Momentomformer

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 7. oktober 2015; checks kræver 49 redigeringer .

En momentomformer ( hydrodynamisk transformer ) er en hydrodynamisk transmission , der konverterer det transmitterede drejningsmoment i størrelse (og nogle gange i retning). [en]

Det er et af elementerne i hydromekaniske transmissioner og hydrauliske transmissioner , som bruges i transportkøretøjer med en forbrændingsmotor fra personbiler til skibe. Momentomformere er meget udbredt i bilteknologi, hvilket giver en jævn start af bilen fra et sted og reducerer overførslen af stødbelastninger fra transmissionen til motorakslen. Mest almindeligt anvendt med automatiske gearkasser eller CVT'er .

Hovedparametrene for momentomformeren

Den aktive diameter er den største diameter af arbejdshulrummet. [2]
Drejningsmomenttransformationsforholdet (i det følgende benævnt CT) er forholdet mellem drejningsmomentet på det drevne led og drejningsmomentet på det drivende led. [3]
I informationsmateriale om momentomformeren er den maksimalt mulige værdi af transformationsforholdet normalt nævnt, selvom når momentomformeren er i drift, er dens CT forskellig i forskellige driftstilstande.
Gear ratio - forholdet mellem hastigheden af det drevne led og hastigheden af det drivende led (altid mindre end én). [fire]

Sådan virker det

Enhver momentomformer består af:

Aksial vingepumpe , stift forbundet til momentomformerhuset. Pumpen sørger for væskens bevægelse.
Turbine stift forbundet til den drevne aksel. Turbinen roterer under påvirkning af væskestrømmen fra pumpen.
Den såkaldte stator (reaktor, ledeskov) er et specielt pumpehjul installeret i væskens bane direkte ved turbinens udløb. Statoren er monteret på en friløbskobling (frihjul), så den kun kan rotere frit i én retning (i samme retning som turbinen roterer).

Under driften af momentomformeren accelereres væsken af pumpehjulet og bevæger sig langs en kompleks bane, som kan opdeles i to simple komponenter: relativ (hastigheden er rettet radialt fra aksen til periferien af pumpehjulet og fra periferien til turbinehjulets akse), bærbar (rotation sammen med pumpen og turbinehjulene ). Afhængigt af forholdet mellem disse komponenter kan momentomformeren fungere i forskellige tilstande.

Der er tre driftsformer for momentomformeren:

Momenttransformationstilstand. Forholdet mellem de bærbare og relative hastigheder af strømningen, der forlader turbinehjulet, er således, at den absolutte hastighed er rettet mod den konkave overflade af reaktorbladene. Der skabes et drejningsmoment på reaktoren, som har en tendens til at dreje den i retning af blokering af frihjulet. Reaktoren er stationær. I dette tilfælde drejer reaktorbladene den relative komponent af flowet fra turbinehjulet, så dets kinetiske energi føjes til den kinetiske energi af den bærbare bevægelse, hvilket skaber et øget drejningsmoment på turbinehjulet. Et særligt tilfælde er stoptilstanden, når turbinehjulet også er stationært. Samtidig er der praktisk talt ingen bærbar komponent i strømmen, der forlader turbinehjulet. Med en stigning i turbinehjulets rotationsfrekvens øges centrifugalkraften, hvilket forhindrer strømmen fra periferien til turbinehjulets akse. Den kinetiske energi af den relative komponent af strømmen, der forlader turbinehjulet, reduceres. Dette reducerer transformationsforholdet. Når det bliver tæt på én, skifter momentomformeren til væskekoblingstilstand.
Hydraulisk tilstand. Forholdet mellem de relative og bærbare komponenter bliver således, at den absolutte hastighed af strømningen, der forlader turbinehjulet, rettes mod den konvekse overflade af reaktorbladene. Dette skaber et drejningsmoment, der drejer reaktoren i retning af at kile frihjulet. Reaktoren roterer med turbinehjulet og ændrer ikke retningen af den relative strømningskomponent. Momentet fra pumpehjulet til turbinehjulet overføres uden ændring.
Blokeringstilstand. Styresystemet sender et signal om at blokere drejningsmomentomformerens friktionskobling. Pumpen og turbinehjulene er stift forbundet og roterer som én. I dette tilfælde har væskestrømmen ingen relativ komponent.

