировки гидротрансформатора.

Муфта блокировки ГДТ

Муфта блокировки установлена на шлицах входного вала АКПП и предназначена для механического соединения насосной части и ротора.

Составные части муфты блокировки:

• поршень блокировки, посредством которого идет нажим на зону роторного колеса с фрикционным слоем;
• задняя крышка кожуха гидротрансформатроа, на которой также имеется фрикционный слой. Крышка сварена с насосной секцией;
• фрикционная накладка;
• демпфер крутильных колебаний. Является аналогом двухмассового маховика на авто с механической КПП. Призван гасить неравномерность вращения коленчатого вала, минимизируя негативное воздействие крутильных колебаний на детали коробки передач. Также демпфер смягчает момент включения/выключения муфты блокировки, что делает ее работу для водителя незаметной.

Работа системы невозможна без клапана муфты гидротрансформатора и блока управления АКПП, который считывает показания датчиков и управляет исполнительными механизмами.

Режимы работы гидротрансформатора

1. Проскальзывание – муфта блокировки разомкнута. Посредством клапана управления рабочая жидкость подается по каналу «В», отжимая тем самым клапан от стенки задней крышки кожуха ГДТ. Масло по каналу «Б» отводится через полость внутри вала. Используется при старте с места и разгоне. Размыканием муфты блокировки гидротрансформатора на высших передачах позволяет автомобилю динамично разгоняться без перехода на низшую ступень.
2. Режим зацепления – муфта заблокирована. Масло по каналу «А» поступает в полость за муфтой, заставляя поршень прижаться к задней крышке кожуха. Сила трения между фрикционными накладками ведет к зацеплению корпуса ГДТ с  турбинным колесом. Муфта замыкается преимущество при движении на высших передачах.На большинстве АКПП блокировка гидротрансформатора  включается после 3 передачи. Но из-за ужесточения экологических норм на современных авто муфта может быть заблокирована на любой передаче при частоте работы двигателя свыше 1000 об/мин.
3. Режим управляемой пробуксовки – муфта работает с небольшим проскальзыванием. В вариантах конструкции, не оборудованных демпфером, режим используется для гашения крутильных колебаний. В таком случае между турбинной секцией и насосной частью допускается небольшое проскальзывание. При этом повышается плавность переключения и КПД.

Управление системой блокировки

Регулирует режимы работы электромагнитный клапан гидротрансформатора, а точнее, мехатроник, который управляет питающим напряжением на клапане. Изменение силы тока на клапане регулирует распределение жидкости между каналами и силу нажима поршня блокировки. В выборе режима блокировки ЭБУ ориентируется на следующие входные параметры:

• частота вращения коленчатого вала;
• скорость вращения роторной секции;
• частота вращения выходного вала АКПП;
• фактический крутящий момент при заданном положении дроссельной заслонки;
• температура жидкости ATF;
• задействованная передача (перечень включенных пакетов фрикционов, определяющий передаточное число на выходном валу).

Видео: Гидротрансформатор. Принцип работы. ОЧЕНЬ ПОНЯТНО!

Неисправности гидротрансформатора

1. Износ опорного подшипника. Характерные симптомы – легкий металлический звук при переключениях.
2. Рост оборотов двигателя не соответствует разгонной динамики. Проблема в обгонной муфте. Если неисправность проявляется только на одной либо нескольких ступенях, проблема в сожженных пакетах фрикционов.
3. Шуршащий шум при работе двигателя на холостых и низких оборотах (в движении может пропадать). Неисправность игольчатого упорного подшипника между турбинным/реакторным колесом и задней крышкой кожуха ГДТ.
4. Громкий металлический звук при переключении. Причина в поврежденных лопастях (случается крайне редко).
5. Потеря динамики на высших передачах. Износ фрикционных накладок муфты блокировки гидротрансформатора. Без должного опыта заметить разницу в динамике на авто с неправильно работающей муфтой бывает сложно. Поэтому чаще всего владельцы сталкиваются уже с последствиями данной неисправности. Фрикционная пыль, клеевой слой накладки загрязняют масло, забивают каналы циркуляции масла. Постоянное проскальзывание перегревает сам «бублик», масло, а вместе с ним и электронику мехатроника. Все это со временем приводит к толчкам, пинкам при смене передач, увеличении времени переключения. Поэтому так важно понимать принцип работы гидротрансформатора и своевременно менять масло в «автомате».

Блог

AAMCO Bay Area | Все, что вам нужно знать о преобразователях крутящего момента

Итак, что такое преобразователь крутящего момента?

Преобразователи крутящего момента

— это особые компоненты двигателя, и их внутренности редко выходят на свет, а если и появляются, то их все еще довольно сложно понять. По сравнению с другими внутренними компонентами вашего автомобиля гидротрансформатор напоминает что-то из космического корабля. Независимо от того, как этот компонент выглядит или звучит, если у вас есть автомобиль с автоматической коробкой передач, вы используете его ежедневно.

