Гидротрансформатор. Способ подачи жидкости

Рассмотрев основные принципы работы турбины, займемся теперь рассмотрением способа подачи жидкости. Из предыдущего рассмотрения стало ясно, что энергия частицы жидкости зависит от ее скорости, поэтому необходимо компактное устройство, чтобы выбрасывать жидкость с высокой скоростью. В случае гидротрансформатора это обеспечивается центробежным насосом, который по своему устройству похож на тот, который используется в системе охлаждения нагнетателя.

Вращение изображенной части будет заставлять частицу жидкости р перемещаться по указанному пути. Движение будет происходить в направлении к внешней стороне и скорость частицы будет увеличиваться. Для увеличения энергии частицы двигатель должен совершать определенную работу. Если поместить насосное колесо в корпус, жидкость будет перемещаться так, как изображено на рис. 7.7. При взгляде на рисунок ясно, что жидкость перемещается по окружности и имеет скорость в этом направлении, которая управляет силой привода, развиваемой насосным колесом. Сходство между потоком, обеспечиваемым насосным колесом и шлангом на рис. 7.5, очевидно и влияние скорости вращения коленчатого вала двигателя на производительность насосного колеса легко понять — малые обороты коленчатого вала двигателя обеспечивают малый поток (малую скорость) жидкости, и, таким образом, каждая частица жидкости будет обладать малым количеством энергии.
Расположим теперь насосное колесо вблизи турбинного колеса (рис. 7.8). Насосное колесо придает энергию частице и она перемещается к наружной стороне. Эта энергия поглощается турбинным колесом, при движении жидкости внутри турбинного колеса по направлению к валу, вследствие чего жидкость замедляется. Итак, можно сделать выводы:
Насосное колесо (насос): Ускоряет частицу. Придает ей энергию.
Турбинное колесо (турбина): Замедляет частицу. Поглощает энергию

На рис. 7.8 изображено устройство, напоминающее гидравлическое сцепление, в этом устройстве выходной крутящий момент всегда меньше входного крутящего момента.
Если вспомнить прежнюю аналогию со шлангом, можно понять, что чем медленнее вращается турбина по отношению к насосу, тем больше сила соударения жидкости с лопастями турбины и тем больше получающийся крутящий момент. Это все верно, если жидкость не возвращается назад в насос, но если жидкость рециркулирует, тогда следует учитывать скорость жидкости по отношению к скорости лопастей насоса. Чтобы получить большую силу соударения с лопастями турбины, насос должен вращаться со скоростью большей, чем скорость турбины, поэтому когда жидкость возвращается в насос, она движется медленнее, чем лопасти насоса. В этом случае лопасть будет ударять по медленно движущейся частице жидкости и это будет приводить к появлению силы, действующей против направления движения насоса, то есть жидкость будет действовать как тормоз насоса. Чем больше будет разница в скорости между насосом и турбиной, тем больше будет сила соударения с лопастями турбины, но тем больше будет и тормозящее воздействие на насос. Чтобы получить увеличение крутящего момента, следует свести это тормозящее действие к минимуму. Это достигается путем установки между турбиной и насосом дополнительной детали, которая называется статором (неподвижная деталь). Устанавливаемый к удлинителю коробки передач статор состоит из нескольких лопастей, имеющих форму наподобие изображенной на рис. 7.9. Возвращающаяся к насосу жидкость перенаправляется таким образом, что теперь она попадает в насос с соответствующей скоростью и в соответствующем направлении. Если учитывать путь возврата масла к насосу, систему можно схематически представить в виде изображенном на рис. 7.10.