Когда речь заходит об автоматических коробках передач, одним из компонентов, который играет жизненно важную роль в обеспечении плавной передачи мощности, является гидравлический маховик, также известный как гидромуфта. Понимание того, как работает это замечательное устройство, имеет решающее значение для понимания внутренней работы АКПП.
В этой статье мы подробно рассмотрим механику гидравлических маховиков, их конструкцию, принципы работы, режимы эксплуатации, преимущества, применение в различных отраслях промышленности, вопросы применимости в настоящем и будущем машиностроения.
Ранее мы уже рассказывали нашим читателям о конструктивных особенностях и принципах работы гидротрансформатора. А сегодня приглашаем вас более углублённо взглянуть на устройство и назначение блокировки гидротрансформатора с помощью схем, рисунков, а также специальной 3D-анимации.
Основы гидромуфты
Гидравлический маховик, также известный как гидромуфта, представляет собой тип маховика, который использует давление рабочей жидкости для передачи крутящего момента от двигателя к трансмиссии. В отличие от традиционных механических маховиков, которые полагаются исключительно на жёсткое механическое соединение, в гидротрансформаторах используется гидравлический соединительный механизм, обеспечивающий более плавную подачу мощности и повышенную гибкость (возможность разрыва потока мощности).
Классическая гидромуфта состоит из трёх основных компонентов: насосного колеса, турбинного колеса (или турбины) и корпуса. Насосное колесо выполнено зацело с корпусом и жёстко соединено с коленчатым валом двигателя, в то время как турбина так же жёстко соединена с входным валом трансмиссии. Эти компоненты размещены в герметичном корпусе.
Специальная трансмиссионная жидкость заполняет пространство внутри корпуса, обеспечивая передачу крутящего момента между насосным колесом и турбиной. Толкаемый насосным колесом (откуда и название) циркулирующий поток жидкости приводит в действие турбину, обеспечивая разрыв потока мощности для переключения передач, увеличение крутящего момента (с дополнительным компонентом гидротрансформатора, называемым реактором) и амортизацию. Такая конструкция обеспечивает адаптируемость к различным условиям движения и оптимизированную эффективность.
Принцип и режимы работы гидромуфты
Принцип работы гидротрансформатора основан на гидравлической муфте. При работающем двигателе насосное колесо приводится в движение, его лопатки толкают жидкость внутри корпуса. Эта циркулирующая жидкость создаёт давление (крутящий момент), которое передаётся на турбину, приводя во вращение входной вал трансмиссии.
Гидромуфта работает в различных режимах, адаптированных к различным условиям движения. Во время холостого хода или при остановке автомобиля гидромуфта позволяет двигателю работать независимо, не передавая существенного крутящего момента на трансмиссию. Когда автомобиль разгоняется, гидромуфта передаёт крутящий момент на трансмиссию, что обеспечивает плавную подачу мощности и эффективное ускорение.
Когда автомобиль достигает определённой скорости — как правило, во время движения по шоссе — необходимость в "мягком" соединении двигателя с трансмиссией отпадает, и компьютерная система включает муфту блокировки гидротрансформатора.
Этот механизм сцепления подобен обычному фрикционному сцеплению и физически жёстко соединяет коленчатый вал двигателя с входным валом трансмиссии, минуя гидравлическую муфту. Жидкость ATF подаётся под давлением из АКПП по отдельному каналу на фрикционный пакет, соединяющий между собой насосное и турбинное колёса.
Таким образом, блокировка гидротрансформатора устраняет неизбежное частичное проскальзывание, возникающее в гидравлической муфте, и осуществляет прямое механическое соединение между двигателем и трансмиссией. При этом повышается эффективность передачи мощности (до 100%) и экономится топливо (до 15%). За счет устранения потерь энергии, присущих гидравлической муфте, и исключения проскальзывания мощность от двигателя наиболее эффективно передаётся на колеса. Это улучшает общие характеристики автомобиля и обеспечивает радость "зелёным" более эффективное и отзывчивое ускорение.
Кроме того, блокировка гидротрансформатора также помогает снизить нагревание самого гидротрансформатора. Поскольку отсутствует проскальзывание гидравлической муфты, трение и тепловыделение сведены к минимуму, что способствует соблюдению теплового режима и повышению долговечности трансмиссии.
Важно отметить, что блокировка гидротрансформатора в современных АКПП включается уже на низких передачах на небольших скоростях, когда потребляемая мощность двигателя относительно невелика. Однако во время работы на низких скоростях, например при трогании с места или при резком ускорении, а также в моменты переключения передач блокировка гидротрансформатора не активируется, что обеспечивает плавное включение и увеличение крутящего момента.
Таким образом, блокировка гидротрансформатора играет основную роль в повышении топливной эффективности и снижении потерь мощности на нагревание при движении по шоссе. Благодаря прямому механическому соединению между двигателем и трансмиссией оптимизируется передача мощности и повышается топливная экономичность. Эта функция стала стандартом в современных автоматических коробках передач, способствуя более эффективному и приятному вождению.
Применение гидравлических маховиков
Гидравлические маховики находят широкое применение как в автомобилестроении, так и в промышленности. В автомобильной промышленности они широко используются в автоматических коробках передач легковых автомобилей, обеспечивая плавное и эффективное переключение передач.
В коммерческих автомобилях также используются гидравлические маховики, обеспечивающие надёжную передачу крутящего момента при работе в тяжёлых условиях. За пределами автомобильной промышленности гидравлические маховики используются в промышленном оборудовании, например, в строительной технике и судовых двигательных установках, где важна плавная передача мощности.
Выводы
Гидомуфты являются ключевым компонентом гидроавтоматических коробок передач, обеспечивая плавную передачу мощности и улучшая общее впечатление от вождения. Изучая их конструкцию, принципы работы, преимущества и области применения, мы получаем представление о механизмах, лежащих в основе их успеха.
В последнее время инженерная мысль произвела на свет ряд конструкций АКПП, лишённых этого узла и связанных с ним потерь энергоэффективности (DSG, трансмиссии с фрикционными сухими/мокрыми сцеплениями и др.), однако внедрение функции блокировки позволяет свести к минимуму конструктивные недостатки гидромуфт и даёт им широкий простор для применения в автомобилестроении и других областях техники.
Если Вам понравился материал — поставьте ЛАЙК и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на наш Блог, чтобы не пропустить новые публикации! Мы стараемся для Вас!
Если же Вам потребуется высокопрофессиональный ремонт АКПП, гидроблока, гидротрансформатора — обращайтесь! Будем рады Вам помочь.
Наш адрес: г. Москва, Алтуфьевское шоссе, 31 стр.1.
Наши телефоны для связи: +7 (495) 664-41-00 голос; +7 (926) 209-26-79 голос/мессенджеры (What’s App, Viber, Telegram).
Наш официальный сайт: https://zfcenter.ru/