6.  Гидромеханическая передача

При использовании ступенчатых КП водителю для включения передач постоянно приходится нажимать на педаль управления ФС и перемещать рычаг переключения передач. Это требует от него значительных затрат энергии для управления трактором или автомобилем. Для устранения таких неудобств и облегчения работы водителя на тракторах и автомобилях применяют гидромеханические передачи. Они выполняют одновременно функции ФС и КП. При этом если КП у автомобиля выполнена с автоматическим или полуавтоматическим переключением передач, то управление его движением осуществляется педалью подачи топлива и при необходимости тормозной педалью.  

 Гидромеханическая передача состоит из гидротрансформатора или комплексной гидродинамической передачи и механической КП, соединенных последовательно или параллельно через дифференциальный механизм. На отечественных тракторах и автомобилях наиболее часто используют гидромеханическую передачу с последовательным соединением гидротрансформатора (комплексной гидродинамической передачи) и КП. 

Гидротрансформатор (рис. 12.13) состоит минимум из трех колес с лопатками -  насосного 3 (ведущего), турбинного 2 (ведомого) и реактора 4. У гидротрансформатора реактор 4 соединен с неподвижным корпусом, а у комплексной гидродинамической передачи он установлен на муфте 6 свободного хода (МСХ). Насосное колесо 3 закреплено на маховике 1 двигателя и образует корпус гидротрансформатора. Внутри корпуса размещены турбинное колесо 2, соединенное с первичным валом 5 КП, и реактор 4. Внутренняя полость гидротрансформатора заполнена под давлением специальным маслом малой вязкости.

Рис. 4.14. Гидротрансформатор:

а – общий вид; б - схема; 1 – маховик двигателя; 2 – турбинное колесо; 3 – насосное колесо; 4 – реактор; 5 - первичный вал КП; 6 - МСХ

 

При работающем двигателе насосное колесо 3 вращается вместе с маховиком 1 двигателя. Масло, захватываемое лопатками насосного колеса, участвует в двух движениях: перемещается вместе с лопатками и под действием центробежной силы - вдоль лопаток от центра вращения к периферии колеса. Поток масла поступает к наружной части насосного колеса и, воздействуя на лопатки турбинного колеса 2, приводит его во вращение. Из турбинного колеса масло поступает в реактор 4, который изменяет направление движения потока жидкости, обеспечивая плавный и безударный вход жидкости в насосное колесо и изменение крутящего момента на турбинном колесе. Таким образом, масло, циркулируя по замкнутому кругу, обеспечивает передачу крутящего момента в гидротрансформаторе. Характерной особенностью гидротрансформатора является изменение крутящего момента при передаче его от маховика 1 двигателя к первичному валу 5 КП. Крутящий момент на турбинном колесе достигает своего максимума при трогании машины с места. В этом случае реактор 2 через МСХ 6 заторможен на неподвижный корпус. По мере разгона машины увеличивается частота вращения турбинного колеса, а крутящий момент на нем уменьшается. В результате происходит изменение величины, а при определенной частоте вращения турбинного колеса и направления крутящего момента, действующего на реакторное колесо. При изменении направления действия крутящего момента на реактор 4 МСХ 6 выключается, и реактор начинает свободно вращаться. В этом случае крутящие моменты на насосном и реакторном колесах выравниваются и гидротрансформатор переходит в режим работы гидромуфты. Таким образом, происходят плавный разгон машины и бесступенчатое изменение крутящего момента на ее ведущих колесах.

Гидротрансформатор автоматически устанавливает необходимое передаточное число между коленчатым валом двигателя и ведущими колесами машины. Так, при возрастании сопротивления движению машины частоты вращения турбинного колеса гидротрансформатора уменьшается, что приводит к росту динамического напора жидкости на лопатках турбины. В результате крутящий момент на турбине и, следовательно, на ведущих колеса машины увеличивается.

Современные конструкции гидротрансформаторов в зависимости от сопротивления движению машины могут автоматически изменять крутящий момент на ее колесах в 2,5…3,5 раза на каждой передаче в КП. При этом некоторые конструкции гидротрансформаторов могут иметь до трех турбинных колес, соединенных между собой и двух реакторных колес, установленных на МСХ.