Skip to content

Гидротрансформатор АКПП (сцепление)

Гідротрансформатор (бублик), або torque converter в зарубіжних джерелах, служить для передачі крутного моменту безпосередньо від двигуна до елементів автоматичної коробки передач (АКПП) і складається з наступних основних частин:

насосне колесо або насос (pump)

  • плита блокування гідротрансформатора (lock – up piston)
  • турбінне колесо або турбіна (turbine)
  • статор (stator)
  • обгінна муфта (one – way clutch)

Насосне колесо або насос, механічно зв’язаний з двигуном, в якості турбіни виступає турбінне колесо, з’єднане через шліци з валом АКПП. Крильчатка насосного колеса гідротрансформатора, обертаючись, створює тиск рідини (масла). Потік масла, як і у випадку з турбіною, змушує обертатися турбінне колесо гідротрансформатора. У цій ситуації гідротрансформатор працює як звичайна гідромуфта, тільки передаючи за допомогою рідини крутний момент від двигуна на вал АКПП, не збільшуючи його. Підвищення обертів двигуна не призводить до якогось суттєвого збільшення переданого крутного моменту. У гідротрансформаторі в процес перетворення крутного моменту, крім насосного та турбінного коліс, включений статор, який змінює напрямок потоку рідини. Масло, що обертало турбінне колесо гідротрансформатора, все ще має значну залишкову енергію, статор направляє цей потік назад на крильчатку насосного колеса, змушуючи її обертатися швидше, збільшуючи цим крутний момент, і чим менша швидкість обертання турбінного колеса гідротрансформатора по відношенню до швидкості обертання насосного колеса, тим більшою залишковою енергією володіє масло, що повертається статором на насос, і тим більшим буде крутний момент в гідротрансформаторі. Турбіна постійно має швидкість обертання меншу, ніж насос. Це співвідношення швидкостей обертання турбіни та насоса є максимальним при нерухомому автомобілі та зменшується зі збільшенням його швидкості. Оскільки статор зв’язаний з гідротрансформатором через обгінну муфту, яка може обертатися лише в одному напрямку, то завдяки спеціальній формі лопаток статора та турбіни потік масла направляється на зворотний бік лопаток статора, завдяки чому статор заклинюється і залишається нерухомим, передаючи на вхід насоса максимальне число залишкової енергії масла, що збереглася після обертання ним турбіни. Подібний режим роботи гідротрансформатора забезпечує максимальну передачу ним крутного моменту. Наприклад, при рушанні з місця гідротрансформатор збільшує крутний момент практично втричі. У міру розгону автомобіля прослизання турбіни відносно насоса зменшується, і настає момент, коли потік масла підхоплює колесо статора і починає обертати його в сторону вільного ходу обгінної муфти. Гідротрансформатор перестає збільшувати крутний момент і переходить в режим звичайної гідромуфти. У такому режимі гідротрансформатор має ККД, що не перевищує 85%, що призводить до виділення в ньому надлишкового тепла і, в кінцевому підсумку, до збільшення витрати палива двигуном автомобіля. Для усунення цього недоліку застосовується блокувальна плита. Вона механічно зв’язана з турбіною, проте може переміщатися вліво та вправо. Для її зміщення вліво потік масла, що живить гідротрансформатор, подається в простір між плитою та корпусом гідротрансформатора, забезпечуючи їх механічне роз’єднання, тобто плита в такому положенні ніяк не впливає на роботу гідротрансформатора. При досягненні автомобілем високої швидкості за спеціальною командою від пристрою керування АКПП потік масла змінюється так, що він притискає блокувальну плиту вправо до корпусу гідротрансформатора. Для збільшення сили зчеплення на внутрішню сторону корпусу наноситься фрикційний шар. Відбувається механічне блокування насоса та турбіни за допомогою плити. Гідротрансформатор перестає виконувати свої функції. Мотор жорстко зв’язується з вхідним валом АКПП. Звичайно, при найменшому гальмуванні автомобіля блокування відразу вимикається. Існують й інші способи блокування гідротрансформаторів, проте суть усіх способів одна – виключити прослизання турбіни відносно насоса. У закордонних джерелах подібний режим роботи гідротрансформатора називається Lock – up. Корпус гідротрансформатора виконує ще одну дуже важливу функцію. З його допомогою здійснюється привід масляного насоса АКПП. Для цього використовується додатковий валик, розміщений всередині вала турбіни. З корпусом гідротрансформатора цей валик зв’язаний шліцевим з’єднанням. У більшості АКПП масляний насос обертається саме горловиною гідротрансформатора.