РазноеПринцип работы гидротрансформатора в акпп: Гидротрансформатор: устройство и принцип работы

Принцип работы гидротрансформатора в акпп: Гидротрансформатор: устройство и принцип работы

Содержание

Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором — ДРАЙВ

Не падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.

Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.

Полезная энергия в гидротрансформаторной трансмиссии расходуется на перелопачивание (и нагрев) масла гидротрансформатором. Также немало энергии «жрёт» насос, который создаёт рабочее давление в управляющих магистралях. Отсюда более низкий КПД. Именно по этой причине механические роботизированные коробки и вариаторы более предпочтительны.

Гидротрансформатор является идеальным демпфером крутильных колебаний и способен гасить сильные толчки, которые передаются от двигателя на трансмиссию и наоборот. Это, кстати, очень благоприятно сказывается на ресурсе двигателя, трансмиссии и ходовой части. Но хлопот гидротрансформатор тоже может принести массу. Например, он не позволяет завести автомобиль с «толкача».

Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.

Схема устройства гидротрансформатора

Масло в гидротрансформаторе двигается по такой вот замысловатой траектории. Чтобы увеличить скорость и повысить крутящий момент на турбинном колесе, реактор блокируется. Правда, при этом КПД передачи несколько снижается.

Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.

Гидротрансформатор ZF и многодисковое сцепление Sachs, блокирующее насосное и турбинное колёса.

Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в полтора-два раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.

Алюминиевый селектор управления автоматической трансмиссией BMW X5.

Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.

А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.

Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.

Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.

Когда передача работает в режиме повышения частоты, двигатель вращает водило. Выходной вал передачи при этом соединён с солнечной шестернёй, в это время кольцевая шестерня зафиксирована.Если кольцевую шестерню отпустить и в это время при помощи фрикциона её зафиксировать относительно водила, передача получится прямой.Передача получается понижающей в том случае, когда движок приводит в действие солнечную шестерню, и при этом водило зафиксировано. Мощность при этом снимается с кольцевой шестерни.

В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая какую-либо передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.

Планетарная передача

Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).

Планетарные передачи. Водило (1), сателлиты (2), шлицы солнечной шестерни (3).

Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.

Пакеты фрикционов состоят из нескольких колец — неподвижных и подвижных. Они свободно вращаются друг относительно друга до тех пор, пока не возникнет необходимость включить передачу. Гидравлический толкатель зажмёт фрикционы тогда, когда в соответствующей магистрали будет создано рабочее давление. Подвижные элементы фрикциона, жёстко связанные, например, с водилом планетарной передачи, будут застопорены, водило остановится, передача включится.

Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.

Автоматическая трансмиссия Audi Q7

В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…

Одна из последних разработок компании ZF — восьмиступенчатая гидромеханическая коробка передач. Как сообщают сами создатели, коробка позволяет экономить до 6% топлива по сравнению с аналогичными шестиступенчатым «автоматом» и 14% по сравнению с пятиступенчатым. Всё логично, большое количество передач позволяет увеличить время, при котором двигатель работает в наиболее «эффективном» режиме и удельный расход топлива минимален. Теряется время на лишние переключения? Совсем немного.

В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.

Управляющие клапаны гидравлического блока управления.

На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.

Шестиступенчатая трансмиссия полноприводной Audi A8

Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы по-разному — Autostick, Steptronic, Tiptronic.

Американцы любят устанавливать селектор автоматической трансмиссии на рулевую колонку. Европейцы и японцы ставят их на центральный тоннель.

Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.

На новом Mitsubishi Lancer управлять коробкой в ручном режиме можно и при помощи селектора, и посредством удобных магниевых подрулевых переключателей.

Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.

Четырёхступенчатая коробка и гидротрансформатор Hydra-Matic 2002 4T65-E (M76) концерна GM в составе силового агрегата устанавливаются на автомобиле поперечно.

В некоторых форс-мажорных случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается какая-либо одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.

Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.

Режимы автоматической трансмиссии

«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.

«R» — reverse, по-русски — задний ход.

«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.

Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.

«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.

«Kick-down» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.

При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.

«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.

Если поставить селектор напротив «1» (L, Low), «2» или «3», ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.

«W», «Winter», «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.

Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют по-разному: селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.

принцип работы, бублик в АКПП, схема

Гидротрансформатор АКПП (ГДТ) — элемент трансмиссии, расположенный между двигателем и механизмом переключения передач. Агрегат работает по закону гидромеханики, и является частью гидросистемы АКПП. Узел требует регулярного техобслуживания. Чтобы его починить, придется обращаться в сервис.

Устройство гидротрансформатора АКПП

Что такое гидротрансформатор в АКПП или «бублик», как его называют механики? ГДТ — это гидропривод, который связывает двигатель и автомат без жесткого соединения. Играет роль сцепления в аналогии с МКПП.

Гидроприводы бывают двух видов: гидромуфта и гидротрансформатор. Разница между ними заключается в возможности трансформатора преобразовывать крутящий момент. В то время как гидромуфта может только передавать. «Бублик» АКПП работает в обоих режимах с автоматическим переключением, поэтому его можно назвать гибридным агрегатом.

Для чего в АКПП нужен гидротрансформатор? Узел имеет несколько назначений:

  • обеспечивает бесступенчатое переключение скоростей и плавное движение автомобиля;
  • гасит вибрации и удары от работы двигателя и трансмиссии, продлевая их срок службы;
  • позволяет работать двигателю на холостом ходу;
  • способствует торможению двигателем;
  • повышает проходимость автомобиля в тяжелых условиях, непрерывно передавая крутящий момент от двигателя к колесам.

Устройство гидротрансформатора АКПП основано на законах гидравлики. Механическая сила двигателя переходит в «бублик» и превращается в гидравлическую энергию за счет движения потока жидкости в полости ГДТ. Возникает давление и кинетическая энергия, которые заставляют вращаться вал трансмиссии. А от него крутящий момент переходит в планетарный механизм переключения передач.

В теории АКПП могла бы состоять только из гидротрансформатора. Но на больших скоростях его КПД сильно снижается. Передаточное отношение «бублика» ограничено. Он не может обеспечить движение задним ходом или достаточное количество передач. Поэтому в АКПП за гидротрансформатором устанавливают планетарный редуктор, который способен получить любое передаточное число в заданном диапазоне.

Одним из передовых разработчиков восьми скоростных коробок передач с гидротрансформатором является немецкая компания ZF. Высокотехнологичные трансмиссии этого производителя устанавливают в автомобилях Jeep, BMW, Volkswagen, Audi, Jaguar, Cadillac, Infinity.

Описание конструкции гидротрансформатора

Гидротрансформатор расположен в корпусе АКПП и соединен с масляным насосом через входной вал трансмиссии. С противоположной стороны «бублик» крепится к маховику двигателя через резьбовые бобышки.

Детали гидротрансформатора АКПП находятся в герметичном кожухе, где погружены в жидкость ATF. Из-за тороидальной формы корпуса гидротрансформатора его и прозвали «бубликом». Чтобы добраться до начинки, нужно аккуратно разрезать сварной шов по экватору кожуха.

В разрезе гидротрансформатор АКПП представляет собой набор лопастных колес и муфт, установленных на одной оси:

  • насосное колесо;
  • турбинное колесо;
  • реакторное колесо;
  • обгонная муфта;
  • муфта блокировки.

Насосное колесо приварено к крышке корпуса, который соединяется с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо конструктивно похоже на насосное и установлено напротив с небольшим зазором. Турбина жестко связана с входным валом трансмиссии.

Между насосом и турбиной стоит реактор. Он зафиксирован на муфте свободного хода, которая крепится на втулке входного вала. Муфта блокировки находится за турбиной.

На кинематической схеме изображено, как расположены основные части гидротрансформатора, и показана траектория движения потока жидкости. Конструктивно гидротрансформатор АКПП представляет собой устройство прямого хода, когда лопастные колеса заставляют жидкость циркулировать в таком порядке: насос — турбина — реактор — насос.

Гидротрансформаторы с обгонной муфтой называют комплексными.

Составные части гидротрансформатора

Основу насосного и турбинного колес гидротрансформатора составляет чаша, отлитая из легкого сплава. На внутренней и наружной поверхности чаши вырезаны пазы, между которыми расположены лопатки. Лопатки изготовлены штамповкой и соединены между собой торическим диском с помощью подгибных усиков. Дополнительно лопатки на чаше застопорены кольцом.

Кривизна чаши и сложная форма лопаток рассчитаны под требование увеличить эффективность циркуляции жидкости. Таким образом, конструкция колес обеспечивает необходимую скорость и направление движения масла.

Турбинное колесо опирается на вал посредством ступицы и подшипников скольжения или качения. Подшипник воспринимает радиальные и осевые нагрузки.

Ступица насоса обычно используется для привода масляного насоса, расположенного за гидротрансформатором. Привод срабатывает при заходе торцевых шлицев ступицы в соответствующие пазы ведущей шестерни насоса.

Реактор представляет собой 2 металлических кольца разных диаметров. Между кольцами приварены лопасти под заданным углом наклона. Окно лопатки реактора со стороны турбины шире, чем со стороны насоса. Это решение позволяет создавать необходимое давление жидкости.

Все рабочие механизмы размещенные в корпусе бублика

Реактор установлен на муфте свободного хода роликового типа. Муфта состоит из внешней и внутренней обоймы, между которыми находятся ролики и стопорные элементы. Внутренняя обойма зафиксирована на валу, а внешняя соединена с реактором. Когда ролики свободно перекатываются — обоймы вращаются независимо. При стопорении роликов пружинами обоймы сцепляются и могут двигаться только в направлении вала. Обгонная муфта обладает высокой нагрузочной способностью и износостойкостью

Для увеличения КПД и экономичности «бублика» в АКПП в конструкцию введена муфта блокировки. В ее состав входят: корпус, поршень с фрикционным диском и ступица. Корпус выполнен в виде диска с пазами, в которых установлены пружины. Они выполняют роль демпфера крутильных колебаний. Поршень представляет собой круглую металлическую плиту с приклеенным фрикционным диском со стороны корпуса ГДТ.

В автоматах с 6 ступенями муфта блокировки гидротрансформатора может работать в трех состояниях: разомкнутом, с проскальзыванием и замкнутом. Режим зависит от включенной передачи, нагрузки двигателя и скорости автомобиля. Обычно при разгоне блокировка сначала работает с регулируемым проскальзыванием, а потом замыкается.

Принцип работы гидротрансформатора

Принцип работы гидротрансформатора АКПП основан на преобразовании и передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии через работу жидкости. Производитель подбирает ATF по вязкости, допуску на нагрузку двигателя, количеству присадок. Поэтому от рабочих свойств масла зависит качество работы «бублика» и всей АКПП.

С запуском двигателя начинает работать насосное колесо и масляный насос. В гидротрансформатор попадает масло АКПП. Под действием центробежной силы жидкость от насосного колеса захватывается из центральной оси и нагнетается лопастями к верхнему краю по часовой стрелке. Оттуда масло перебрасывается на верхние лопатки турбинного колеса. Давление «толкает» их, заставляя турбину вращаться.