Если у вас есть базовые знания об автомобилях с механической коробкой передач, то вы знаете, что двигатель соединяется с трансмиссией с помощью сцепления. Без этого соединения автомобиль не смог бы полностью остановиться, не заглушив двигатель. Однако автомобили с автоматической коробкой передач не имеют диска сцепления, соединяющего двигатель с трансмиссией; вместо этого у них есть преобразователь крутящего момента. Его внешний вид может показаться не таким уж большим, но внутри него многое происходит.

Гидротрансформатор вашего автомобиля аналогичен сцеплению автомобиля с механической коробкой передач. Однако, в отличие от автомобиля с механической коробкой передач, он использует жидкость для передачи мощности на трансмиссию, предотвращая остановку двигателя и позволяя трансмиссии переключиться.

Описание гидротрансформатора

Гидротрансформатор — это внутренний компонент двигателя в форме пончика, прикрепленный непосредственно между двигателем и трансмиссией.Внутри гидротрансформатора есть две серии изогнутых лопастей, каждая из которых обращена в противоположном направлении. Пространство внутри гидротрансформатора обычно заполнено трансмиссионной жидкостью, которая помогает передавать мощность, генерируемую двигателем, на трансмиссию. Это кажется странным, правда? Не совсем! Двигатель вашего автомобиля приводит в движение одну из турбин, также известную как крыльчатка, которая нагнетает жидкость на турбину. Гидротрансформатор эффективен, поскольку его лопасти сконструированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную передачу энергии, уменьшая тепловыделение или турбулентность.

Чтобы лучше понять его работу, представьте, как два вентилятора смотрят друг на друга. Когда один вентилятор подключается к сети (двигателю), он начинает вращать второй вентилятор (трансмиссию). Если лопасти вентилятора имеют одинаковые размеры и вес, они будут вращаться с одинаковой скоростью. Однако это грубое упрощение того, как работает гидротрансформатор.

Есть несколько факторов, которые делают преобразователь крутящего момента более эффективным; это включает в себя статор, который помогает ему перенаправлять поток трансмиссионной жидкости обратно к крыльчатке для повышения эффективности.

Как работает гидротрансформатор?

Немного сложно понять концепцию того, как жидкость может обеспечить силу для перемещения чего-то столь значительного, как транспортное средство. Насос помогает достичь контроля крутящего момента, который работает, направляя жидкость вокруг преобразователя крутящего момента, определяемую вращением коленчатого вала. Внутри корпуса находится турбина, которая вращается, когда перекачиваемая жидкость входит в контакт с лопатками турбины, это помогает измерить величину крутящего момента, который поступает на трансмиссию через входные валы.

Корпус гидротрансформатора соединяется с маховиком, вращающимся с той же скоростью, что и коленчатый вал, внутри корпуса турбины. Крыльчатка или центробежный насос эффективно перекачивает трансмиссионную жидкость в лопасти турбины, которая, в свою очередь, вращает или передает крутящий момент на трансмиссию. Статор — это барьер, который отбрасывает жидкость прямо обратно в турбину, а не в насос, повышая эффективность системы.

Когда автомобиль работает на холостом ходу, скорость, с которой трансмиссионная жидкость закачивается в турбину, мала, что означает, что очень маленький крутящий момент передается на двигатель через трансмиссию.Поскольку коленчатый вал вращается быстрее с увеличением дроссельной заслонки, вращающей маховик, жидкость быстрее перемещается от насоса к турбине, заставляя турбину вращаться быстрее, обеспечивая больший крутящий момент через трансмиссию.

Важно отметить, что внутреннее устройство гидротрансформатора все еще остается загадкой. Базовая механика может быть понятна, но сложные вычисления и инженерные решения, лежащие в ее основе, лучше всего понятны тем, кто обладает глубокими знаниями в области механики жидкостей.

Связано: Обслуживание радиаторов и систем охлаждения в районе залива AAMCO

Связанные: Признаки, что пришло время для автоматической настройки

Связано: работает ли система кондиционирования вашего автомобиля

Могут ли возникнуть проблемы с гидротрансформатором?

Существует несколько различных причин неисправности гидротрансформатора, некоторые из которых могут быть очень опасными. Высокий уровень проскальзывания приведет к перегреву, что повредит эластомерные уплотнения, которые помогают удерживать трансмиссионную жидкость в гидротрансформаторе.Когда жидкость начнет вытекать, она вообще перестанет работать.

Также возможно полное торможение или заедание муфты статора. Когда это произойдет, внутренний и внешний элементы сцепления будут постоянно заблокированы, что приведет к неэффективности использования топлива. В случае полной поломки статора он будет свободно вращаться, останавливая двигатель. Когда большое давление создается горячей жидкостью, движущейся внутри корпуса гидротрансформатора, оно может стать слишком высоким, что приведет к его надуванию или взрыву.

