Гідротрансформатор

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Будова гідротрансформатора
Гідротрансформатор у розрізі

Гідротрансформа́тор (рос.гидротрансформатор; англ. hydrotransformer, torque converter; нім. Hydrotransformator m) — механізм (лопатевий насос, напрямний апарат і гідротурбіна), що з допомогою рідини (води, мастила) передає або перетворює обертальний рух.

На відміну від гідромуфти у тороїдальній порожнині гідротрансформатора, заповненій робочою рідиною, крім лопатей насоса та турбіни є ще й лопаті реактора, або так званого напрямного апарата. Реактор, як правило, закріплюється у корпусі гідротрансформатора нерухомо.

Моменти сил, що діють на колеса гідротрансформатора, можна виразити так:

Mн = - (Rрнvрнcos αрн - Rнтvнтcos αнт),

Mт =  (Rнтvнтcos αнт - Rтрvтрcos αтр),

Mр = - (Rтрvтрcos αтр - Rрнvрнcos αрн),

де M — момент сили,  — маса рідини, що перетікає через переріз кола циркуляції за одиницю часу, R — відстань від перерізу до осі обертання колеса, v — абсолютна швидкість потока в міжлопатевих каналах, α — кут між напрямком обертання колеса (вектором швидкості лопаті) та вектором v, індекси н, т, р вказують на насос, турбіну і реактор відповідно.

Таким чином обертальний момент турбіни дорівнює сумі моментів насоса та напрямного апарата. Якщо навантаження турбіни зросте, то її обертання уповільниться, зменшиться відцентрова сила, збільшиться швидкість циркуляції та маса рідини, що проходить крізь турбіну за одиницю часу, зменшиться кут виходу рідини з-між лопатей турбіни, а отже збільшиться обертальний момент, що створюється турбіною. При цьому момент, що підводиться до насоса та швидкість його обертання майже не змінюються.

Якщо i = ωтнпередатне відношення гідротрансформатора, а k = Mт/Mн — коефіцієнт трансформації моменту, то коефіцієнт корисної дії η = k·i.

Існують також гідротрансформатори, в яких реактор зв’язаний з корпусом через обгінну муфту. Коли обгінна муфта розблокована, усі колеса гідротрансформатора обертаються з приблизно однаковою швидкістю і він працює в режимі гідромуфти. Для гідромуфти Mт = Mн, коефіцієнт трансформації k = 1 і коефіцієнт корисної дії η = i за такого режиму роботи наближається до одиниці. При значному навантаженні турбіна сповільнюється, потік рідини з неї набігає на передні поверхні лопатей реактора, обгінна муфта заклинюється, передаючи реактивний момент, машина переходить в режим гідротрансформатора, який має вищий ККД при нижчому i.

Деякі гідротрансформатори мають декілька турбінних та реакторних коліс (багатоступеневі гідротрансформатори).

Гідротрансформатори застосовуються у трансмісіях автомобілів, автобусів, тракторів, тепловозів.

Література[ред. | ред. код]