Под действием центростремительной силы ATF от верхней границы турбины переходит к центру, усиливая вращение. Происходит трансформация крутящего момента. Чем выше частота оборотов коленчатого вала, тем сильнее раскручивается турбина.

Жидкость от лопаток турбины движется против часовой стрелки и возвращается к насосному колесу. При этом, давление масла противодействует движению насоса, затормаживая его. Прекращается усиление крутящего момента. С этого момента АКПП работает без гидротрансформатора: он перешел в режим гидромуфты.

Для предотвращения торможения между колесами установлен реактор. Его задача — перенаправить поток жидкости от турбины в направление движения насосного колеса. Кинетическая энергия масла турбины расходуется на увеличение частоты вращения насоса. Таким образом, реактор помогает двигателю вращать насос или гидротрансформатор в целом, усиливая крутящий момент.

Режимы работы

Изменение гидродинамической передачи в гидротрансформаторе обеспечивается установкой реактора на обгонную муфту. Это позволяет «бублику» автоматически переключаться в режим гидромуфта и гидротрансформатор.

В задачи обгонной муфты входит:

  • удерживать реакторное колесо в неподвижном состоянии — режим муфты;
  • приводить во вращение;
  • обеспечивать свободное вращение — режим трансформатора.

Реактор свободно вращается, пока разница между скоростями насосного и турбинного колес не достигает предела. Тогда обоймы муфты стопорятся. Реактор блокируется.

Через лопасти реактора со стороны турбины проходит масла больше, чем выходит к насосу. Скорости колес выравниваются. Объем входного потока жидкости на реакторе совпадает с выходным, и муфта освобождает ректор. Так гидротрансформатор снова превращается в гидромуфту.

Проскальзывание гидротрансформатора

При большой разнице частот вращения насосного и турбинного колес происходит их пробуксовка. В ГДТ АКПП этот эффект называется проскальзыванием. Жидкость ускоряется и быстро нагревается.

20% гидравлической энергии переходит в тепловую. Излишки тепла выбрасываются в радиатор охлаждения, т.е. деньги за топливо буквально вылетают на воздух.

Чтобы повысить экономичность «бублика» в АКПП, инженеры установили муфту блокировки. Она устраняет проскальзывание ГДТ и обеспечивает режимы работы:

  • полное включение;
  • регулируемое по пробуксовке включение;
  • полное выключение.

КПД гидротрансформатора при включении блокировки достигает 90%. Чтобы увеличить показатель до 97%, для управления муфтой в схему включили клапан с электронным управлением. В некоторых моделях АКПП блокировка включается уже на 2 передаче.

Блокировка гидротрансформатора АКПП

Муфта является гидроуправляемой и работает по сигналу золотниковых клапанов, которые приводятся в действие давлением жидкости. Трансмиссионное масло поступает в полость между кожухом «бублика» и поршневой плитой, а затем в полость турбины. Фрикционный диск не касается крышки ГДТ. Крышка работает со свободным скольжением. Когда давление в полостях равны, муфта отключена.

По сигналу из гидроблока клапан переключает контур движения масла. Давление жидкости передается к поршню со стороны турбины. В камере между поршнем и крышкой «бублика» стравливается давление. Жидкость сливается через канал. Давление со стороны турбины заставляет поршень сместиться в сторону кожуха. Муфта плавно включается.

Поршневая плита вибрирует относительно ступицы, пружины на крышке блокировочной муфты деформируются. Пружинный демпфер поглощает колебания, передавая их на вал гидротрансформатора. Трение между фрикционом и кожухом растет. В результате гидротрансформатор АКПП блокируется. Между валом двигателя и турбиной установлена жесткая связь.

Режим блокировки обеспечивает спортивные характеристики автомобиля с плавным переключением скоростей в АКПП. За динамичность, комфорт и экономичность приходится платить снижением надежности и срока службы ГДТ.

При жесткой сцепке двигатель и коробка подвержены ударным нагрузкам, поскольку жидкость «бублика» не гасит удары и вибрации. Из-за высоких скоростей быстро истирается фрикцион, загрязняя масло абразивом. В результате ресурс АКПП снижается.

Управление ГДТ

Современные гидротрансформаторы АКПП находятся под управлением электронного модуля (ТСМ). Он собирает и анализирует информацию с датчиков давления, скорости вращения вала трансмиссии и других. Затем формирует импульсы, которые передаются на соленоиды в гидроблоке. Оттуда запускается алгоритм управления датчиками и клапанами.

Про масло АКПП

Рабочее тело гидротрансформатора сильно нагревается. Для охлаждения масло покидает полость «бублика» и проходит в сливной клапан. Оттуда жидкость под давлением попадает в распределительный клапан. Если датчики регистрируют повышение температуры, масло отправляется в радиатор АКПП. Охлажденная жидкость переходит в масляный насос через регулятор давления.

Эффективность ГДТ

Работу гидротрансформатора в АКПП оценивают по:

  • передаточному отношению угловых скоростей его колес;
  • коэффициенту трансформации, который показывает степень увеличения крутящего момента;
  • коэффициенту полезного действия, определяющему энергетические свойства и экономичность;
  • коэффициенту прозрачности.

Трансформация Кт зависит от диаметра «бублика», плотности масла АКПП и крутящих моментов на колесах. Максимальное значение Кт=2,5—3,0 достигается, когда турбина неподвижна. Чем выше передаточное отношение, тем ниже коэффициент трансформации. В режиме гидромуфты крутящие моменты на валах колес равны, поэтому трансформации не происходит Кт=1.

КПД гидротрансформатора зависит от соотношения мощностей, подаваемых к турбине и насосу. Показатель может достигать 97% в режиме гидромуфты, когда передаточное отношение оптимально — 0,7—0,8. В среднем КПД составляет 70—80%.

Коэффициент прозрачности П определяет, насколько ГДТ нагружает двигатель в момент изменения режима работы турбины. Для определения прозрачности нужно соотнести моменты насосного колеса при остановленной турбине и при трансформации Кт=1.

При П=1 гидротрансформатор непрозрачен. Крутящий момент турбины не влияет на работу двигателя, который находится в постоянном нагрузочном режиме. У прозрачного ГДТ П>1. Изменение нагрузки на турбинном колесе отражается на мощности двигателя. Прозрачность позволяет использовать тяговые характеристики мотора для улучшения динамики автомобиля.

Признаки неисправности

О проблемах в гидротрансформаторе сигнализирует быстрое потемнение масла после замены. Автомобиль может расходовать больше топлива и дергаться при спокойном движении. Другие признаки можно распознать по ощущениям, слуху и запаху.

Симптом Причина
Громкий металлический стук, скрежет при переключении передач Разрушились лопасти колес
Легкий металлический звук, шуршание при переключении передач Вышли из строя опорные подшипники
Вибрации, толчки при переключении скоростей, движение «по терке» Проскальзывание гидротрансформатора из-за износа фрикционного слоя на муфте блокировки

 

Вибрация на скорости 50 — 70 км/ч Неравномерное истирание фрикциона, загрязнение жидкости, забитый масляный фильтр
Ухудшилась динамика автомобиля Неисправна обгонная муфта
При проверке уровня масла обнаружены частицы металла Возможно повреждение муфты свободного хода, износ деталей
Двигатель заглох при смене передач Работа гидротрансформатора блокируется системой управления
Запах расплавленной пластмассы Перегрев гидротрансформатора. Плавление пластиковых элементов.

Обнаружение симптомов не всегда указывает на проблему в гидротрансформаторе, поскольку причина может скрываться и в других частях коробки. Диагностика гидротрансформатора поможет определить причину и характер поломки в АКПП.

Мастер автосервиса проводит проверку по такому алгоритму:

  1. Собирает информацию о побеге автомобиля, сроках замены ATF, проведенных капремонтах, симптомах.
  2. Снимает коды неисправности с бортового компьютера.
  3. Осматривает АКПП.
  4. Ставит диагноз или проводит дополнительные тесты: меняет масло, измеряет давление, прозванивает электрические цепи.

Предварительный диагноз можно поставить и самостоятельно. Для этого нужно изучить мануалы, устройство и особенности своей АКПП.

Что в гидротрансформаторах ломается чаще всего

Муфта блокировки

Неисправности в гидротрансформаторе чаще всего возникают из-за проскальзывания или трения муфты блокировки. Фрикционный диск истирается, отслойки материала и клей попадают в масло. В результате жидкость АКПП загрязняется и перегревается. Повышается износ втулок и подшипников.

Неоднородное истирание фрикциона в ГДТ АКПП становится причиной появления вибраций при блокировке муфты. Сальники, подшипники, втулки бьются, что ведет к ускорению износа «бублика». Страдает и масляный насос, что ведет к масляному голоданию всей коробки.

Уплотнители

Другим «слабым местом» гидротрансформатора являются сальники и уплотнители. Детали изготавливают из тефлона или пластика. Они способны пройти 200 000 км. Но из-за агрессивного вождения или неудачной конструкции АКПП, уплотнители начинают протекать, быстрее стареют. Когда сальники истончаются, от них отрываются крупные фрагменты, которые засоряют масло.

Обгонная муфта

В редких случаях бывает неисправна обгонная муфта. Ролики изнашиваются, начинают проскальзывать или заклинивать. В результате муфта не может блокировать реактор. ГДТ не перейдет в режим гидромуфты. Из-за чрезмерной нагрузки обойму муфты может провернуть, а металлические продукты износа попадут в масло.

Как влияет на АКПП

«Заболевания» гидротрансформатора отражаются на других узлах КПП, выводят их из строя. «Бублик» — главный «загрязнитель» и «нагреватель» АКПП. Масло разносит по коробке фрикционную и металлическую грязь. Забивает шлаками каналы гидроблока, соленоиды, клапаны, датчики. В результате переключение передач происходит с задержкой, растет расход топлива, истираются детали автомата. Поэтому при появлении посторонних звуков, вибраций в автоматической коробке, нужно сразу проверять состояние гидротрансформатора в АКПП. Это поможет его спасти с минимальными расходами.

Ремонт ГДТ

В ремонт гидротрансформатора АКПП в сервисном центре входит:

  • съем и разбор автомата;
  • слив жидкости из гидротрансформатора;
  • разрез сварочного шва на токарном станке;
  • мытье и очистка составных деталей от стружки и масляных пятен;
  • проведение внешнего осмотра;
  • замена фрикционного диска, уплотнителей, даже если они в целом состоянии;
  • замена подшипников, обгонной муфты, ступицы при необходимости;
  • сборка, сварка корпуса;
  • проверка биения, давления, герметичности;
  • установка ГДТ в АКПП;
  • балансировка в сборе.

От качества и точности выполненных работ зависит дальнейший срок службы гидротрансформатора. Для ремонта нужны специализированные инструменты, станки, стенды, знания особенностей конкретной АКПП. В случае неполадок нужно обращаться в узконаправленный сервис, который «набил руку» на ремонте определенной модели.