Получите информацию о своем автомобиле

Гидротрансформатор вашего автомобиля — это неотъемлемая часть любого автомобиля. Большинство владельцев никогда не будут взаимодействовать с этой деталью за всю свою жизнь вождения. Однако это срок службы автоматической коробки передач, а также большая часть топливной экономичности. Знакомство с его работой может помочь вам узнать, как диагностировать проблемы, связанные с вашей трансмиссией, экономя время и деньги на ремонт.

Наши услуги

Возникли проблемы с трансмиссией? Возможно, ваш гидротрансформатор неисправен.Зарегистрируйтесь или свяжитесь с ближайшим к вам центром по ремонту автомобилей AAMCO Bay Area для полной диагностики трансмиссии. Мы предлагаем лучший сервис по уходу за автомобилем в Bay Area.

Помимо услуг трансмиссии, мы также специализируемся на услугах автоматической настройки, ремонте подвески, регулярном техническом обслуживании автомобилей, замене масла и многом другом. Наши профессиональные специалисты обладают необходимыми навыками, а также отраслевыми знаниями, чтобы предложить комплексные решения для вашего автомобиля.

Связано: Рекомендуемые заводом-изготовителем услуги по техническому обслуживанию AAMCO Bay Area

Как работают преобразователи крутящего момента | HowStuffWorks

Как показано на рисунке ниже, внутри очень прочного корпуса гидротрансформатора есть четыре компонента:

• Насос
• Турбина
• Статор
• Трансмиссионная жидкость

Корпус гидротрансформатора прикреплен болтами к маховику двигателя, поэтому он вращается с любой скоростью, на которой работает двигатель.Ребра , составляющие насос гидротрансформатора, прикреплены к корпусу, поэтому они также вращаются с той же скоростью, что и двигатель. На разрезе ниже показано, как все соединено внутри гидротрансформатора.

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 лопатки турбины , которая соединена с трансмиссией. Турбина заставляет трансмиссию вращаться, что в основном приводит в движение ваш автомобиль. На рисунке ниже вы можете видеть, что лопасти турбины изогнуты. Это означает, что жидкость, которая поступает в турбину снаружи, должна изменить направление, прежде чем она выйдет из центра турбины. Именно это изменение направления заставляет турбину вращаться.

Чтобы изменить направление движущегося объекта, вы должны приложить к этому объекту силу — не имеет значения, является ли объект автомобилем или каплей жидкости.И все, что применяет силу, заставляющую объект поворачиваться, также должно ощущать эту силу, но в противоположном направлении. Так как турбина заставляет жидкость менять направление, жидкость заставляет турбину вращаться.

Жидкость выходит из турбины в центре, двигаясь в другом направлении, чем при входе. Если вы посмотрите на стрелки на рисунке выше, вы увидите, что жидкость выходит из турбины, двигаясь против направления вращения насоса (и двигателя). Если позволить жидкости попасть в насос, это замедлит двигатель, потеряв мощность.Вот почему гидротрансформатор имеет статор .

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим статор.

Как работает гидротрансформатор?

Преобразователи крутящего момента герметичные; их внутренности редко выходят на свет, а когда они появляются, их все еще довольно сложно понять!

Представьте, что у вас два вентилятора повернуты друг к другу. Включите один вентилятор, и он будет обдувать лопасти второго вентилятора, заставляя его вращаться. Но если вы держите 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 служит той же цели, 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 есть три компонента, которые работают вместе для передачи мощности на трансмиссию:

Насос внутри гидротрансформатора представляет собой тип центробежного насоса. 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, потеряв 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 — это 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 преобразователь крутящего момента 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 мощный двигатель!

Хотите узнать больше?
Посетите одно из наших заведений!

Как работают преобразователи крутящего момента?

Вы когда-нибудь задумывались, что у автоматической коробки передач вместо сцепления? Он называется гидротрансформатором, и он делает всю тяжелую работу за вас

Передача мощности от любой трансмиссии к трансмиссии может быть довольно сложным процессом с сотнями движущихся частей, которые все должны быть синхронизированы одновременно.Из кабины вы просто нажимаете на педаль и перемещаете рычаг переключения передач или, может быть, просто переворачиваете весло, но все, что происходит под днищами пола, тщательно спроектировано и разработано, чтобы обеспечить плавное соединение длинного списка компонентов, чтобы ваша машина была на месте. двигаться.

В автомобиле с механической коробкой передач у вас есть узел сцепления, который позволяет соединять и разъединять двигатель и трансмиссию — и, следовательно, приводить к колесам. У двигателей есть холостой ход, который устанавливается с помощью дроссельной заслонки, обозначающей минимальную частоту вращения двигателя, на которой двигатель может работать, прежде чем он заглохнет из-за нехватки воздушно-топливной смеси, поступающей в цилиндры.

