Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Автомобили ГАЗ

Работа гидротрансформатора на различных режимах движения автомобиля

Троганис автомобиля с места. Перед тро-ганием автомобиля с места включается какая-либо передача в планетарной коробке, и турбинное колесо связывается с колесами автомобиля. При включенной передаче турбинное колесо остается неподвижным, пока автомобиль не тронулся с места. Насосное колесо гидротрансформатора вращается вместе с коленчатым валом двигателя и создает циркуляцию масла в гидротрансформаторе. На насосном колесе механическая энергия вращения коленчатого вала двигателя преобразуется в энергию движения потока масла. Выйдя из насосного колеса, поток масла попадает на лопатки турбинного колеса и, обтекая их, создает давление на каждую лопатку, вследствие чего турбина стремится вращаться в ту же сторону, что и насосное колесо. Пройдя турбинное колесо, поток масла попадает на лопатки реактора и, обтекая их, создает давление, которое стремится вращать реактор в сторону, противоположную вращению турбины и насоса (фиг. 117). Но в эту сторону реактор вращаться не может, так как заклинивается муфта свободного хода. Поток масла, обтекая неподвижные лопатки реактора, изменяет свое направление в соответствии с изгибом лопаток и закручивается. При закручивании потока масла на реакторе создается реактивный момент. Этот реактивный момент по закону механики (сумма моментов на всех трех рабочих колесах гидротрансформатора должна быть равна нулю) суммируется с моментом на насосном колесе (который равен моменту двигателя). Таким образом, реактивный момент на турбинном колесе получается равным сумме моментов насосного колеса и реактора. После реактора поток масла опять попадает в насосное колесо и т. д.

В момент трогания автомобиля с места (турбина и реактор неподвижны) реактивный момент на реакторе имеет максимальное значение и равен по величине крутящему моменту двигателя. Следовательно, на турбине момент будет равен двум моментам двигателя. В момент трогания гидротрансформатор увеличивает крутящий момент в два раза.

Коэффициент трансформации гидротрансформатора при этом максимальный и равен 2 (коэффициентом трансформации гидротрансформатора называется отношение выходного момента к входному, т. е. отношение момента на турбине к моменту на насосе).

Разгон автомобиля. При нажатии на педаль акселератора двигатель увеличивает обороты, и автомобиль трогается с места. Турбинное колесо начинает вращаться, и поток масла на турбинном колесе получает переносное движение. Значит, действительное направление движения потока масла на выходе из турбины изменяется и масло входит на лопатки реактора уже под другим углом. По мере увеличения оборотов турбины (а следовательно, и увеличения скорости автомобиля) направление потока на выходе из турбины все больше и больше изменяется (фиг. 117). В связи с этим величина закручивания потока на лопатках реактора уменьшается и уменьшается реактивный момент.

Поскольку изменение оборотов турбины происходит плавно, так же плавно уменьшаются величина закручивания и реактивный момент. С уменьшением реактивного момента так же плавно и непрерывно уменьшается коэффициент трансформации.

Это изменение коэффициента трансформации можно сравнить с непрерывным переключением передач в коробке, которая имеет бесконечное число передач в диапазоне от передаточного числа 2:1 до 1:1.

В конце разгона поток масла на выходе из турбины (и на входе в реактор) получает направление, обозначенное буквой Б. Поток масла ударяет в лопатки реактора уже с обратной стороны, стремясь повернуть реактор в сторону вращения турбины. Муфта свободного хода при этом расклинивается, и реактор начинает свободно вращаться в потоке масла.

Как только реактор начал свободно вращаться, реактивный момент на нем становится равным нулю, а крутящий момент на турбине — крутящему моменту на насосном колесе.

Коэффициент трансформации становится равным единице (гидротрансформатор превращается в гидромуфту). На режиме гидромуфты гидротрансформатор только передает крутящий момент двигателя, не меняя его.

Отсюда видно, что величина преобразования м,амента в гидротрансформаторе зависит от направления потоков масла, которые, в свою очередь, зависят от скорости вращения насосного колеса и турбинного колеса, т. е. от оборотов двигателя и скорости автомобиля.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число в зависимости от режима движения автомобиля и дорожных условий.

Равномерное движение автомобиля. При равномерном движении автомобиля, например по шоссе, гидротрансформатор работает обычно на режиме гидромуфты (без изменения крутящего момента двигателя).

На режиме гидромуфты гидротрансформатор работает на самых высоких значениях коэффициента полезного действия.

Преодоление дорожных сопротивлений (подъемов и т. п.). До подъема, когда автомобиль двигался по ровному шоссе, гидротрансформатор работал на режиме гидромуфты, поток масла поступал на обратную сторону лопаток реактора, и реактор свободно вращался на муфте свободного хода.

При движении на подъем скорость автомобиля начинает падать и уменьшаются обороты турбины. Направление потока масла на выходе из турбины изменяется, и поток направляется в реактор в направлении стрелки Л (фиг. 117).

Реактор заклинивается на муфте свободного хода, и масло, закручиваясь на лопатках реактора, создает реактивный момент (как при разгоне автомобиля). Коэффициент трансформации становится больше единицы и момент на турбине увеличивается на величину реактивного момента, что и нужно для преодоления подъема. После преодоления подъема сопротивление на колесах автомобиля падает, обороты турбины увеличиваются, поток масла входит на лопатки реактора с обоатной стороны, реактор расклинивает муфту свободного хода и начинает свободно вращаться.

После преодоления любых повышенных дорожных сопротивлений (грязная дорога, снег, песчаная дорога и т. п.) гидротрансформатор онова переходит на режим гидромуфты.

Торможение двигателем. При торможении двигателем поток масла в гидротрансформаторе передает вращение уже от турбины к насосу и вращает таким образом двигатель.

Рассмотрение основных режимов движения автомобиля, из которых складываются все эксплуатационные режимы езды (езда в городе,, по шоссе, на горных дорогах, по проселочной дороге и т. д.) показывает, что гидротрансформатор автоматически, без каких-либо внешних органов управления, устанавливает необходимое передаточное число в зависимости от условий и режима движения автомобиля.

Гидротрансформатор обладает способностью самоприспосабливаться к дорожным условиям.

Самоприспосабливание гидротрансформатора ограничено определенным диапазоном (коэффициент трансформации может изменяться в пределах от 1 до 2), в связи с чем дополнительно к гидротрансформатору применяется планетарная коробка с тремя передачами.