Агрегат не всегда можно починить. Для особо редких экземпляров сложно найти замену. В этому случае принимают решение о восстановлении деталей ГДТ.

Средняя цена за ремонт «бублика» АКПП составляет 5000 р. Замена — от 50 000 р. Цены зависят от модели агрегата и сложности поломки.

Рекомендации по обслуживанию и эксплуатации ГДТ

Применение «бублика» в трансмиссии упрощает и облегчает управление автомобилем даже в тяжелых условиях. Однако, АКПП с гидротрансформатором при сравнении с МКПП проигрывает по параметрам:

  • низкий КПД без применения блокировки;
  • расход топлива на 10% выше;
  • малый диапазон изменения крутящего момента «бублика» и необходимость установки планетарного редуктора;
  • сложность конструкции и обслуживания;
  • высокая стоимость.

Чтобы стать постоянным клиентом мастерской по ремонту гидротрансформатора АКПП, нужно соблюдать два правила:

  • как можно чаще вжимать педали газа и тормоза в пол, чтобы быстрее истереть фрикцион муфты блокировки в абразивную пудру, загрязнить масло и ускорить износ автомата;
  • никогда не менять жидкость, особенно, если она черная, горячая, а уровень выше или ниже нормы.

Если серьезно, то ГДТ выходит из строя медленно и незаметно для водителя. Явный сигнал неисправности — течь масла в месте соединения гидротрансформатора и двигателя. Другие признаки неполадки могут проявляться уже на стадии распространения «заболевания» по все АКПП. Поэтому, если автомобиль ведет себя странно: медленно разгоняется, увеличил расход топлива, при движении появляется вибрация — нужно отправить машину на проверку.

Перед самостоятельным осмотром коробки нужно изучить устройство и особенности конкретной модели АКПП. Чтобы добраться до гидротрансформатора, придется снимать всю коробку. Без распила и разборки отремонтировать «бублик» не получится. Промывка гидротрансформатора растворителями может повредить колесам и «разъесть» сальники.

После ремонта и сборки АКПП необходима балансировка гидротрансформатора. Не все сервисы проводят эту операцию, поскольку она трудоемка и проблематична. ГДТ работает на высоких оборотах — дисбаланс или нарушение соосности валов выведут из строя не только «бублик», но и всю АКПП.

Срок службы современного гидротрансформатора АКПП составляет 150 — 200 000 км. Ресурс сократится до 100 000, если менять масло. Фрикционы истираются к 120 — 150 000 км и тоже требуют замены. После 200 000 км «бублику» с регулируемым проскальзыванием прописан плановый капремонт.

Гидротрансформатор акпп, его устройство и принцип работы

Одним из важных и непонятных для простых водителей механизмов АКПП является гидротрансформатор акпп. Когда-то, основываясь на его внешних визуальных признаках, с легкой руки, а точнее языка мастеров гидротрансформатор получил название бублик акпп. Действительное сходство с большим бубликом не позволяет усомниться в важности роли, которую выполняет гидротрансформатор акпп.

Гидротрансформатор акпп в разрезе

 

На самом деле трансформатор является усовершенствованной гидромуфтой. Если простая гидромуфта выполняет простейшую задачу по передаче вращения, то бублик акпп еще и увеличивает вращающий момент в 2 – раза. Поэтому и называется по научному – гидротрансформатор.

 

Устанавливается трансформатор, как и положено по логике вещей между двигателем, который производит вращающий момент, на трансмиссию, которая преобразует вращающий момент двигателя во вращение ведущих колес в конечном итоге. В данном материале мы не будем вдаваться в подробности, где и каким образом устанавливается гидротрансформатор АКПП. Эти моменты мы рассмотрим в следующих материалах. Здесь мы рассмотрим общие

Бублик акпп в разрезанной коробке

принципы.

 

Если посмотреть на бублик в разрезе, то видна сложность его устройства. По краям располагаются насосные и турбинные колеса, а между ними встроен так называемый реактор. В функции реактора входит направление движения трансмиссионной жидкости, а вращающий момент передается вращением жидкости, на лопатки ведомого колеса, которым является турбинное колесо. Для увеличения коэффициента передачи момента конструкция турбинного колеса имеет сложный профиль, позволяющий распределять энергию трансмиссионной жидкости от центра к периферии. За счет такого распределения увеличивается КПД. Следует отметить, что производство всех составляющих деталей требует особой точности. В разделе ремонт гидротрансформатора остановимся на моменте точности.

Бублик акпп устройство

 

Переднее насосное колесо, которое жестко соединено с валом двигателя захватывает трансмиссионную жидкость и начинает ее продавливать через реактор на лопатки турбинного колеса. Реактор в своем составе имеет обгонную муфту, которая при больших оборотах как бы выводит из работы реактор, блокируя его вращение. Получается аналог прямой передачи. Кинематика движения жидкости в описанном процессе достаточно сложная, поэтому мы рассмотрим ее только в случае необходимости.

 

Гидротрансформатор выполняет также демпфирующие функции при передаче крутящего момента. Однако возникающие потери эффективности при практически постоянной разнице в скорости вращения ведущего и ведомого колес привели к необходимости встроить в ступицу турбинного колеса автоматическую блокировочную муфту. При достижении автомобилем скорости около70 км, происходит блокировка, и теперь

Гидротрансформатор акпп в разрезе

вращающий момент передается через демпфирующие пружины (на рисунке эти пружины хорошо видны). Получается, что блокировочная муфта выполняет полезную работу по предотвращению повышения расхода топлива. В момент выравнивания частоты вращения колес в действие вступает нажимной диск, соединенный с поршнем муфты, который прижимается к фрикционной накладке. Странно, но в некоторых форумах можно набрести на высказывания знатоков о том, что в бублике нет фрикционов, однако откуда тогда берутся абразивные крошки, которые разносятся по всей системе трансмиссионной жидкостью (помимо крошек, которые образуются дальше в самой коробке).  Мы еще будем говорить о принципах ремонта гидротрансформаторов, почему их надо ремонтировать, в каких случаях и где. Это все важные вопросы, впрямую влияющие на качество работы акпп и длительность ее безремонтного пробега.

 

Если у вас появились вопросы, то позвоните прямо сейчас и задайте их

Виктору Павловичу                          +7 928 11 800 22

или Андрею                           +7 928 11 800 33

Если вам необходим ремонт, то лучше созвониться и ехать по адресу:

г. Ростов-на-Дону, ул. В.Черевичкина, 106/2

Удачи вам всем и безремонтной езды!

Гидротрансформатор АКПП | Признаки неисправности

По мере развития технологии конструкция усложнялась и модернизировалась. В настоящее время трансформатор на автоматической коробкой передач выполняет функции сцепления. То есть во время приключений передач данный элемент размыкает связь коробки с двигателем. Сразу же после включения повышающей или понижающей передачи гидротрансформатор берет на себя часть крутящего момента, что позволяет обеспечить максимально плавное переключение ступеней.

 

Принцип работы | Общая информация | Устройство |

Конструкция гидротрансформатора для автоматической коробки передач состоит из трёх колец с лопастями. Все три кольца согласно вращаются и располагаются в одном корпусе. Внутри корпуса находится рабочая жидкость, которая позволяет смазывать и охлаждать подвижные элементы. Насаживается гидротрансформатор на коленчатый вал, и далее соединяется непосредственно с коробкой передач. Рабочая жидкость нагнетается внутрь корпуса устройства при помощи специальной помпы. Помпа позволяет обеспечить необходимое давление, а при проблемах с герметичностью конструкции появляются активные утечки рабочей жидкости, что в свою очередь приводит к повреждению механических вращающихся элементов.

 

Современные гидротрансформаторы, которые используются на автомобилях с АКПП, имеют полностью компьютерное управление, а многочисленные датчики следят за давлением и скоростью движения валов внутри ядра трансформатора. Необходимо сказать, что подобное усложнение конструкции привело к снижению надёжности устройства и на устройство гидротрансформатора в целом. В особенности на эксплуатационный срок и показатели надёжности сказывается эксплуатация в максимально жёстких режимах, что характерно для современных автомобилей.

 

Работа гидротрансформатора Видео

 

Контроль работы гидротрансформатора и его оптимизация с работой коробки передач выполняется при помощи специального блока управления. Это полностью автоматическая система управления получает данные с многочисленных датчиков, установленных в коробке и самом гидротрансформаторе. При появлении каких-либо проблем в работе устройства автоматика выводит сообщение об ошибке. В отдельных случаях может отмечаться полная блокировка работы гидротрансформатора, что приводит к отключению двигателя при изменении режимов работы коробки. Также  необходимо отметить, что большинство поломок трансформаторов происходит на механическом уровне. Поэтому при выполнении диагностики автомобиля точно определить характер и место поломки затруднительно. Необходимо разбирать повреждённый элемент и визуально проводить его осмотр. Только так возможно определить имеющуюся поломку.

 

 

Инженеры ведущих автопризводителей постоянно проводят изыскания, которые должны позволить повысить показатели надёжности техники и устранить проблемы в работе данного устройства. Появление новых конструкторских разработок позволяет существенно модернизировать гидротрансформатор, который сегодня может с легкостью использоваться на автомобилях, оснащенных дизельными моторами. Для таких дизельных моторов характерен высокий показатель крутящего момента. Если ранее трансмиссии с трудом справлялись с высокими показателями крутящего момента и достаточно быстро выходили из строя, то сегодня существенным образом повысилась надёжность автоматических коробок передач и гидротрансформаторов.

 


Гидротрансформатор АКПП устройство

 

Теоретически срок эксплуатации гидротрансформатора совпадает с эксплуатационным сроком автоматической коробки передач. Однако, как и любой другой механический элемент, он может выходить из строя и требовать ремонта. В отдельных случаях необходимо проводить полную замену гидротрансформатора, что приводит к существенным расходам автовладельца на ремонт гидротрансформатора.

 

Гидротрансформатор АКПП Признаки неисправности

Опишем основные симптомы поломок гидротрансформаторов, которые должны являться поводом для скорейшего обращения в специализированные ремонтные мастерские.

 

1 При переключении передач может быть слышен лёгкий механический звук. При увеличении оборотов и под нагрузкой механический звук исчезает. Подобное может свидетельствовать о проблемах с опорными подшипниками. Необходимо разбирать гидротрансформатор и оценивать состояние подшипников.

 

2 В скоростном диапазоне от 60 до 90 километров в час может отмечаться лёгкая вибрация. По мере ухудшения проблем с гидротрансформатором вибрация будет увеличиваться. Подобное может быть вызвано тем, что продукты износа рабочей жидкости могут забивать масляный фильтр. В данном случае ремонт гидротрансформатора заключается в замене масляного фильтра и рабочей жидкости гидротрансформатора. Как правило, требуется провести одновременно замену масла в самом моторе и коробке передач.