Таким образом, без сцепления при замедлении до полной остановки двигатель заглох бы, поскольку нагрузка от трансмиссии затащила бы его ниже допустимого предела оборотов. Сцепление обеспечивает отключение, необходимое для поддержания работы двигателя, а затем повторное включение вместе с некоторым дросселем, чтобы автомобиль снова заработал.

Гидротрансформатор во всей красе

Однако в автомобиле с автоматической коробкой передач надлежащего сцепления нет — вместо него установлен гидротрансформатор.Он должен выполнять ту же работу, что и сцепление — позволяя двигателю продолжать работать, пока трансмиссия и колеса замедляются до полной остановки, — но он делает это по-другому и довольно изобретательно. Гидротрансформатор — это так называемая гидравлическая муфта — устройство, используемое для передачи механической энергии вращения посредством движения жидкости от одной механической движущейся системы к другой.

Он может заменить сцепление, поскольку позволяет двигателю свободно вращаться за счет значительного уменьшения передачи крутящего момента от трансмиссии к трансмиссии.Он никогда не отключается полностью, так как вы можете почувствовать «ползучесть», которая возникает, если вы снимаете ногу с тормоза автомобиля с автоматической коробкой передач из неподвижного состояния.

Регулировка крутящего момента достигается за счет использования насоса, который перекачивает жидкость вокруг преобразователя крутящего момента в зависимости от вращения коленчатого вала. Внутри преобразователя крутящего момента находится турбина, которая вращается, когда перекачиваемая жидкость входит в контакт с лопатками турбины, таким образом измеряя величину крутящего момента, который передается на передачу через входной вал.

Koenigsegg Regera использует систему, аналогичную гидротрансформатору, чтобы обеспечить плавное переключение между выходной электрической мощностью и внутренним сгоранием.

Корпус гидротрансформатора соединен с маховиком (который, следовательно, вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал), а внутри корпуса находится турбина, жидкостный центробежный насос (или рабочее колесо) и статор.Центробежный насос эффективно перекачивает трансмиссионную жидкость в лопасти турбины, которая, в свою очередь, вращается и передает крутящий момент на трансмиссию. Статор служит препятствием для сброса жидкости обратно в турбину, а не обратно в насос, что значительно увеличивает эффективность системы.

На этом вырезе показаны лопатки центробежного насоса вместе с муфтой блокировки, зажатой посередине и закрывающей обзор турбины.

Таким образом, на холостом ходу скорость жидкости, перекачиваемой в турбину, очень мала, а это означает, что очень маленький крутящий момент передается от двигателя к трансмиссии.Затем, когда коленчатый вал вращается быстрее с увеличением дроссельной заслонки и, в свою очередь, вращает маховик, больше жидкости перемещается с большей скоростью от насоса в турбину.

При этом турбина вращается быстрее, передавая на трансмиссию больший крутящий момент. К сожалению, передача энергии от насоса к турбине никогда не может быть эффективной на 100 процентов — через эту систему происходят дополнительные потери энергии, которые усиливаются, когда крутящий момент двигателя также передается через коробку передач и из дифференциала.

Послушайте Томаса здесь, чтобы получить краткий обзор. Видео на YouTube-канале Thomas Schwenke

Эта небольшая потеря энергии между насосом и турбиной означает, что турбина всегда вращается немного медленнее, чем насос, что является основной причиной того, что автоматические системы в целом имеют более низкие показатели топливной эффективности, чем их аналоги с ручным управлением.К счастью, недавно были разработаны преобразователи крутящего момента, которые содержат блокирующую муфту, которая на определенной скорости блокирует турбину и насос вместе, чтобы исключить падение энергии.

Компоненты гидротрансформатора, включая муфту блокировки

Таким образом, хотя автоматические трансмиссии могут показаться простыми из-за руля, технология, заложенная в туннеле трансмиссии, на самом деле довольно сложна, но чрезвычайно эффективна.

Конструкция, лежащая в основе системы гидротрансформатора, действительно впечатляет и определенно заслуживает большого уважения, поскольку она способна плавно соединять и регулировать привод от двигателя к колесам, что большинство водителей, вероятно, считают это полностью само собой разумеющимся. .

Поскольку сегодня подавляющее большинство трансмиссий являются полностью автоматическими, дни простого педального сцепления кажутся немногочисленными и далекими друг от друга, что делает гидротрансформатор одним из самых важных компонентов большинства автомобилей, производимых сегодня.

Общие сведения о преобразователях крутящего момента — Журнал «Штанговые и специальные»

Если бы было голосование за наиболее непонятый автомобильный компонент, мы готовы поспорить, что автоматическая трансмиссия будет иметь довольно высокий рейтинг, а сам гидротрансформатор, возможно, еще выше. Хорошо, это что-то вроде сцепления для автоматической коробки передач, но как оно работает? И что конкретно означают скорость сваливания и блокировка? Как выбрать гидротрансформатор, идеально подходящий для вашего проекта или стиля вождения?