En beskrivelse af princippet for drift af momentomformeren kan ses i denne video Automatisk transmissionsmomentomformer. Hele sandheden om princippet om arbejde .

Enhed

Alle dele er samlet i en fælles kuffert. Momentomformerens krop er normalt monteret på en drivplade, som igen er fastgjort til krumtapakslen på maskinens motor. Selvom der er undtagelser. For eksempel i transmissionerne af LiAZ-677-bussen og DT-175S-traktoren sker overførslen af drejningsmoment fra motoren til momentomformeren gennem kardanakslen. Momentomformeren er fyldt med olie, som aktivt blandes under driften.

Pumpehjulet er stift forbundet med momentomformerhuset; når motorakslen roterer, skaber den en oliestrøm inde i momentomformeren, som roterer statorhjulet (reaktoren) og turbinen.

Den strukturelle forskel mellem en momentomformer og en væskekobling er tilstedeværelsen af en stator (reaktor). Statoren er monteret på et frihjul . Med en væsentlig forskel i pumpens og turbinens hastighed blokeres statoren (reaktoren) automatisk og overfører en større mængde væske til pumpehjulet. Takket være statoren (reaktoren) øges drejningsmomentet op til tre gange [5] ved start fra stilstand.

Turbinen er stift forbundet med den automatiske gearkasse .

På grund af det faktum, at transmissionen af drejningsmoment inde i momentomformeren sker uden en stiv kinematisk forbindelse, elimineres stødbelastninger på transmissionen, og bilen opnår større glathed. Den negative effekt af momentomformeren er turbinehjulets "glidning" i forhold til pumpehjulet - dette fører til øget varmeudvikling (i nogle tilstande kan momentomformeren generere mere varme end selve motoren) og en stigning i brændstof. forbrug.

Låsning af momentomformer

For at forbedre brændstofeffektiviteten introduceres en låsemekanisme i designet af moderne momentomformere, hvilket gør det muligt at forbinde pumpen og turbinen stift. Når momentomformeren er låst, fungerer den automatiske transmission i en stiv kinematisk forbindelse mellem motor og transmission, svarende til den manuelle gearkasse . I elektronisk styrede automatgearkasser bestemmes tidspunktet for indlåsning af computeren, så den kan tændes næsten til enhver tid ifølge styreprogrammet.

Automatiske transmissioner produceret i det 20. århundrede inkluderede kun en momentomformerlås, når en tilstrækkelig høj hastighed blev nået (mere end 70 km/t). Moderne automatgear inkluderer blokering af momentomformeren ved ret lave hastigheder (fra 20 km/t), hvilket giver dig mulighed for at spare brændstof, ikke kun når du kører på motorvejen, men også når du kører i byen. Også momentomformerlåsen bruges, ligesom en manuel gearkasse, til motorbremsning. I dette tilfælde stopper brændstoftilførslen til motoren under blokeringens varighed, motorakslen roterer på grund af bilens bevægelse. På traktorer bruges momentomformerlåsen til at starte traktormotoren "fra skubberen", eller når traktoren kører i stationær tilstand.

Det skal bemærkes, at selvom låsning af momentomformer giver håndgribelige brændstofbesparelser, har det nogle ulemper:

direkte kinematisk forbindelse bidrager til overførsel af stødbelastninger mellem motoren og transmissionen;
hyppig aktivering af låsen fører til slid på de automatiske transmissionskoblinger;
forurening af automatgearolie med slidprodukter fra låsekoblingerne;
forringelse af køreglatheden ved skift af automatgear.

Ansøgning

Momentomformere er meget udbredt i køretøjer lige fra personbiler og lette gaffeltrucks til supertunge specielle lastbilchassiser. Oftest arbejder de med planetgearkasser , selvom der også er kombinationer med konventionelle to- og treakslede designs. Populariteten af maskiner udstyret med en momentomformer kan variere meget afhængigt af regionen. Så i slutningen af det 20. århundrede i Vesteuropa havde omkring 20% af bilerne en momentomformer. Langt størstedelen af mellem- og højeffekt hydrauliske transmissioner i Europa er designet og bygget af Voith i Tyskland.