 

3 Наличием проблем с динамикой автомобиля свидетельствует о выходе из строя так называемой обгонной муфты. В данном случае необходимо разбирать гидротрансформатор и менять вышедшую из строя муфту.

 

4 Остановка автомобиля без возможности продолжения движения свидетельствует о повреждении шлица на турбинном колесе. Устранение неисправности заключается в установке новых шлицов или же замене всего турбинного колеса.

 

5 Появление характерного шуршащего шума при заведённом автомобиле свидетельствует о проблемах с подшипником, которые располагаются между турбинным или же реакторным колесом и крышкой гидротрансформатора. При движении такой шуршащий звук может полностью исчезать. В данном случае вам необходимо как можно раньше обратиться в сервисный центр и провести ремонтные работы. В большинстве случаев необходимо будет провести замену повреждённых игольчатых упорных подшипников. Стоимость такого ремонта неисправности гидротрансформатора не слишком высока.

 

6 При переключении передач может быть слышен громкий металлический стук. Подобное свидетельствует о деформации и выпадении лопаток. Ремонт заключается в замене повреждённого колеса в гидротрансформаторе.

 

7 Необходимо регулярно проверять состояние масла в гидротрансформаторе и коробке передач. При появлении на масляном щупе коробки передач алюминиевой пудры необходимо выполнить проверку муфты свободного хода, которая изготовлена из алюминиевого сплава. В большинстве случаев появления такой пудры на щупе свидетельствует о проблеме в «бублике» и износе торцевой шайбы.

 

8 На работающем стоящем автомобиле в районе коробки передач может появляться характерный запах плавящейся пластмассы. Подобное происходит по причине перегрева гидротрансформатора и плавления полимерных элементов и деталей данного устройства. Перегрев гидротрансформатора может возникать по нескольким причинам. В первую очередь это проблемы со смазкой. Так, например, при падении уровня масла отмечаются характерные признаки голодания коробки и гидротрансформатора. Также могут отмечаться проблемы с системой охлаждения акпп, которая не может качественно охлаждать масло в забитом теплообменнике. Ремонт в данном случае заключается в замене масла и проверке работоспособности системы охлаждения смазки.

 

9 При переключении передач или же при смене режимов работы коробки двигатель может глохнуть. Подобное свидетельствует о выходе из строя управляющей автоматики, которая блокирует работу гидротрансформатора. Ремонт заключается в замене вышедшего из строя блока управления.

Необходимо отметить тот факт, что каких-либо конкретных признаков неисправности гидротрансформатора нет. Поэтому в отдельных случаях специалисты сервисного центра не могут сразу определить признаки и характер поломки. Все это приводит к увеличению расходов на ремонт и неизменному простою автомобиля в сервисе.

 

Ремонт гидротрансформатора

Несмотря на кажущуюся сложность, ремонт гидротрансформатора не представляет особой сложности и может быть выполнен автовладельцем самостоятельно. Единственный нюанс состоит лишь в демонтаже гидротрансформатора с коробки передач. В данном случае необходимо использовать специальный ремкомплект, который позволит провести демонтажные работы. При проведении ремонтных работ корпус устройства  разрезается, после чего проводится проверка состояния гидротрансформатора. Именно поэтому при ремонтных работах необходимо заменять не только уплотняющие кольца, но и сам корпус устройства. При ремонтных работах проводится замена сальника и уплотнительных колец. Использовать старые, пускай даже хорошо сохранившиеся, кольца и сальники запрещается. В отдельных случаях возможна сварка корпуса гидротрансформатора, что позволяет добиться полной герметичности устройства. После завершения работы вам необходимо установить отремонтированное устройство на коробку передач и провести балансировочные работы.

 

 

Необходимо отметить, что при определённых видах поломок гидротрансформатора его ремонт и замена вышедших из строя элементов нецелесообразна с экономической точки зрения. Куда проще приобрести новые устройства и установить его вместо повреждённого элемента.

 

Ремонт гидротрансформатора Видео

 

Как вы можете видеть, ремонт гидротрансформатора относительно несложен. Однако без соответствующей подготовки и опыта работы по ремонту автомобиля провести его самостоятельно не представляется возможным. Поэтому если вы сомневаетесь в своих силах, лучше всего обратиться к профессиональным специалистам. Стоимость нового гидротрансформатора может составить порядка тысячи долларов в зависимости от марки автомобиля.

назначение, устройство и принцип работы

Чем дальше мы изучаем устройство автомобиля, тем больше возникает вопросов. Сегодня у нас на очереди гидротрансформатор. В этой статье мы разберемся что это, его основное предназначение, устройство и принцип работы. Погнали…

Назначение гидротрансформатора

Большинство современных коробок «автоматов» совмещены с гидротрансформатором, основное назначение которого передать вращение вала двигателя на вал коробки. Гидротрансформатор является самостоятельным агрегатом, но АКПП не способна работать без него. Цель разработки этого узла — сделать вождение более простым и комфортным за счет отсутствия необходимости пользоваться педалью сцепления. Устройство и принцип работы понять не сложно благодаря простоте конструкции.

Расположение гидротрансформатора

Гидравлический трансформатор в коробке «автомат» является аналогом сцепления, работающим автоматически.

Этот узел нужен для:

  1. Увеличения и передачи крутящего момента с двигателя на коробку.
  2. Защиты автомата при резком увеличении/снижении оборотов.
  3. Нормализации передачи вращения во время разгона (гашения двойного увеличения вращения).
  4. Прерывания связи между двигателем и трансмиссией при смене передачи (трансформатор забирает часть крутящего момента на себя).

Из-за характерного внешнего вида автомеханики этот агрегат часто называю «бубликом». Он тесно связан с коробкой, из которой получает трансмиссионную жидкость, необходимую для работы.

Устройство гидротрансформатора

Гидротрансформаторы устанавливаются на легковые и грузовые машины, автобусы, тракторы, спецтехнику вместе с коробкой автомат (реже с вариаторной коробкой). По конструкции это гидравлическая муфта со статором.

Устройство гидротрансформатора: 1 — блокировочная муфта; 2 — турбинное колесо; 3 — насосное колесо; 4 — реакторное колесо; 5 — механизм свободного хода.

Гидротрансформатор состоит из:

  • корпуса;
  • реакторного колеса (статора) на муфте;
  • насосного (центробежного) колеса;
  • турбинного колеса;
  • механизма блокировки.

Устройство лучше всего рассматривать в разрезе, так как в собранном виде корпус запаян. По краям располагаются турбинное и насосное колесо, между ними реакторное (реактивное). Турбинное колесо связано с валом коробки, насосное с коленвалом двигателя. Реакторное колесо с лопастями особой геометрии установлено на муфту, которая вращается лишь в одном направлении. Трансформатор заполнен трансмиссионной жидкостью, которая во время работы активно циркулирует.

Принцип работы гидротрансформатора

Принцип работы сравнительно простой, и наглядно показан на видео-уроке, ниже.

  1. Крутящий момент от двигателя через насосное колесо и трансмиссионную жидкость АТФ (без жесткой связи) передается на турбинное колесо, которое в свою очередь жорстко связано с коробкой передач. То есть поток создает насосное колесо, после попадания жидкости на турбинное колесо оно начинает вращаться.
  2. При увеличении оборотов двигателя сила потока тоже увеличивается. Масло, отбиваясь от турбинного колеса, попадает обратно на насосное, только уже через реактивное колесо, которое в свою очередь усиливает поток жидкости. Таким образом происходит увеличение крутящего момента (трансформация) — от этого и названия агрегата.
  3. Трансформация происходит до тех пор, пока скорость вращения насосного и турбинного колеса не сравняются. В этом случае реакторное колесо начинает крутится свободно, не увеличивая поток жидкости. В итоге гидротрансформатор начинает работать в режиме гидромуфты. Собственно в этом и их отличие — гидромуфта не трансформирует крутящий момент.

Блокировка гидротрансформатора (ГДТ)

Гидротрансформатор важен для коробки до достижения определенного показателя скорости, при которой насосное и турбинное колесо вращаются с одинаковой скоростью, вращение реактора обеспечивает муфта. В результате все колеса вращаются вместе, крутящий момент перестает увеличиваться. В этом случае передача крутящего момента через жидкость не целесообразна. В этом случае, на современных гидротрансформаторах электроника соединяет входной и выходной валы ГДТ, блокирует бублик, и для передачи момента включается жесткая сцепка. При такой блокировке существенно экономится расход топлива.

Устройство гидротрансформатора с муфтой блокировки

Также на современных авто, блокировка включается на любых передачах и даже для торможения двигателем. Делается это для эффективного и динамичного разгона и торможения автомобиля. Схема блокирующего устройства простая. На входном и выходном валах есть система фрикционных дисков, которые в определенный момент, после команды блока управления, специальный клапан прижимает их друг к другу. Крутящий момент начинает передаваться без участия жидкости.

Неисправности гидротрансформатора, их причины

Гидротрансформатор считается неразъемным узлом, но в мастерских сварочный шов срезают, после ремонта «бублик» сваривают. ГДТ устроен так, что все поломки условно можно разделить на 2 группы:

  1. Неисправности трансформатора (износ валов и соединений между ними, засорение или износ клапанов, подающих масло).
  2. Неисправности блочной плиты (сбои в работе масляного насоса, выход из строя датчиков, отвечающих за подачу масла, засорение каналов и фильтров системы подачи масла).

Признаков неисправности много:

  1. Автомобиль немного пробуксовывает в начале движения.
  2. Во время движение слышится жужжание, стуки.
  3. При смене передачи ощущаются толчки, мотор глохнет.
  4. Замедленный разгон, сопровождающийся шуршанием.
  5. Перегрев бублика.
  6. Появление запаха горения пластмассы.
  7. Вибрация трансформатора.
  8. Недостаточный уровень трансмиссионной жидкости.

Причины проявления симптомов:

  1. Механический шум во время холостого хода появляется при износе подшипников.
  2. При появлении вибраций необходимо проверить качество трансмиссионной жидкости и степень загрязненности фильтра (вибрация исчезает после очистки фильтра и замены жидкости).
  3. Характеристики разгона меняются из-за износа муфты, на которой закреплен статор (деталь нужно заменить).
  4. Скрежет, стук во время движения появляется при разрушении лопастей колес (бублик чаще всего меняется из-за нецелесообразности ремонта).
  5. Расплавленной пластмассой пахнет при засорении системы охлаждения коробки или уменьшении объема трансмиссионной жидкости.
  6. Автомобиль глохнет при смене передачи, если вышла из строя электроника, блокирующая трансформатор, требуется профессиональная диагностика.
  7. Авто самопроизвольно останавливается при выходе из строя электроники, срезании шлиц, засорении клапана блокировки, бублик необходимо поменять.
  8. Уровень трансмиссионной жидкости снижается, если нарушена герметичность корпуса, агрегат чаще всего меняется.