Пожалуй, стоит начать с основ работы преобразователя.По сути, это модифицированная гидравлическая муфта, которая, как и сцепление, позволяет отделить трансмиссию от двигателя, поэтому последний может работать, пока автомобиль неподвижен, но позволяет передавать мощность, когда автомобиль находится в движении. Однако, в отличие от обычной гидравлической муфты, гидротрансформатор умножает крутящий момент, когда есть разница между входной и выходной скоростью, как в редукторе.

Просмотреть все 10 фотографий

Гидротрансформатор состоит из трех основных внутренних компонентов: насоса, турбины и статора, а также трансмиссионной жидкости.Корпус преобразователя прикручен к маховику двигателя, а ребра насоса прикреплены к корпусу. Это центробежный насос, выбрасывающий жидкость наружу при вращении. Это создает вакуум, который втягивает больше жидкости в центр. Затем жидкость поступает в турбину, которая соединена с трансмиссией через выходной вал, поэтому трансмиссия начинает движение автомобиля, когда турбина начинает вращаться.

Когда жидкость выходит из турбины, она движется в направлении, противоположном движению двигателя и насоса.Функция статора, расположенного в центре гидротрансформатора, заключается в перенаправлении жидкости перед ее повторным поступлением в насос. Статор установлен на неподвижном валу, но имеет внутреннюю одностороннюю муфту, так как он должен вращаться на выбеге при определенных рабочих скоростях.

Просмотреть все 10 фото

Гидротрансформатор имеет три стадии работы: останов, ускорение и сцепление. Срыв — это когда трансмиссия включена, но тормоза не позволяют машине двигаться. При остановке гидротрансформатор может производить максимальное увеличение крутящего момента, называемое передаточным числом, если подана достаточная входная мощность.

На этапе ускорения автомобиль движется, но при относительно большой разнице между скоростями насоса и турбины, преобразователь будет производить меньшее увеличение крутящего момента, чем можно было бы достичь в условиях сваливания.

Муфта — это когда турбина достигает примерно 90 процентов скорости насоса. Больше нет увеличения крутящего момента, и именно на этом этапе сработает муфта блокировки. Преобразователи блокировки имеют внутреннюю муфту блокировки, которая блокирует две половины гидротрансформатора вместе, устраняя любое проскальзывание, когда двигатель и трансмиссия не могут физически работать с той же скоростью.Это, в свою очередь, исключает любые потери мощности и, таким образом, повышает топливную экономичность на 65 процентов.

Просмотреть все 10 фотографий

Что касается скорости сваливания, Грег Дукато из Phoenix Transmission Products объяснил, что «гидротрансформатор подобен сцеплению. Представьте, когда сцепление полностью отпущено, и вы получаете всю мощность от двигателя. Скорость сваливания 2500 оборотов не означает, что вам нужно увеличить скорость мотора до 2500 об / мин, чтобы транспортное средство двинулось с места ». В данном случае это означает, что 2500 об / мин — это предел, при котором преобразователь будет удерживать частоту вращения двигателя, если передача трансмиссии запрещена.Запрещая дальнейшее усиление, увеличение оборотов двигателя «глохнет». Скорость, при которой происходит заглохание данного гидротрансформатора, является функцией максимального крутящего момента двигателя.

Вы можете приблизительно проверить скорость сваливания преобразователя, поставив автомобиль в режим Drive, сильно нажав на тормоз и полностью нажав дроссельную заслонку на пару секунд. Скорость сваливания будет максимальной об / мин, показанной на тахометре. Конечно, шины могут пробуксовывать, поскольку двигатель, скорее всего, преодолеет способность тормозной системы сдерживать их.Этот метод называется скоростью срыва при торможении, которая ниже, чем истинная скорость срыва, но он позволит вам подойти достаточно близко, хотя это не рекомендуется.

Просмотреть все 10 фотографий

Чтобы определить, какая скорость сваливания подходит для вашего проекта, необходимо принять во внимание ряд факторов, таких как максимальный крутящий момент двигателя, форма кривой крутящего момента двигателя, вес автомобиля, передаточное отношение заднего хода и кулачок. спецификации. Вес и сопротивление имеют большое значение для скорости сваливания. По словам Грега, «преобразователь скорости сваливания 2500 об / мин в Т-образном ковше, вероятно, остановится около 1800 об / мин, но если поставить тот же преобразователь в пикап, он повысится примерно до 2800 об / мин.«Имея такое множество переменных, вооружитесь как можно большим объемом информации о вашем автомобиле, прежде чем связываться с гидротрансформатором или специалистом по трансмиссии.

