Преобразуватели на въртящ момент.
Как работят преобразувателите на въртящ момент
Преобразуватели на въртящ момент.
Основната характеристика на преобразувателите на въртящия момент е, че те могат да създадат повече въртящ момент на турбината и да дадат на потребителя повече въртящ момент, отколкото развива самият двигател.
Това свойство се характеризира с термина - трансформация, който е включен в самото име на преобразувателя на въртящия момент. Коеф. трансформация K=Mt/Md може да достигне 4...5 единици. Това основно свойство на преобразувателя на въртящия момент се създава чрез инсталиране на допълнително колело - реактор, който е твърдо свързан с корпуса на двигателя, но може също да бъде неутрализиран - блокиран, след което преобразувателят на въртящ момент преминава в режим на течно съединение. Това се извършва автоматично при високи скорости, където ефективността на преобразувателя на въртящия момент е ниска, а ефективността на течните съединители, напротив, е висока (вижте характеристиките на течните съединители и преобразувателите на въртящ момент).
Преобразувателят на въртящия момент (фиг. 17.2) се състои от помпа 1 и турбина 2 колела, оборудвани с лопатки със сложна конфигурация.
Между колелата на помпата и турбината е монтиран реактор 3, който също има лопатки. Колело на помпата с корпус 5 и корона 4
Фиг. преобразувател на въртящ момент и неговите характеристики:
1- помпа колело; 2- турбинно колело; 3- реактор; 4- корона; 5-корпус; 6 и 7-валове; 5- корпус на скоростната кутия
монтиран на фланеца на коляновия вал 6, турбинното колело - на задвижвания вал на турбината 7, а реакторът - на картера 8. Корпусът е пълен с масло.
Съотношението на въртящия момент на колелото на турбината към въртящия момент на колелото на помпата се нарича коефициент на трансформация (K)
Благодарение на интензивното смесване на маслото с остриетата, ефективността преобразувателят на въртящия момент е по-нисък от ефективността на флуидния съединител и е максимум 0,85-09. Значителни загуби на мощност водят до силнонафта в преобразувателя на въртящия момент. За охлаждане маслото преминава през маслен охладител.
Изменението на основните показатели на преобразувателя на въртящия момент в зависимост от броя на оборотите на турбинното колело е показано на външната му характеристика (фиг. 172). Както може да се види от характеристиката, намаляването на броя на оборотите на турбинното колело е придружено от значително увеличение на предавания въртящ момент (т.е. K). най-високите стойности на Mt и K се постигат със стационарно турбинно колело и голям брой обороти на помпеното колело. Този характер на промяната в предавания момент позволява на автомобила автоматично да се адаптира към промените във външните съпротивления.
Преобразувателите на въртящ момент могат да бъдат класифицирани според следните критерии:
- по броя на турбинните колела;
- по посока на въртене на турбинните и помпените колела;
- според начина на монтаж на реактора;
- по броя на реакторите;
- върху взаимодействието между въртящите моменти на двигателя и турбинното колело.
В зависимост от броя на турбинните колела преобразувателите на въртящия момент се разделят на едностепенни, двустепенни и тристепенни. Например, тристепенен преобразувател на въртящ момент има помпено колело, три турбинни колела, монтирани на общ вал, и два реактора. Коефициентът на трансформация на такъв трансформатор достига 4,5-5, докато за едностепенен обикновено не надвишава 3,5, ефективността на многостепенния преобразувател на въртящия момент е по-ниска, дизайнът е по-сложен.
В зависимост от посоката на въртене на колелата преобразувателите на въртящия момент могат да бъдат с директно движение; колелата на помпата и турбината се въртят едновременно
страна, с реверсивен преобразувател на въртящия момент - в различни посоки, а с реверсивен преобразувател на въртящ момент турбинното колело може да се върти и в двете посоки.посока.