В автомастерскую следует обращаться при проявлении любого из симптомов. После диагностики будет проведен ремонт, если восстановление невозможно, ГДТ заменят. В противном случае не исключена вероятность выхода из строя коробки. Самостоятельно провести ремонт гидротрансформатора сложно из-за герметичного корпуса. Чтобы заменить детали, его необходимо разрезать, потом запаять, что в бытовых условиях сделать практически невозможно.

Преимущества и недостатки гидротрансформатора

На автомобилях с гидротрансформаторами устанавливаются менее мощные двигатели, что позволяет сэкономить при покупке и на топливе. Но как и все агрегаты ГДТ имеет свои плюсы и минусы.

К преимуществам можно отнести:

  1. Плавное троганье с места, в том числе на сыпучем грунте и подъеме.
  2. Ход без рывков.
  3. Удобство управления в городе, в том числе в пробках.
  4. Снижение нагрузок и вибраций на трансмиссию при неравномерной работе двигателя.
  5. Избавление от прогорания сцепления.
  6. Отсутствие пробуксовываний.
  7. Гидротрансформатор предотвращает возникновение условий, способствующих изгибанию валов, поэтому на них можно ставить подшипники меньших размеров.
  8. ГДТ небольшие, поэтому узел с коробкой компактный.

Недостатки гидравлических трансформаторов:

  1. Низкий КПД из-за проскальзывания турбинного и насосного колес.
  2. Снижение динамики из-за затрат мощности на создание движения потока жидкости.
  3. Высокая стоимость узла.
  4. Дорогое обслуживание (жидкость стоит дорого, ее нужно много, причем охлажденной при помощи специальной системы, масло и фильтр необходимо часто менять).
  5. На грузовиках узлы коробок объемные из-за больших размеров колес.
  6. Дорогой ремонт и замена.

Заключение

Исходя из устройства и принципа работы гидротрансформатора можно сделать вывод, что срок службы можно продлить, если использовать качественную трансмиссионную жидкость, своевременно менять не только ее, но и сальники, прокладки, фильтр. Свое назначение этот узел выполняет дольше при регулярной диагностике и обслуживании.

принцип работы для чайников, устройство, как работает

10

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП, коробка-автомат или «автомат») — устройство, которое принимает, преобразовывает, передает и изменяет направление крутящего момента. Вместо механической коробки передач автолюбители покупают авто с вариатором, роботизированной или классической АКПП. Каждому виду присущи свои преимущества и недостатки. Что же выбрать, и чем автомат лучше механики?

Что такое АКПП?

Коробка-автомат относится к механизмам, которые входят в состав трансмиссии и работают автоматически. Она облегчает управление автомобилем, тем самым снижает нагрузку на водителя во время движения. В отличие от ручной коробки передач она самостоятельно переключает скорости и не нуждается в постоянном использовании переключающего рычага. 

АКПП появилась в результате трех независимых друг от друга разработок. Изготовление планетарных механических КП, полуавтоматических КП и внедрение гидравлики в трансмиссию привело к рождению прототипа современной коробки-автомат. Первая АКПП была гидромеханической, затем появился ее роботизированный аналог и бесступенчатый вариатор.

Устройство и характеристики механизма

Чтобы понять, какое у автоматической коробки передач устройство и принцип работы, нужно рассматривать ее типовой вариант. Конструкция классической АКПП:

  • гидротрансформатор;
  • планетарный ряд;
  • система управления и контроля.

Гидротрансформатор передает крутящий момент от двигателя к валу. Функционально он соответствует сцеплению МКПП, но в отличие от него работает самостоятельно, а не под контролем человека. Гидротрансформатор находится между двигателем и коробкой передач. Во время работы он вращается на высокой скорости и выдерживает огромные нагрузки. Кроме передачи крутящего момента, этот узел снижает вибрации двигателя и запускает масляный насос, который входит в коробку передач.

Планетарный ряд состоит из планетарного редуктора и нескольких механизмов, которые по принципу действия похожи на блок шестерен в МКПП. Крутящий момент от двигателя переходит на гидротрансформатор, который передает его на планетарные механизмы. Те, в свою очередь, за счет фрикционных дисков, дифференциала, муфты свободного хода и взаимодействия с главным редуктором передают полученное усилие на колеса. Передача крутящего момента через планетарные механизмы осуществляется через трансмиссионную жидкость.

Планетарные механизмы блокируются тормозной лентой, передним и задним фрикционами, которые входят в состав планетарного ряда. Тормозная лента отвечает за кратковременную блокировку планетарных механизмов и перераспределение крутящего момента. От ее исправности зависит плавность хода автомобиля. Когда тормозная лента не отрегулирована, то в момент включения первой или задней передачи автомобиль двигается рывками. Подобное движение сокращает срок службы трансмиссии и двигателя. 

За работу всех механизмов АКПП отвечает система управления и контроля. В нее входят устройства, на которых возложен контроль механики коробки передач и головное управление узлом. К примеру, благодаря такой системе подается масло к механизмам коробки-автомат и обеспечиваются передаточные взаимосвязи между ее отдельными компонентами.

В устройство управления входит насос, маслосборник и клапанная коробка, выполняющая функции контроля и управления. За счет системы клапанов и плунжеров скорость автомобиля, нагрузка мотора и сила давления на педаль газа преобразуются в гидравлический сигнал. Когда фрикционные диски последовательно включаются и выключаются, эти сигналы автоматически изменяют передаточные отношения в АКПП.

Принцип работы

Трансмиссия и АКПП, как ее составляющая, работают по сложному механизму. Используйте объяснение об автоматической коробке передач и ее принципе работы для чайников, чтобы разобраться в работе механизма.

Принцип работы автоматической коробки передач можно условно разделить на несколько этапов:

  1. Работающий двигатель передает крутящий момент на вал.
  2. Через вал момент силы поступает на гидротрансформатор, связанный с АКПП.
  3. С гидротрансформатора усилие направляется на механизмы планетарного ряда.
  4. Блок управления передает на планетарные механизмы сигналы, основанные на проанализированной информации о работе автомобиля.
  5. После этого планетарные механизмы включают нужную передачу и передают крутящий момент на колеса.

Обратите внимание! Механической коробке передач необходимо сцепление и непосредственное участие водителя, тогда как в коробке-автомат работа сцепления возложена на гидротрансформатор, а роль водителя на себя берут различные управляющие узлы АКПП.

Виды АКПП, их преимущества и недостатки

Под понятием АКПП подразумевают и классическую конструкцию, и электронный вариант, и вариатор. Каждому виду есть чем похвастаться перед аналогами.

Классическая автоматическая коробка передач

Под классикой подразумевают гидротрансформаторную коробку-автомат, конструкция которой была рассмотрена выше. 

Преимущества и недостатки классической АКПП:

Плюсы Минусы
Плавный ход  без рывков Низкое КПД и увеличенный расход топлива по сравнению с механикой и автоматическими аналогами
Предохраняет двигатель от перегрузок Большой объем масла
Надежна и проста в обращении, не требует от водителя специфических навыков  Низкая динамика, из-за которой возникают ощутимые паузы между переключением скоростей 
К ней проще подобрать запасные части  Плохо переносит сильные морозы. В холодную погоду не нужно резко стартовать и раскручивать двигатель 
Подходит для водителей-новичков и автовладельцев, которые неуверенно себя чувствуют на дорогах с оживленным трафиком

Роботизированная

Коробка-робот стала недорогой альтернативой классической АКПП. Она может работать в ручном и автоматическом режиме. По принципу действия похожа на механику. Но в отличие от МКПП за выжимку сцепления и переключение скоростей отвечает электронное устройство.

Преимущества и недостатки роботизированной АКПП:

Плюсы Минусы
Понятная и более надежная конструкция, чем у коробки-автомат и вариатора Ощутимые паузы между переходами с одной скорости на другую. Особенно это заметно при переключении с низшего ряда на высшей и наоборот
Недорога в обслуживании Набор скорости с ощутимыми провалами
Проста в ремонте Трудно трогаться под горку
Наличие ручного переключения передач Нарушение правил эксплуатации приводит сцепление в негодность за короткий срок

Вариатор

Вариатор — бесступенчатая трансмиссия, которая составила достойную конкуренцию классической АКПП.

Преимущества и недостатки вариатора:

Плюсы Минусы
Экономичен в расходе топлива Непригоден для езды по бездорожью, потому что перегревается в сложных условиях эксплуатации
Предельно возможная динамика разгона Дорогостоящий ремонт и обслуживание
Плавно переключает скорости даже при разгоне или в момент торможения
Безопасен на гололеде
Предохраняет мотор от нагрузок

Разница между коробкой-автомат у переднеприводных и заднеприводных автомобилей

Автомобили с передними ведущими колесами оснащены более компактной коробкой-автомат. Внутри корпуса находится отделение для дифференциала (главной передачи).

Инструкция по использованию автоматической коробки передач

Основные правила безопасной эксплуатации:

  1. Ознакомиться с режимами АКПП.
  2. Аккуратно и выдержано переключать передачи.
  3. Вместо режима «нейтраль» использовать в начале езды режим «драйв», а в конце — «паркинг».
  4. Лучше не использовать автомобиль АКПП в качестве буксира для прицепов, сломанных авто.

Главное — своевременное обслуживание и замена масла. За техническим состоянием коробки-автомат должен следить каждый владелец авто.

Что категорически запрещается делать?

Следуйте правилам эксплуатации и никогда не допускайте пробуксовки колес, не заводите авто с разгона и не транспортируйте его «на привязи».

Обслуживание и ремонт АКПП

Обслуживание АКПП заключается в проверке режимов переключения передач, регулярной замене масла и масляного фильтра. Чтобы коробка-автомат могла исправно работать, меняйте масло каждые 30000-40000 км. Используйте качественное масло подходящего сорта. 

Коробка-автомат — сложный механизм, который продолжает находить сторонников и противников. Зная принцип работы и конструктивные особенности АКПП, водителям будет проще управлять автомобилем и избегать ее преждевременных поломок.

Принцип действия АКПП

Из чего состоит автоматическая коробка передач

Автоматическая коробка переключения передач (АКПП) является важнейшим элементом трансмиссии современного автомобиля, главное предназначение которого – прием, передача, изменение крутящего момента, направления и скорости движения. Рассмотрим устройство и принцип работы коробки автомата.
Основные узлы АКПП:

  1. Гидротрансформатор – устройство, которое с помощью рабочей жидкости преобразует и передает крутящий момент от входного вала.
  2. Планетарный редуктор – главный механизм АКПП, который представляет собой несколько систем шестерней, каждая система состоит из «солнечной шестерни», сателлитов, планетарного водила и коронной шестерни. Редуктор получает крутящий момент от гидротрансформатора и изменяет его, в соответствии с условиями движения.
  3. Система гидравлического управления (гидроблок) – сложный механический комплекс, предназначенный для управления планетарной системой.
  4. Устройства переключения передач – пакеты фрикционов, тормозная лента.
АКПП в разрезе:

Рассмотрим перечисленные узлы более подробно.

1. Гидротрансформатор.