Максимальное увеличение крутящего момента зависит от размера и геометрии лопастей в турбине и статоре, и он генерируется только тогда, когда преобразователь находится в фазе остановки или около нее. Типичные коэффициенты увеличения крутящего момента в режиме остановки находятся в диапазоне от 1,8: 1 до 2,5: 1. Всегда будет компромисс между максимальным увеличением крутящего момента и эффективностью.Преобразователи с высоким передаточным числом обычно относительно неэффективны ниже скорости муфты, тогда как преобразователи с низким передаточным числом имеют тенденцию обеспечивать меньшее возможное увеличение крутящего момента.

Посмотреть все 10 фотографий

Хотя увеличение крутящего момента увеличивает крутящий момент на выходном валу турбины, оно также увеличивает проскальзывание внутри преобразователя, повышая температуру жидкости и снижая общий КПД. Вот почему внутренние детали и характеристики преобразователя должны соответствовать характеристикам предполагаемого автомобиля.Следует отметить, что преобразователи с нижним стояком ограничивают внутреннее производство тепла, которое является главным убийцей любой передачи.

Тепло — не единственная причина поломки, и внезапное включение мощности в автомобилях большой мощности может сломать муфту статора, деформировать или сломать лопасти турбины или насоса. Продолжительные чрезмерные нагрузки, очень высокие обороты или резкие запуски могут исказить или взорвать корпус, а в крайних случаях даже разрушить его.

Одним из аспектов преобразователей, о котором мы пока не говорили, является их размер.Зак Фара из Gear Star Performance Transmissions объяснил, почему некоторые преобразователи больше, чем другие, и как два преобразователя разного размера могут иметь одинаковую скорость остановки. «Два конвертера разного размера могут иметь одинаковую скорость остановки, но их эффективность будет сильно различаться», — сказал он. «Насос гидротрансформатора будет иметь более высокий КПД, когда его лопасти расположены под положительным углом к ​​ним, поскольку он подает наибольшее количество жидкости в турбину. Чем больше жидкости вы подаете в турбину, тем сильнее она давит на нее и тем больше крутящий момент. доставлен в трансмиссию.

Просмотреть все 10 фотографий

«Для 12-дюймового преобразователя, который обычно останавливается при 1600 об / мин, чтобы преобразовать его в остановку при 2600 об / мин, лопасти насоса можно согнуть назад под отрицательным углом, чтобы подавать в турбину меньше жидкости. Это означает, что насос должен будет увеличить число оборотов в минуту, чтобы заставить турбину с тем же количеством жидкости, и эффективность несколько упадет.

«9-дюймовый преобразователь глохнет выше, потому что он генерирует меньше жидкости из-за своего меньшего размера. Для достижения того же количества гидравлического усилия, что и для более крупного 12-дюймового гидротрансформатора, требуется больший срыв.9-дюймовый насос более эффективен при работе с большим срывом, поскольку лопасти насоса сохраняют положительный шаг. Таким образом, в сущности, изгибая лопасти 12-дюймового преобразователя, он превращается в тяжелый, неэффективный преобразователь с более высокой стойкостью по сравнению с меньшей версией. Вот почему Gear Star использует специальные комбинации насоса и статора для достижения высокой эффективности наряду с высокими установочными опорами в своих 12-дюймовых преобразователях Stealth ».

Этот совет о том, чтобы не сгибать лопасти, кажется, противоречит практике Phoenix Transmission, которая делает именно это, но Технические специалисты Phoenix восстанавливают и модифицируют стандартные преобразователи для конкретных применений, тогда как Gear Star производит новые устройства.Как и в большинстве случаев, я полагаю, что есть более чем один способ добиться аналогичных результатов.

Посмотреть все 10 фотоЭто преобразователь Phoenix 4L80E на базе 245 мм с передней крышкой из стальной заготовки и муфтой из заготовки. Этот преобразователь будет иметь скорость сваливания 3000 об / мин при использовании этой комбинации компонентов и по-прежнему будет иметь муфту блокировки для холодного хода и пониженных крейсерских оборотов за 750-сильным блоком клиента. Гидротрансформатор

: что это такое и как его исправить?

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Автоматическая коробка передач — это что-то вроде родителя трехлетнего ребенка; он делает все за водителя. Хотите поменять? Просто переведите рычаг переключения передач в положение R. Хотите водить машину? Установите рычаг в положение D, и водителю больше не придется беспокоиться о переключении передач. С помощью педали автомобиль может быстро разогнаться до 70 миль в час или остановиться по требованию.

В автоматических коробках передач простые поручения кажутся обычными и обыденными, но под их металлической оболочкой происходит множество сложных процессов, в том числе в зубчатых передачах и гидротрансформаторе.Преобразователь крутящего момента обеспечивает связующее звено между двигателем и сложными зубчатыми передачами, и без него автомобиль не двигался бы.

Чтобы лучше понять, как работает автоматическая коробка передач, важно понять, как работает гидротрансформатор. Жирная информационная команда Drive здесь, чтобы сломать его внутреннюю работу и объяснить, как все части объединяются для выполнения одной главной цели. Давай получим.

