دستگاه و اصل عملکرد مبدل گشتاور مدرن

اولین مبدل گشتاور بیش از صد سال پیش ظاهر شد. با انجام بسیاری از اصلاحات و اصلاحات ، امروزه در بسیاری از زمینه های مهندسی مکانیک از این روش کارآمد انتقال روان گشتاور استفاده می شود و صنعت خودرو نیز از این قاعده مستثنی نیست. در حال حاضر رانندگی بسیار راحت تر و راحت تر است زیرا دیگر نیازی به استفاده از پدال کلاچ نیست. دستگاه و اصل عملکرد مبدل گشتاور ، مانند هر چیز مبتکرانه ، بسیار ساده است.

داستان

برای اولین بار ، اصل انتقال گشتاور با استفاده از چرخش مجدد مایع بین دو پروانه بدون اتصال سخت توسط مهندس آلمانی هرمان فتینگر در سال 1905 ثبت اختراع شد. به دستگاههایی که بر اساس این اصل کار می کنند کوپلینگ مایع گفته می شود. در آن زمان ، توسعه کشتی سازی طراحان را ملزم می کرد راهی برای انتقال تدریجی گشتاور از یک موتور بخار به ملخ های بزرگ کشتی در آب پیدا کنند. هنگام اتصال محکم ، آب در هنگام راه اندازی سرعت حرکت تند تیغه ها را کاهش داده و باعث ایجاد بار معکوس بیش از حد بر روی موتور ، شافت ها و اتصالات آنها می شود.

پس از آن ، از کوپل های مایع مدرن برای اطمینان از شروع صاف آنها در اتوبوس های لندن و اولین لوکوموتیو های دیزلی استفاده شد. و حتی بعداً ، اتصال مایع زندگی را برای رانندگان اتومبیل راحت تر کرد. اولین خودروی تولیدی با مبدل گشتاور ، Oldsmobile Custom 8 Cruiser ، در سال 1939 از خط مونتاژ جنرال موتور خارج شد.

دستگاه و اصل عمل

مبدل گشتاور یک محفظه بسته به شکل توروئید است که در داخل آن پروانه های پمپاژ ، راکتور و توربین به صورت کواکسیال نزدیک به یکدیگر قرار می گیرند. حجم داخلی مبدل گشتاور برای انتقال اتوماتیک که از یک چرخ به چرخ دایره دیگر در گردش است ، با مایعات پر می شود. چرخ پمپ در محفظه مبدل ساخته شده و به سختی به میل لنگ متصل می شود ، یعنی با دور موتور می چرخد. چرخ توربین به سختی به شافت ورودی گیربکس اتوماتیک متصل است.

بین آنها چرخ راکتور یا استاتور قرار دارد. راکتور بر روی یک کلاچ چرخ آزاد سوار شده است که به آن امکان چرخش فقط در یک جهت را می دهد. پره های راکتور دارای هندسه خاصی هستند که به دلیل آن جریان سیال برگشتی از چرخ توربین به چرخ پمپ جهت خود را تغییر می دهد و در نتیجه باعث افزایش گشتاور چرخ پمپ می شود. این تفاوت بین مبدل گشتاور و کوپلینگ مایع است. در حالت دوم ، هیچ راکوری وجود ندارد و بر این اساس ، گشتاور افزایش نمی یابد.

اصل عمل مبدل گشتاور بر اساس انتقال گشتاور از موتور به سیستم انتقال قدرت با استفاده از جریان سیال در گردش مجدد ، بدون اتصال سخت است.

یک پروانه رانندگی ، همراه با میل لنگ چرخان موتور ، یک جریان مایع ایجاد می کند که به پره های یک چرخ توربین مخالف برخورد می کند. تحت تأثیر سیال حرکت کرده و گشتاور را به شافت ورودی سیستم انتقال قدرت منتقل می کند.

با افزایش دور موتور ، سرعت چرخش پروانه افزایش می یابد که منجر به افزایش نیروی جریان سیالی می شود که چرخ توربین را حمل می کند. علاوه بر این ، مایعات که از طریق پره های راکتور برمی گردد ، شتاب اضافی دریافت می کند.

جریان سیال بسته به سرعت چرخش پروانه تغییر شکل می یابد. در لحظه تساوی سرعت توربین و چرخ های پمپ ، راکتور از گردش آزاد مایع جلوگیری می کند و به لطف چرخ آزاد نصب شده شروع به چرخش می کند. هر سه چرخ با هم می چرخند و سیستم بدون افزایش گشتاور در حالت اتصال سیال شروع به کار می کند. با افزایش بار در شافت خروجی ، سرعت چرخ توربین نسبت به چرخ پمپاژ کند می شود ، راکتور مسدود می شود و دوباره شروع به تبدیل جریان سیال می کند.

مزایا

1. حرکت آرام و شروع
2. کاهش ارتعاشات و بارهای انتقال نیرو از عملکرد ناهموار موتور.
3. امکان افزایش گشتاور موتور.
4. بدون نیاز به تعمیر و نگهداری (جایگزینی عناصر و غیره).

محدودیت ها

1. راندمان پایین (به دلیل عدم تلفات هیدرولیکی و اتصال صلب با موتور).
2. دینامیک ضعیف خودرو در ارتباط با هزینه برق و زمان برای باز کردن جریان سیال است.
3. هزینه بالا

حالت قفل

به منظور کنار آمدن با معایب اصلی مبدل گشتاور (راندمان پایین و دینامیک ضعیف خودرو) ، مکانیزم قفل سازی ایجاد شده است. اصل عملکرد آن مشابه کلاچ کلاسیک است. این مکانیسم از یک صفحه مسدود کننده تشکیل شده است که از طریق فنرهای میراگر لرزش پیچشی به چرخ توربین (و در نتیجه به شافت ورودی گیربکس) متصل می شود. صفحه دارای سطح اصطکاک است. به دستور واحد کنترل انتقال ، صفحه با فشار مایع به سطح داخلی محفظه مبدل فشار داده می شود. گشتاور بدون درگیر شدن مایعات مستقیماً از موتور به جعبه دنده منتقل می شود. بنابراین ، کاهش تلفات و کارایی بالاتر حاصل می شود. قفل را می توان در هر دنده ای فعال کرد.

حالت لغزش

قفل شدن مبدل گشتاور نیز می تواند ناقص باشد و در اصطلاح "حالت لغزش" کار کند. صفحه مسدودکننده کاملاً روی سطح کار فشرده نشده و بدین ترتیب لغزش جزئی پد اصطکاک فراهم می شود. گشتاور به طور همزمان از طریق صفحه مسدود کننده و مایع در گردش انتقال می یابد. به لطف استفاده از این حالت ، کیفیت دینامیکی خودرو به طور قابل توجهی افزایش می یابد ، اما در عین حال صافی حرکت حفظ می شود. وسایل الکترونیکی اطمینان حاصل می کنند که کلاچ قفل شده در هنگام شتاب گرفتن هر چه زودتر درگیر شده است و در هنگام کاهش سرعت ، تا اواخر ممکن از آن جدا می شود.

با این حال ، حالت لغزش کنترل شده دارای اشکال قابل توجهی در رابطه با سایش سطوح کلاچ است ، که علاوه بر این ، در معرض اثرات شدید دما هستند. محصولات فرسوده به روغن وارد می شوند و خواص عملکرد آن را مختل می کنند. حالت لغزش باعث می شود مبدل گشتاور تا حد ممکن کارآمد باشد ، اما در عین حال عمر آن را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.