Гидротрансформатор выполняет функции сцепления и служит для передачи крутящего момента от двигателя на трансмиссию. Основной элемент гидротрансформатора – гидромуфта, представляет собой два лопастных колеса, расположенные друг перед другом на минимальном расстоянии. Одно колесо, соединенное с маховиком двигателя, получило название насосное колесо. Другое, турбинное колесо соединяется с помощью вала с планетарным механизмом.  Пространство между колесами заполнено рабочей жидкостью — трансмиссионным маслом. Под воздействием центробежной силы вязкая рабочая жидкость плавно вовлекает в движение турбинное колесо. Таким образом, между ведущим и ведомым валом нет жесткой связи, и как следствие – обеспечивается плавная передача вращения, без рывков и толчков.

Принцип работы гидромуфты:

По своей функциональности гидротрансформатор представляет собой гидромуфту, дополнительно оборудованную центральным лопастным колесом – реактором (статором). В начале движения реактор неподвижен, т.к его лопасти расположены под определенным углом, который расчитан так, чтобы удерживать отраженную от турбинного колеса рабочую жидкость.  Если реактор отсутствует, то отраженная от турбины жидкость будет тормозить насосное колесо. Когда обороты насоса и турбины выравниваются (точка сцепления), реактор также начинает вращаться с той же скоростью – гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, т.е не усиливая, а только передавая крутящий момент.

Принцип работы гидротрансформатора:

 2. 
Планетарный редуктор.

Планетарный редуктор состоит из следующих частей:

2.1. Планетарные элементы.

2.2. Муфты сцепления и тормоза.

2.3. Ленточные тормоза.

Планетарный элемент состоит из центрального узла – солнечной шестерни, вокруг которой расположены шестерни – сателлиты, которые устанавливаются на планетарное водило. С внешней стороны сателлиты сцеплены с коронной шестерней.

Планетарная передача:

 

Для переключения скорости в автомате с тремя передачами используется 2 планетарных ряда, а в АКПП с четырьмя передачами – 3 планетарных ряда.

Муфта сцепления состоит из чередующихся дисков и пластин, которые вращаются вместе с ведущим валом, а диски соединены с элементом планетарного ряда и приводятся в действие гидравлическим давлением.

Ленточный тормоз состоит из тормозной ленты и тормозного барабана. Один конец тормозной ленты жестко крепится к картеру АКПП, а второй соединен через рычажный механизм с поршнем гидропривода.

 

Принцип работы первой передачи:
  1. Солнечная шестерня приводится в движение гидротрансформатором.
  2. Сателлиты блокируются, вращение передается на коронную шестерню.
  3. Передаточное число: — 2.4:1.
  4. Т.к в коробке используется минимум 2 планетарных ряда, то первый ряд вращает второй, а со второго вращение передается на выходной вал.
Принцип работы второй передачи:

Вторая передача реализуется с помощью двух планетарных рядов.

  1. Солнечная шестерня первого планетарного ряда приводит в движение сателлиты и водило, а коронная шестерня блокируется тормозной лентой. Передаточное число первого планетарного ряда: 2.2 : 1.
  2. Водило с сателлитами первого планетарного ряда передает вщращение на второй планетарный ряд, в котором солнечная шестерня заблокирована. Коронная шестерня второго ряда является выходом.

Передаточное число первого планетарного ряда: 0.67:1.

Общее передаточное число второй передачи: 2.2 х 0.67 = 1.47:1.

 

 

 

 

 

 

 

Принцип работы третьей передачи:
  1. Блокируется коронная шестерня
  2. Блокируются сателлиты. Такая конфигурация приводит к вращению всей планетарной системы как единого целого и обеспечивает передаточное число 1:1.

 

 

 
Принцип работы четвертой передачи:

Эта передача с повышенной скоростью вращения, обеспечивает скорость выходного вала выше чем скорость входного.

Солнечная шестерня вращается свободно, коронная шестерня заблокированна тормозной лентой. Передаточное число: 0.67:1.

 

Принцип работы задней передачи:
  1. Солнечная шестерня второго планетарного ряда приводится в движение входным валом, а водило сателлитов удерживается тормозной лентой.
  2. Солнечная шестерня первого планетарного ряда получает вращение от второго, но имеет противоположное направление. Передаточное число: -2:1.

 

3. Гидравлическая система управления.

Гидравлическая система управления (ГСУ) АКПП предназначена для автоматического управления трансмиссией. Изначально гидросистема осуществляла все управляющие и контрольные функции в АКПП во время движения: формировала все необходимые давления, определяла моменты переключения и качество переключения передач и т.д. С появлением электронных блоков управления гидросистема «делегировала» большинство своих функций электронике, играя роль, скорее, исполнительной системы.

ГСУ представляет собой комплекс, состоящий из резервуара (поддона с магнитом для сбора металлической стружки – результат износа элементов автомата), масляного насоса, центробежного регулятора, системы клапанов, исполняющих устройств и масляных каналов (магистралей). Очень важно, чтобы в резервуаре (поддоне или картере трансмиссии) всегда находился строго определенный уровень масла. Масло в системе выполняет функцию смазки, охлаждения и является рабочей жидкостью для системы автоматического переключения передач. Поддон через канал для щупа имеет доступ к атмосферному воздуху, чтобы насос мог втягивать масло и передавать его в систему.  Масло проходит через фильтр и создает гидравлическое давление (рабочее давление), величина которого управляется регулятором давления. 

Регулятор давления это клапан золотникового типа с пружиной, которая, в зависимости от своей жесткости, задает величину давления.

Регулятор давления:

 

В начальный момент пружина устанавливает клапан в крайнее левое положение, происходит открытие входного отверстия и перекрытие выходного. Жидкость продолжает поступать, давление увеличивается до тех пор, пока не сдвигается пружина. Клапан сдвигается вправо, открывая выходное отверстие и давление начинает падать. Затем процесс повторяется снова. В некоторых регуляторах давления вместо пружины используется дроссельное давление, что позволяет на выходе клапана получать рабочее давление, зависящее от режима работы двигателя.

В гидросистемах с электронным блоком управления давление регулируется электромагнитными клапанами или соленоидами. Соленоид управляется электрическими сигналами, параметры которых меняются в зависимости от скорости движения автомобиля, угла открытия дроссельной заслонки и других характеристик. Как и механические клапана, соленоиды постоянно находятся в циклическом режиме «Вкл»-«Выкл».

В зависимости от назначения клапана бывают:

  1. Предохранительные, для защиты от высокого давления.
  2. Управляющие потоками жидкости в каналах.
  3. Одноходовые управляют потоком в одной магистрали.
  4. Двухходовые управляют потоком в двух магистралях.
  5. Клапан выбора режима связан с рычагом селектора режимов.
  6. Клапан переключения для управления переключением передач.

Большая часть клапанов гидравлической системы управления расположена в клапанной коробке, корпус которой обычно изготовлен из сплава алюминия. Насос всасывает масло из поддона, которое, пройдя регулятор давления, попадает в клапанную коробку, весь корпус которой состоит из каналов разнообразной формы (гидроплита).

Каналы гидроплиты:

В клапанной коробке происходит перераспределение потока жидкости к соответствующим сервоприводам (гидроцилиндрам и бустерам), с помощью которых происходит управление фрикционными муфтами и тормозами.

Гидроцилиндр – исполнительный механизм системы управления АКПП, который преобразует давление рабочей жидкости в механическую работу, Давление жидкости вызывает перемещение поршня, тем самым включая и выключая фрикционные элементы управления. Обычно, гидроцилиндр используется для включения ленточного тормоза, а для блокировочной муфты или для дискового тормоза применяется бустер.

Гидроцилиндр и бустер:

4. Фрикционные диски.

Фрикционы (фрикционные диски) выполняют функции сцепления передач в АКПП. Представляют собой тонкие кольца двух видов: подвижные мягкие (соединены с шестерней) и металлические (неподвижно соединены с корпусом редуктора). Кольца устанавливаются на планетарные редукторы. При выключенной передаче кольца свободно вращаются относительно друг друга. В тот момент, когда передача включается, через  систему управления на гидравлический цилиндр подается рабочая жидкость и фрикционные диски сжимаются, активируя нужную шестерню. Активировав или заблокировав ту или иную шестерню планетарного ряда, можно менять передаточное число механизма, и, как следствие — скорость вращения вала.

Для лучшего понимания работы АКПП рекомендуем к просмотру видео (3-D модель):

Для закрепления информации — посмотрите видео (2-D модель):

 

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 элемент 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 направляет 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, низкая, 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, у кого есть продвинутые знания в области механики жидкостей.

Связано: Обслуживание радиаторов и систем охлаждения в районе залива AAMCO

Связанные: Признаки, что пора 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 взаимодействуют 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

Принцип работы гидротрансформатора

, принцип работы, основные детали и применение.

Преобразователь крутящего момента представляет собой тип гидравлической муфты, которая используется для передачи крутящего момента от двигателя транспортного средства к трансмиссии. В автоматической коробке передач он заменяет механическое сцепление. Его основная функция — обеспечить изоляцию нагрузки от основного источника питания. Он находится между двигателем и трансмиссией. Он выполняет ту же функцию, что и сцепление в механической коробке передач. Поскольку сцепление отделяет двигатель от нагрузки при его остановке, таким же образом оно также изолирует двигатель от нагрузки и поддерживает работу двигателя при остановке автомобиля.Его основные функции:

1. Он передает мощность от двигателя на входной вал коробки передач.
2. Приводит в действие передний насос трансмиссии.
3. Он изолирует двигатель от нагрузки, когда автомобиль неподвижен.
4. Увеличивает крутящий момент двигателя и передает его в трансмиссию. Выходной крутящий момент увеличивается почти вдвое.

Принцип работы

Чтобы понять принцип работы гидротрансформатора, возьмем два вентилятора. Один вентилятор подключен к источнику питания, а другой не подключен к источнику питания.Когда первый вентилятор, подключенный к источнику питания, начинает двигаться, воздух от него перетекает во второй вентилятор, который неподвижен. Воздух от первого вентилятора ударяется о лопасти второго вентилятора, и он также начинает вращаться почти с той же скоростью, что и первый. Когда второй вентилятор останавливается, он не останавливает первый. Первый вентилятор продолжает вращаться.

По такому же принципу работает гидротрансформатор. Рабочее колесо или насос действует как первый вентилятор, который соединен с двигателем, а турбина действует как второй вентилятор, который соединен с системой трансмиссии.Когда двигатель работает, он вращает крыльчатку и за счет центробежной силы масло внутри гидротрансформатора в сборе направляется в сторону турбины. Когда он ударяется о лопатки турбины, турбина начинает вращаться. Это заставляет трансмиссию вращаться, а колеса автомобиля двигаться. Когда двигатель останавливается, турбина также перестает вращаться, но крыльчатка, подключенная к двигателю, продолжает двигаться, и это предотвращает остановку двигателя.