Что такое гидротрансформатор?

Гидротрансформатор — это устройство внутри корпуса автоматической коробки передач, установленное между двигателем и шестернями.По сути, это усовершенствованная гидравлическая гидравлическая муфта, гидротрансформатор передает и увеличивает крутящий момент двигателя, а также позволяет автомобилю полностью останавливаться, не касаясь трансмиссии и не переключая ее. Раньше в автомобилях использовались преобразователи крутящего момента без блокировки, но в большинстве современных автомобилей используются преобразователи крутящего момента с блокировкой.

Блокировка

Гидротрансформатор блокировки имеет встроенный механизм блокировки муфты. Как только трансмиссия определяет определенную скорость или число оборотов двигателя, преобразователь крутящего момента будет использовать муфту для фиксации прямого соединения между входным и выходным валами для повышения эффективности.

Без блокировки

До того, как были изобретены муфты блокировки для максимального повышения эффективности, мы в основном принимали потери энергии, возникающие при передаче мощности между двигателем и трансмиссией из-за проскальзывания. Без муфты, блокирующей гидротрансформатор, турбина все еще может вращаться примерно на 90 процентов со скоростью крыльчатки, но они не достигают одинаковых скоростей. Таким образом, потеря энергии.

Что внутри гидротрансформатора?

Гидротрансформатор обычно состоит из четырех основных компонентов: крыльчатки, статора, турбины и диска сцепления.Эти части работают вместе в корпусе, заполненном жидкостью. Давайте разберемся, что делает каждая часть.

Рабочее колесо

Рабочее колесо, иногда называемое насосом, прикреплено к коленчатому валу двигателя и вращается вместе с ним. Когда рабочее колесо вращается, его лопасти улавливают жидкость, и центробежная сила выталкивает жидкость за пределы рабочего колеса. Чем быстрее он вращается, тем выше сила. Эта жидкость выбрасывается в турбину, которая обращена в противоположном направлении к крыльчатке.

Турбина

Когда жидкость ударяется о лопатки турбины, турбина раскручивает и направляет жидкость к центру турбины и обратно к статору и крыльчатке.Этот цикл продолжается круговыми движениями. Выходной вал турбины действует как входной вал для остальной части трансмиссии.

Статор

Крутящий момент невозможно преобразовать без статора, который иногда называют реактором — не волнуйтесь, не чернобыльский. Статор, небольшое устройство, похожее на крыльчатку, расположенное по центру между крыльчаткой и турбиной, принимает жидкость от турбины и определяет скорость потока жидкости. Из-за особого угла наклона лопаток статора жидкость течет обратно с меньшей скоростью, что увеличивает крутящий момент.

Сцепление

При определенных скоростях или об / мин диск фрикционной муфты будет зацепляться, чтобы заблокировать турбину на крыльчатке, чтобы поддерживать равные скорости вращения между ними.

Как работают преобразователи крутящего момента?

Гидротрансформатор работает по-разному в зависимости от действий водителя. Эти три этапа определяют, что происходит: срыв, ускорение и сцепление.

Стоп

Это происходит, когда транспортное средство не движется или останавливается из-за торможения.Остановка не означает, что автомобиль заглохнет и заглохнет, скорее это означает, что крыльчатка вращается, а турбина — нет. Таким образом, двигатель работает, но автомобиль не движется.

Разгон

Когда водитель нажимает на педаль газа, крыльчатка увеличивает скорость вращения. Турбина движется с меньшей скоростью, и именно тогда происходит умножение крутящего момента.

Муфта

Муфта возникает, когда транспортное средство движется с высокой скоростью, а турбина вращается почти с той же скоростью, что и рабочее колесо.Когда это происходит, муфта входит в зацепление и фиксирует рабочее колесо на турбине, поэтому они вращаются с одинаковой скоростью.

Каковы признаки неисправного гидротрансформатора?

Вы будете знать, когда ваша передача данных прерывается. Как? Когда вы чувствуете один из этих симптомов:

Пробуксовка и / или замедление ускорения

Если вы заметили проскальзывание трансмиссии, например, при невозможности кратко переключить передачи, причиной может быть неисправный преобразователь крутящего момента. Вы почувствуете, как будто мощность начинается и разбрызгивается, когда вы ускоряетесь.

Дрожание или тряска

Хорошая автоматическая коробка передач должна переключаться так плавно, чтобы водитель ее почти не замечал. Если ваша поездка трясется, трясется или вибрирует при попытке переключения передач, это может быть признаком того, что гидротрансформатор выходит из строя.

Жужжание или гудение

Автоматическая коробка передач не должна издавать каких-либо странных звуков, если она работает правильно. Если что-то не так с гидротрансформатором, водитель может заметить тихий гудящий или жужжащий звук, исходящий из коробки передач.