В зависимост от метода на монтаж на реактора преобразувателят на въртящия момент може да бъде прост или сложен. В първия случай реакторът е неподвижно фиксиран, във втория е монтиран на свободно колело, което позволява на реактора да се върти в посоката на въртене на колелото и го държи в обратна посока. Мобилната инсталация на реактора осигурява възможност на преобразувателя на въртящия момент да работи в режим на флуидна връзка, което повишава ефективността му.Допълнително повишаване на ефективността на преобразувателя на въртящия момент в работни условия може да се постигне чрез инсталиране на два реактора. В този случай реакторите започват да се въртят последователно, а преобразувателят на въртящия момент се нарича полимерен.
Според характера на взаимодействието между въртящите моменти на двигателя и турбинното колело преобразувателите на въртящ момент се разделят на прозрачни и непрозрачни. Ако промяната на външното натоварване при постоянна позиция на дросела е придружена от промяна в скоростта и въртящия момент на двигателя (фиг. 172, плътни криви Mn и nn), тогава преобразувателят на въртящия момент се нарича прозрачен. Такива преобразуватели на въртящия момент обикновено се намират при автомобили с карбураторни двигатели, тъй като позволяват на автомобилите да се движат при ниски скорости и да използват по-пълно въртящия момент на двигателя. Коефициентът на трансформация на прозрачните преобразуватели на въртящия момент обаче обикновено не надвишава 2,7 (с три колела). Ако на превозното средство е монтиран непрозрачен преобразувател на въртящия момент, тогава промяната във външното съпротивление не влияе на режима на работа на двигателя (фиг. 172, пунктирани криви Мн и нн). Такива преобразуватели на въртящ момент имат голям коефициент на трансформация (4-5), изграждат се само като едностепенни и се монтират на тежкотоварни камиони с дизелови двигатели.
Едностепенна, сложна, полиметрична,непрозрачен преден преобразувател на въртящия момент с коефициент на трансформация 3,5 е монтиран на превозно средство MAZ-535 (фиг. 169). Помпата 6, колелата на турбината 5 и двата реактора 11 са отлети от алуминиева сплав. Колелото на помпата е свързано към задвижващия вал 7 през корпуса, колелото на турбината е свързано към вала на турбината 8. Реакторите са монтирани на свободни колела 9. За блокиране на колелата на помпата и турбината е монтиран заключващ съединител с бутало 10. Циркулацията на маслото през преобразувателя на въртящия момент се осигурява от помпа 37 (фиг. 170), която поема масло от радиатора на преобразувателя на въртящия момент 3. Нормалното налягане на маслото в системата (2,5-4 kg / cm 3) се осигурява от клапан 31, разположен в кутията на макарата. При шофиране по добър път, за да се увеличи скоростта на движение и да се намали разходът на гориво, преобразувателят на въртящия момент може да бъде блокиран от клапан 33 с електромагнитно задвижване. Чрез натискане на бутона 28 в кабината, соленоидът 34 се включва, клапанът се движи надолу и маслото от селекторния клапан 25 тече към усилвателя на заключващия съединител с бутало 10. Преобразувателят на въртящия момент може да бъде заключен само на втора и трета предавка в кутията. Когато предавката е включена, преобразувателят на въртящия момент се отключва автоматично чрез източване на маслото от буталото през селекторния клапан. При превключване от една предавка към друга първо се отключва и след това преобразувателят на въртящия момент автоматично се блокира отново поради действието на махаловиден клапан 29. Така че, ако втората предавка е включена вместо третата предавка, маслото от селекторния клапан през калибрирания отвор ще натисне буталото на клапана 29 отдясно, ще го премести наляво и през отворения канал и клапана 33 ще отиде до буталото 1 0 на блокиращия съединител.
Най-високата ефективност на преобразувателя на въртящия момент в режим на трансформатор е 0,83, всъединители-0,92.
На автомобила MAZ-535 преобразувателят на въртящия момент, заедно с планетарната скоростна кутия, се намира в общия корпус на хидромеханичната трансмисия.
1.- турбинни лопатки, 2.- помпени лопатки, 3.- реакторни колела, 4.- маховик с корона.
Външно, в допълнение към наличието на реактор, преобразувателят на въртящия момент се различава от флуидния съединител по това, че последният има плоски и радиални (прави) лопатки, докато първият има извити.