Также читайте: Руководство по сравнению с автоматической коробкой передач

Основные детали

Гидротрансформатор состоит из трех основных частей:

1.Рабочее колесо или насос

Рабочее колесо соединено с корпусом, а корпус соединен с валом двигателя. Он имеет изогнутые и наклонные лопатки. Он вращается с частотой вращения двигателя и состоит из жидкости для автоматической коробки передач. Когда он вращается вместе с двигателем, центробежная сила заставляет жидкость двигаться наружу. Лопасти крыльчатки сконструированы таким образом, что она направляет жидкость к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который всасывает жидкость из автоматической коробки передач и подает ее к турбине.

2. Статор

Статор расположен между рабочим колесом и турбиной. Основная функция статора состоит в том, чтобы задавать направление возвращающейся жидкости из турбины, так что жидкость поступает к крыльчатке в направлении ее вращения. Когда жидкость входит в направлении рабочего колеса, она увеличивает крутящий момент. Таким образом, статор способствует увеличению крутящего момента за счет изменения направления жидкости и позволяет ей поступать в направлении вращения рабочего колеса. Статор изменяет направление жидкости почти на 90 градусов.На статоре установлена ​​односторонняя муфта, которая позволяет вращать его в одном направлении и предотвращает его вращение в другом. Турбина подключена к трансмиссии автомобиля. А статор находится между крыльчаткой и турбиной.

3. Турбина

Турбина соединена с входным валом автоматической коробки передач. Он присутствует со стороны двигателя. Он также состоит из изогнутых и наклонных лопастей. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что она может полностью изменять направление жидкости, ударяющей по ее лопаткам.Изменение направления жидкости заставляет лопасти двигаться в направлении рабочего колеса. Когда турбина вращается, входной вал трансмиссии также вращается и заставляет автомобиль двигаться. Турбина также имеет блокировочную муфту сзади. Муфта блокировки вступает в действие, когда гидротрансформатор достигает точки сцепления. блокировка устраняет потери и повышает эффективность преобразователя.

Работа гидротрансформатора

Имеет три этапа операций

1.Стоп: Во время остановки (остановки) транспортного средства двигатель передает мощность на крыльчатку, но турбина не может вращаться. Это происходит, когда транспортное средство стоит на месте, а водитель держал ногу на тормозной лопасти, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента. Когда водитель убирает ногу с педали тормоза и нажимает на педаль акселератора, крыльчатка начинает двигаться быстрее, и это заставляет турбину двигаться. В этой ситуации разница между частотой вращения насоса и турбины больше.Скорость крыльчатки намного больше скорости турбины.

2. Ускорение: Во время разгона скорость турбины продолжает увеличиваться, но все же существует большая разница между скоростью вращения крыльчатки и турбины. По мере увеличения скорости турбины умножение крутящего момента уменьшается. При ускорении транспортного средства увеличение крутящего момента меньше, чем достигается в условиях сваливания.

3. Муфта: Это ситуация, когда турбина достигает примерно 90 процентов скорости рабочего колеса, и эта точка называется точкой сцепления.Увеличение крутящего момента прекращается и становится равным нулю, а преобразователь крутящего момента ведет себя так же, как простая гидравлическая муфта. В точке соединения включается муфта блокировки и блокирует турбину с крыльчаткой гидротрансформатора. Это заставляет турбину и рабочее колесо двигаться с одинаковой скоростью. Муфта блокировки включается только при достижении точки сцепления. Во время сцепления статор также начинает вращаться в направлении вращения крыльчатки и турбины.

Также читайте: Как работает система зажигания батареи?

Примечание :

1.Максимальное увеличение крутящего момента происходит во время остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3. Муфта блокировки включается при достижении точки сцепления и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

Для лучшего объяснения посмотрите видео, приведенное ниже:

Преимущества

  • Он обеспечивает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем, оснащенным сцеплением.
  • Снимает педаль сцепления.
  • Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки
  • Его топливная экономичность низкая по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение
  • Гидротрансформатор используется в автомобиле, который оборудован автоматической коробкой передач. Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
  • Применяется в морских силовых установках.

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 обращены друг к другу. Включите один вентилятор, и он будет обдувать лопасти второго вентилятора воздухом, 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 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 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, теряя 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 представляет собой 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 работает гидротрансформатор — х-инженер.org

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 может быть выполнено двумя способами:

  • нажатием педали сцепления
  • путем выбора нейтрального положения с помощью рычага переключения передач

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

Изображение: Автоматическая коробка передач с гидротрансформатором

Гидротрансформатор 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, нет механической связи между входом (двигатель) и выходом (коробка передач).

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 запитан?

Изображение: Гидротрансформатор — принцип работы

Левый вентилятор запитывается электрическим током от сети.Во время вращения он создает осевой поток воздуха. Поток воздуха попадет в правый вентилятор (не включенный), который начнет вращаться. Мощность передается от левого вентилятора к правому вентилятору через рабочую жидкость (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 жидкость жидкость (масло АКПП). Кроме того, между двумя «вентиляторами» есть еще один компонент, который перенаправляет поток жидкости, чтобы минимизировать потери и усиливает передаваемый крутящий момент.

Изображение: Гидротрансформатор — основные компоненты
Кредит: Luk

«Вентилятор», который вырабатывает энергию, называется рабочим колесом и механически соединен с коленчатым валом двигателя. «Вентилятор», получающий гидравлическую энергию, называется турбиной , и он механически соединен 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, этот крутящий момент 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, тормозящий момент немного перемещает автомобиль. Если водитель нажмет на педаль тормоза, автомобиль остановится, потому что 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 более высокому крутящему моменту, передаваемому на коробку передач.

Изображение: Гидротрансформатор — схема

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 имеет две составляющие:

  • оборот , 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, к статору и обратно к рабочему колесу.

Изображение: Гидротрансформатор — статор
Кредит: Luk

Между рабочим колесом и турбиной есть постоянное скольжение . Это означает, что они вращаются с разной скоростью. Соотношение между скоростью турбины и скоростью крыльчатки называется передаточным числом гидротрансформатора. Передаточное число составляет 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 неподвижен, 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 ходовом механизме .

Изображение: Гидротрансформатор — муфта блокировки
Кредит: Luk

Гидротрансформатор также имеет КПД , что довольно низко. Поскольку он имеет постоянное скольжение, между рабочей жидкостью (маслом) и механическими компонентами (крыльчаткой, турбиной и статором) возникает сильное трение. КПД минимален (ниже 10% ), когда передаточное число приближается к 0 , и достигает пиков 85-90% , когда передаточное число составляет 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, и мощность двигателя механически передается на коробку передач.

Гидротрансформатор обычно блокируется 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 скольжения , чтобы помочь гасить колебания трансмиссии.

Изображение: Гидротрансформатор — гаситель колебаний муфты блокировки
Кредит: Luk

Подобно муфте в механической коробке передач, муфта блокировки имеет демпфер , который гасит колебания во время блокировки гидротрансформатора. фаза вверх.

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

Для любых вопросов или замечаний относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

Работа гидротрансформатора, принцип, основные части и применение

Ротор соединен со шкафом и с коробкой, соединенной с валом двигателя.Он был изогнут и скручен. Он вращается со скоростью двигателя и представляет собой автоматический перенос жидкости. Центробежная сила заставляет жидкость перемещаться наружу, когда она вращается вместе с двигателем. Лопатки сконструированы таким образом, что жидкость направляется к лопаткам турбины. Он действует как центробежный насос, который поглощает и передает жидкость к турбине через автоматическую коробку передач.

2. Статор

Статор находится между турбиной и рабочим колесом. Основная задача статора — направлять возвращающуюся жидкость из турбины к крыльчатке в направлении ее вращения.Когда жидкость достигает потока рабочего колеса, крутящий момент увеличивается. Затем статор помогает увеличить крутящий момент за счет изменения направления жидкости и позволяет ей достичь направления вращения рабочего колеса. Статор смещается почти на 90 градусов в направлении потока. Статор установлен с односторонним захватом, что позволяет ему вращаться в одном направлении и избегать вращения в другом. Турбина присоединена к системе трансмиссии автомобиля. А между турбиной и роликом стоит статор.

3. Турбина

Турбина установлена ​​на первичном валу автоматической коробки передач. Это сбоку от машины. Лезвия бывают изогнутые и заостренные. Лопатки турбины сконструированы таким образом, что направление потока жидкости, попадающей на их лопатки, можно полностью изменить. Изменение направления жидкости заставляет лопасти смещаться к крыльчатке. Турбина также вращается и позволяет транспортному средству перемещаться, пока вращается вал двигателя. Турбина также имеет заднюю уплотнительную муфту.Когда гидротрансформатор попадает в точку сцепления, сцепление включается. Блокировка устраняет потери и увеличивает производительность преобразователя.

Работа гидротрансформатора


Он имеет три этапа операций

1. Срыв: Двигатель использует мощность на крыльчатку, когда транспортное средство глохнет (останавливается), но турбина не может вращаться. Это когда автомобиль стоит на месте, а водитель держал ногу на тормозной колодке, чтобы она не двигалась. В этом состоянии происходит максимальное увеличение крутящего момента.Рабочее колесо движется быстрее, поскольку водитель снимает основание с тормозной лопатки и отпускает лопатку акселератора, позволяя двигателю катиться. В этой ситуации разница в скорости насоса и турбины больше. Скорость вращения ротора значительно выше, чем у турбины.

2. Ускорение: Во время ускорения скорость турбины продолжает расти, но частота вращения крыльчатки и турбины также сильно различается. Увеличение крутящего момента уменьшается по мере увеличения скорости турбины.Увеличение крутящего момента меньше, чем в стоячих условиях, когда двигатель ускоряется.

3. Муфта: Это происходит, когда турбина достигает скорости около 90% от скорости рабочего колеса, что называется точкой сцепления. Умножение крутящего момента является нулевым и отрицательным, и преобразователь крутящего момента сравнивается с простой жидкостной зависимостью. Блокирующая муфта входит в точку соединения и блокирует турбину с крыльчаткой гидротрансформатора. Это позволяет турбине и приводу двигаться с одинаковой скоростью.Только когда точка будет достигнута, сцепление заблокируется. Статор также начинает вращаться в сторону вращения ротора и турбины во время соединения.

Примечание:

1. Максимальное увеличение крутящего момента происходит в условиях остановки.
2. Статор остается неподвижным до точки соединения и способствует увеличению крутящего момента. По мере образования муфты статор прекращает умножение крутящего момента и начинает вращаться вместе с крыльчаткой и турбиной.
3.Муфта блокировки включается, когда достигается точка сцепления, и устраняет потери мощности, что приводит к повышению эффективности.

Преимущества

  • Выдает максимальный крутящий момент по сравнению с автомобилем со сцеплением.
  • Снимает педаль сцепления.
  • Облегчает управление транспортным средством.

Недостатки

  • У него низкая топливная экономичность по сравнению с автомобилем с механической коробкой передач.