Утечки

Автоматические коробки передач и гидротрансформаторы внутри них заполнены трансмиссионной жидкостью. Если одно из многих уплотнений трансмиссии выйдет из строя, жидкость может вытечь и подвергнуть вашу трансмиссию опасности. Если вы заметили капли жидкости, осмотрите источник и немедленно произведите необходимый ремонт.

Сколько стоит замена гидротрансформатора?

Если вы решите заменить гидротрансформатор самостоятельно, сама деталь, вероятно, будет стоить примерно 100-600 долларов, в зависимости от автомобиля.Но это означает, что вы сами откажетесь от передачи. Если вы решите отнести проблему в магазин, она, вероятно, будет стоить от 500 до 1000 долларов.

Стоит ли ремонтировать гидротрансформатор самостоятельно?

Если у вас нет опытного друга, который уже проделал такую ​​работу раньше, чтобы направлять вас (мы с радостью будем звонить на дом, но пандемия, понимаете?), Для неопытных механиков в гараже может быть лучше оставить проблемы с трансмиссией на усмотрение. плюсы. Они чрезвычайно сложны, и чтобы добраться до них, нужно отсоединить двигатель от двигателя, что может оказаться сложной задачей без подходящих инструментов.В этом случае, возможно, вам будет лучше принять его.

Что такое гидротрансформатор и как он работает?

Преобразователи крутящего момента

— это то, о чем никогда не следует говорить во время разговора на званом ужине.

Плохие драйверы? Может быть. Движение? Абсолютно. Преобразователи крутящего момента? Возможно нет.

Если вы заправляетесь бензином, вы, вероятно, хорошо представляете, что такое «крутящий момент». Вы, вероятно, также хорошо понимаете, как работает сцепление с механической коробкой передач.Но если вы не механик или не проводите много времени с автоматами, вы вряд ли встретите много гидротрансформаторов или сможете заглянуть внутрь одного.

Гидротрансформатор в автомобиле с автоматической коробкой передач выполняет ту же функцию, что и сцепление в автомобиле с ручным управлением, — позволяя двигателю продолжать работать, когда колеса останавливаются.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

Гидротрансформатор — это элегантное решение очень сложной проблемы. Сложная проблема, которую можно решить многими способами, особенно сейчас, когда технологии стали настолько продвинутыми.

Это решение использует немного физики и много умственных способностей, используя гидравлическую муфту, серию муфт и турбин, чтобы двигатель и трансмиссия вращались независимо друг от друга.

Если вы посмотрите на гидротрансформатор, он немного похож на промышленный салатник. Учитывая тот факт, что он работает с использованием гидравлической муфты, вся сборка герметична и закрыта, а это означает, что вам будет сложно найти возможность заглянуть внутрь нее.

Вместо воды, которая очень легко сжимается под высоким давлением, преобразователь крутящего момента использует трансмиссионное масло для привода турбины, чтобы трансмиссия вращалась независимо от двигателя.

ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО?

Когда вы едете со скоростью 50 миль в час, 6 ^-й передач и 2900 об / мин, ваша трансмиссия будет вращаться практически с той же скоростью, что и двигатель.

Вы начинаете подъезжать на светофоре и в автомобиле с ручным управлением; вы, вероятно, сначала сбрасываете передачи, если сможете снова уехать, не останавливаясь. По мере того, как вы ползете до остановки и ваши обороты становятся все ниже и ниже, вам нужно будет опустить сцепление, чтобы отделить трансмиссию от двигателя и предотвратить его остановку.

В автомобиле с автоматической коробкой передач у нас нет такой роскоши, как ручное разделение. По определению, автомобиль с автоматической коробкой передач делает это автоматически. Здесь в игру вступает гидротрансформатор.

Гидротрансформатор состоит из следующих основных частей: корпуса, ребер, насоса и крыльчатки.

Корпус и ребра прикреплены непосредственно к маховику, что означает, что они всегда вращаются с той же скоростью, что и двигатель. По мере того, как насос вращается, он циклирует трансмиссионное масло, выталкивая его наружу и всасывая больше в центре с помощью вакуума.Затем это нагнетает трансмиссионное масло в крыльчатку, которая начинает вращать трансмиссию независимо от двигателя.

ДОВОЛЬНО УМНЫЙ, ПРАВИЛЬНО?

Что еще более впечатляет, так это то, что это может увеличить крутящий момент, когда вы опускаете ногу и набираете высокие обороты.

Автомобили с автоматом раньше были изрядно бесполезны. Они были неэффективными, резкими, дорогими и даже не очень хорошо переключали передачи. Как и все остальное, технологии сделали их лучше.Не просто немного лучше — осмелимся ли мы так сказать, лучше, чем автомобиль с механической коробкой передач?

Современные семиступенчатые и восьмиступенчатые системы с двойным сцеплением столь же экономичны и часто быстрее в 0–60 раз, чем их аналоги с ручным управлением.

Что дальше автоматизировать?

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

.