Принцип работы гидротрансформатора

Этот гидравлический преобразователь крутящего момента обеспечивает все основные функции современной системы автоматической трансмиссии и в своей простейшей форме обеспечивает непрерывно изменяемое передаточное число приблизительно до соотношения 2:1. Это устройство выполняет также функцию гидравлического сцепления. Более сложные типы гидротрансформаторов могут обеспечивать большее преобразование крутящего момента.

Принцип работы. Прежде чем рассмотреть работу гидротрансформатора, давайте проделаем следующий эксперимент.
Каждый, кому приходилось пользоваться садовым шлангом, знает, что вода вылетает из наконечника со значительной скоростью. Движущаяся вода обладает энергией, а это означает, что она может совершить определенную работу. Если направить поток жидкости на пластину, направление потока изменится и на пластину будет действовать определенная сила, зависящая от изменения направления потока (рис. 7.3).
Изменяя скорость вылета жидкости при помощи крана на шланге, можно регулировать силу соударения; вылетающая с малой скоростью жидкость обладает малой энергией и потому воздействует на пластину с малой силой.
Сила соударения может изменяться и при перемещении пластины, например, если бы она двигалась вместе с жидкостью. При таком перемещении скорость жидкости по отношению к пластине будет меньше, чем в случае с неподвижной пластиной, а поэтому сила соударения также будет меньше. Если пластина будет перемещаться с той же скоростью, что и жидкость, тогда соударения не будет, и на пластину не будет воздействовать сила.
На рис. 7.4 изображена изогнутая пластина. В данном случае жидкость ударяется в пластину со скоростью V, а искривленная поверхность отбрасывает жидкость назад со скоростью -V. В этом случае достигается удвоение силы, поскольку пластина не только не останавливает жидкость, но и отбрасывает ее назад с такой же скоростью.
При установке группы таких пластин на вал (рис. 7.5) получается турбинное колесо. Каждая пластина, которая в данном случае называется лопастью, будет отбирать энергию от движущейся жидкости и заставлять вал вращаться.
Из рассмотренных примеров можно сделать следующие выводы:
1. Низкая скорость жидкости дает малое поворачивающее усилие или крутящий момент.
2. Большой крутящий момент получается тогда, когда скорость жидкости высокая, а скорость вала низкая.
3. При увеличении скорости вала получается постепенное уменьшение крутящего момента.
Вообще говоря, подобные эксперименты могут быть проведены как с жидкостью, так и с газом и полученные выводы применимы к газовым турбинного колеса, турбокомпрессорам и гидротрансформаторам, поскольку основные принципы их работы одинаковые.