Приложение

  • Гидротрансформатор используется в автомобиле с автоматической коробкой передач.Он также используется в промышленных передачах энергии, таких как приводы конвейеров, лебедки, буровые установки, почти все современные вилочные погрузчики, строительное оборудование и железнодорожные локомотивы.
  • Применяется в морских силовых установках.

Блог AAMCO | Что такое гидротрансформатор [и как он работает]?

Вы когда-нибудь замечали, что ваша машина не может проработать неделю на баке бензина, чтобы проработать всего два дня? Ваша машина когда-нибудь ломалась и могла ли вообще куда-нибудь ехать, несмотря на то, что двигатель, казалось, работал нормально? Приходилось ли вашему механику когда-нибудь поднимать гидротрансформатор во время любой из этих проблем?

Преобразователь крутящего момента — это то, что заставляет автоматическую коробку передач в легковых и грузовых автомобилях двигаться.И хотя они являются неотъемлемой частью автоматического транспортного средства, многие люди не понимают, как они работают. Читайте дальше, чтобы узнать, что такое гидротрансформатор и как он помогает вам катиться по дороге.

Что такое крутящий момент

Прежде чем мы перейдем к идее гидротрансформатора, давайте кратко рассмотрим, что такое крутящий момент. Проще говоря, крутящий момент — это потенциальная энергия, которую вы создаете, когда что-то скручиваете. Заводные игрушки, с которыми вы играли в детстве, и машины, которые катятся вперед после того, как вы их тянете назад, работают на крутящем моменте.

В автомобилях вращение коленчатого вала двигателя создает крутящий момент. Это то, что позволяет разгонять машину. Чем выше крутящий момент ваш двигатель, тем быстрее он работает.

Важность гидротрансформатора

Преобразователь крутящего момента передает крутящий момент от двигателя на вращающуюся ведомую нагрузку. В автомобиле с автоматической коробкой передач преобразователь крутящего момента подключает источник питания к нагрузке.

Анатомия

Преобразователи крутящего момента

состоят из пяти основных компонентов: крыльчатки, турбины, статора, муфты и жидкости.Статор — это то, что делает преобразователь крутящего момента преобразователем крутящего момента; без статора это просто гидравлическая муфта.

Крыльчатка представляет собой деталь с наклонными лопастями, которая чем-то похожа на вентилятор. Этот кусок механически вращается двигателем. Во время вращения крыльчатка проталкивает трансмиссионную жидкость через свои лопасти; чем быстрее он идет, тем быстрее движется жидкость.

Когда жидкость покидает рабочее колесо, она перемещается в турбину, почти идентичную лопатку, которая находится напротив рабочего колеса.Жидкость, попадающая на расположенные под углом лопасти турбины, заставляет турбину вращаться, что приводит к вращению трансмиссионного вала и насоса в вашем автомобиле. Жидкость перенаправляется через центр турбины, где снова ударяет по крыльчатке.

Здесь вступает в силу статор; статор находится в центре гидротрансформатора. Это еще одна серия лопастей вентиляторного типа, которые расположены под углом, так что, когда трансмиссионная жидкость втекает в них, она снова меняет направление. Статор предохраняет трансмиссионную жидкость, которая вращается в направлении, противоположном двигателю, от удара о корпус преобразователя и его замедления.

Гидротрансформатор также имеет корпус, который прикреплен к двигателю вместе с крыльчаткой. В большинстве преобразователей крутящего момента также используется блокирующая муфта, которая блокирует рабочее колесо и турбину вместе на высоких скоростях для повышения топливной экономичности автомобиля.

Фазы

Гидротрансформатор работает в трех фазах: остановка, ускорение и сцепление.

Во время остановки двигатель продолжает вращаться, как и крыльчатка.Но турбина не может вращаться, поэтому машина не движется. Вот что происходит, когда у вас работает двигатель, включена передача и вы нажимаете ногой на тормоз, поэтому машина не движется.

Ускорение — это когда в игру вступает сила умножения крутящего момента. По мере увеличения числа оборотов двигателя крыльчатка начинает двигаться быстрее, что заставляет турбину двигаться быстрее. Но на этом этапе крыльчатка все еще движется быстрее, чем турбина.

Муфта — это то, что происходит при движении на высоких скоростях.Скорости крыльчатки и турбины на этом этапе почти идентичны, и это когда некоторые модели блокируют их вместе с помощью фрикционной муфты для повышения эффективности. На самом деле статор в основном не участвует в этом процессе, поскольку при достаточно высоких скоростях жидкость будет двигаться таким образом, чтобы не было риска столкновения с корпусом преобразователя.

КПД

Одна из важнейших задач статора — повысить эффективность гидротрансформатора. Перенаправляя жидкость, выходящую из турбины, статор может собирать эту кинетическую энергию и возвращать ее в цикл.Это позволяет преобразователям крутящего момента увеличивать крутящий момент для большего ускорения.

Но гидротрансформаторы не могут быть эффективными на 100 процентов, пока не произойдет блокировка; в процесс вовлечены трение и некоторая потеря кинетической энергии. Преобразователи крутящего момента наиболее эффективны на очень низких скоростях. Хотя такие компании, как Buick, поиграли с добавлением дополнительных турбин в свои муфты крутящего момента, эти модели никогда не были такими эффективными, как традиционные трехкомпонентные модели, и были сняты с производства.

Общие проблемы

Существует несколько распространенных причин выхода из строя гидротрансформатора, некоторые из которых могут быть опасными. Постоянно высокое проскальзывание гидротрансформатора может вызвать перегрев, который может повредить эластомерные уплотнения, удерживающие трансмиссионную жидкость в гидротрансформаторе. Жидкость начнет вытекать, а когда в системе закончится жидкость, она может вообще перестать работать.

Муфта статора также может заклинивать или ломаться.Во время заклинивания внутренние и внешние элементы сцепления могут навсегда заблокироваться, что приведет к огромному снижению эффективности использования топлива. Если муфта статора вообще выйдет из строя, статор будет свободно вращаться, и ваша машина вообще не сможет двигаться самостоятельно.

В некоторых случаях вы можете увидеть деформацию и фрагментацию лезвия. В большинстве случаев это приведет к тому, что гидротрансформатор будет работать не так эффективно, что приведет к сокращению расхода бензина. В некоторых крайних случаях преобразователь может самоуничтожиться.

Внутри корпуса гидротрансформатора движется много давления и горячей жидкости. В некоторых случаях это давление может стать слишком высоким, и корпус может взорваться или даже взорваться. Если корпус разорвется, вам грозит опасность разлетающихся осколков и горячего масла.

Узнайте больше о том, как работает ваш автомобиль

Гидротрансформатор — одна из самых важных частей автомобиля, о которой забывают. Это то, что позволяет автомобилям с автоматической коробкой передач работать, и это большая часть того, что определяет вашу топливную экономичность.Небольшое знание того, как работают эти детали, может помочь вам диагностировать проблемы, которые в противном случае могли бы быть связаны с трансмиссией, что сэкономит вам много денег на ремонте.

Что такое гидротрансформатор и как он работает?

Стоит отметить, что не так давно, в 1902-м году, появилась конструкция гидротрансформатора АКПП. За это время практически ничего не изменилось, все основы и функции включены в современные модели.

Изначально эти преобразователи устанавливались исключительно на автобусы. Лишь несколько десятилетий спустя производители начали включать его в легковые автомобили. И это неудивительно, ведь деталь позволяет очень хорошо преобразовывать и передавать момент с двигателя на установленную АКПП. Водитель также может изменять крутящий момент и скорость. Изначально данное нововведение стали устанавливать на автомобиль Ford. Популярность значительно выросла через несколько лет.

Автоматическая коробка передач гидротрансформатора, принцип работы и ее особенности — вот вопросы, о которых хочет знать каждый водитель, что неудивительно.Ведь из-за этого можно произвести самостоятельный ремонт, не нужно обращаться в специализированный сервис и отдавать деньги. Конечно, помимо преобразователя, можно встретить и другие типы трансмиссий:

  • роботизированный
  • частотно-регулируемый привод;

У обоих есть свои плюсы и минусы. Безопаснее доверить этот вопрос профессионалам, если вам не сложно разобраться. Они сделают все качественно и быстро.

Что такое гидротрансформатор?
Стоит отметить, что в конструкции этого элемента нет ничего сложного.Это может понять каждый водитель, а также принцип работы. Что касается внешнего вида, то это своего рода дискообразный корпус. Из-за этого многие водители стали называть его бубликом.

Каждый преобразователь состоит из трех основных частей. К основным особенностям можно отнести специальную жидкость внутри корпуса. Благодаря этому происходит не только смазка, но и охлаждение элементов. Без него конвертеры быстро выходят из строя, что неудивительно. Его можно найти между двигателем и коробкой. По сути, это некая муфта, передающая усилие от двигателя на коробку передач.

Простой насос сам перекачивает жидкость. Если произойдет утечка жидкости, это отрицательно скажется на характеристиках гидротрансформатора, произойдет серьезный износ. В связи с этим необходимы регулярные проверки. Рабочие части имеют лопаточные вращающиеся диски.

Современные преобразователи оснащены большим количеством электроники. Все виды датчиков считывают индикаторы, убеждаются в отсутствии перегрева и других проблем. Стоит отметить, что конструкция очень легкая и надежная:

Насосный диск крепится непосредственно к корпусу элемента, турбина — к автоматической коробке передач, а реактор — к обгонной муфте.Это может значительно увеличить крутящий момент за счет реактора.

Принцип работы
Здесь мы подошли к самому интересному. Принцип работы не очень сложный, каждый водитель сможет его изучить и понять. Колесо насоса вращается, внутри преобразователя происходит движение жидкости. После столкновения трансмиссионного масла с реактором оно пойдет в противоположном направлении, увеличивая вращательное движение рабочего колеса. Сила потока меняется в зависимости от скорости вращения.

Что касается крутящего момента, то он передается на автоматическую коробку передач автомобиля. Следует отметить, что турбинное колесо всегда вращается медленнее, чем насосное колесо. На холостом ходу разница будет максимальной. В начале движения он немного уменьшается.

Если говорить о самом реакторе, то за счет обгонной муфты он соединен с турбиной. Вращение происходит только в одном направлении. Благодаря этому скорость движения обеих частей уравнивается. Реактор просто будет работать на очень высоких оборотах.Это действие позволяет передать максимальное значение энергии на колесо насоса. Реактор немного буксует с постепенным увеличением скорости автомобиля.

Характеристики
Эффективность автоматической коробки снижается, если гидромуфта работает в определенном режиме. В этом сценарии эффективность снижается. В связи с этим наблюдается рост расхода топлива. Стоит отметить, что современные автомобили оснащены блокирующей пластиной.

Обычно водители прижимают насос к турбине, когда она достигает определенной скорости.Между мотором и коробкой передач есть связь. В этом случае конвертер не работает. Малейшее приведет к блокировке тормоза.

Заключение
Итак, теперь мы рассмотрели, как работает гидротрансформатор и каковы его особенности. Если говорить о преобразователе АКПП, принципе работы, то тут ничего сложного.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.