4.3. Особенности автомобилей с гидромеханической трансмиссией

4.3.1. Рабочий процесс ГДТ

В простейшем виде гидротрансформатор /4/ состоит из центробежного насоса Н, вращаемого коленвалом двигателя, турбины Т, соединенной механическим приводом с ведущими колесами автомобиля, и реактора Р, представляющего собой неподвижно закрепленное колесо с лопатками. Все три колеса гидротрансформатора – Н, Т, Р образуют замкнутую полость (круг циркуляции), в которой происходит непрерывное движение жидкости от насоса к турбине, из турбины на лопатки реактора, а оттуда обратно в насос. Поток масла, вытекающий из насоса, увлекает за собой колесо турбины и заставляет его вращаться вокруг оси коленвала (рис. 25).

Вид Б Вид В

в г

Рис. 25. Гидротрансформатор (а) и схемы движения жидкости (б, в, г)

ГДТ, у которых турбинное колесо вращается в ту же сторону, что и насосное, называют гидротрансформатором прямого действия. Лопасти турбинного колеса направлены таким образом, что вектор относительной скорости движения жидкости направлен от периферии к оси вращения колеса (рис. 25,б). Стекая с лопастей турбинного колеса, жидкость оказывается в реакторе, который, играя роль направляющего устройства, вновь подает жидкость в насосное колесо. Однако в случае ее разблокирования реактор получает возможность свободно вращаться вокруг общей оси, в результате чего ГДТ переходит на режим работы гидромуфты, у которой имеется только 2 лопастных колеса (насосное и турбинное). ГДТ, у которых реактор может отсоединяться от опоры и свободно вращаться, обеспечивая его переход в режим гидромуфты, называется комплексным.

Крутящий момент, прикладываемый к насосному колесу со стороны двигателя, численно равен моменту сил сопротивления, которые создает приводимая в движение жидкость. При этом момент сил сопротивления определяется изменением момента количества движения жидкости в единицу времени:

М_н = m_ж(V_н1Rcos - V_н2rcos), (99)

где m_ж - масса жидкости, протекающей через насосное колесо в

единицу времени;

V_н1 и V_н2 - абсолютные скорости движения жидкости на входе и выходе из насосного колеса;

 и  - углы между абсолютной и относительной скоростью движения жидкости соответственно на входе и выходе.

Крутящий момент на турбинном колесе, как и на насосном, определяется массой жидкости, протекающей через турбину в единицу времени, а также скоростью и направлением ее движения при входе и выходе с турбинного колеса:

М_т = m_ж(V_т2rcos - V_т1Rcos), (100)

где V_т2 и V_т1 - скорость жидкости на выходе и входе в турбинное колесо;

 - угол между абсолютной и окружной скоростью жидкости при ее выходе из турбинного колеса.

При установившемся режиме работы момент на турбинном колесе больше момента на насосном на величину момента, действующего на реакторе (М_р):

М_т = М_н + М_р. (101)

У комплексного ГДТ при срабатывании муфты свободного хода реактор отключается от внешней опоры и вращается заодно с турбиной. В этом случае М_р = 0, а М_т = М_н.