Samtidig var deres andel i USA omkring 80 %. I de senere år er momentomformere blevet erstattet af automatiserede eller “robotiserede” manuelle gearkasser fra personbilindustrien.

I USSR og senere i CIS blev de brugt i de hydrodynamiske transmissioner af Volga, Chaika og ZIL biler, MZKT og KZKT multi-purpose traktorer, BelAZ familien , LAZ-695Zh og LiAZ-677 busserne ", på traktorer" DT-175S "og" T-330 "og på en række skiftende diesellokomotiver (TGM3, TGM6, TGK2) og hovedlokomotiver - TG102, TG16, TG22. Derudover bruges momentomformere i transmissioner af nogle typer kraner og gravemaskiner med et kabeldrev af arbejdslegemer, i drev af mine- og stenbrudsbåndtransportører. Der blev også installeret momentomformere i propeldrevet af den mest kraftfulde flodskubbeslæbebåd i USSR " Marshal Blucher ", som gjorde det muligt for det gigantiske skibs motorer at fungere effektivt ved lave hastigheder uden brug af propeller med kontrollerbar stigning (implementering af hvilket på flodfartøjer er meget vanskeligt).

To-motors momentomformer

I volumetriske hydrauliske drivsystemer er der enheder, der kaldes hydrauliske transformere, men som ikke har noget til fælles med hydrodynamiske transformere i design. Et eksempel er HC53-enheden, der står på An-124 Ruslan-flyet og nogle andre, består af to identiske hydrauliske maskiner (motor-pumper) med en fælles aksel, som hver er forbundet med sit eget autonome hydrauliske system. I hvilket af systemerne er der mere tryk - maskinen i det system roterer akslen og overfører mekanisk energi til en anden maskine, som skaber tryk i sit system. Dette design giver dig mulighed for at overføre energi fra system til system uden væskeudveksling, hvilket, i tilfælde af trykaflastning eller forurening af et hydraulisk system, udelukker svigt af et andet. På Airbus- og Superjet-100- fly kaldes en lignende enhed en kraftoverførselsenhed (PTU), og de lyde, der ledsager dens drift, minder om lyden af en rundsav eller en hund, der gøer (sidstnævnte observeres under motorstart) , ofte skræmme passagerer. Under normal flyvning, med flyet i god stand, er PTU'en normalt inaktiv.

Se også

Noter

↑ GOST 19587-74 Hydrodynamiske transmissioner; Begreber og definitioner. - S. 3. term 1.5 "Hydrodynamisk transformer".
↑ GOST, 1974 , s. otte.
↑ GOST, 1974 , s. ti.
↑ GOST, 1974 , s. elleve.
↑ Momentomformerdrift (utilgængeligt link) . Dato for adgang: 24. oktober 2009. Arkiveret fra originalen den 7. januar 2010. (ubestemt)

Litteratur

GOST 19587-74. Hydrodynamiske transmissioner; Begreber og definitioner. - Moskva: IPK Standards Publishing House, 1974. - 37 s.
Statens standard. GOST 19587-74. Hydrodynamiske transmissioner; termer og definitioner . - officiel. - Moskva: IPK Standards Publishing House, 1974. - 37 s.
Lepeshkin A.V., Mikhailin A.A., Sheipak A.A. Hydraulik og hydropneumatisk drev: Lærebog, del 2. Hydrauliske maskiner og hydropneumatisk drev . - Moskva: RIC MGIU, 2003. - 352 s. — ISBN 5-276-00380-7 .
Geyer V.G., Dulin V.S., Zarya A.N. Hydraulik og hydraulisk drev: Lærebog for universiteter. - 3. udg., revideret. og yderligere . - Moskva: Nedra, 1991. - 333 s. — ISBN 5-247-01007-8 .
Bashta T.M., Rudnev S.S., Nekrasov B.B., Baibakov O.V., Kirillovsky Yu.L. Hydraulik, hydrauliske maskiner og hydrauliske drev: En lærebog for ingeniøruniversiteter. - 4. udgave, stereotypt, genoptrykt fra 2. udgave . - Moskva: Alliance Publishing House, 2010. - 423 s. — ISBN 5-903-03488-8 .
Fly An-124-100: Vedligeholdelsesmanual. Bog 5, afsnit 029 - hydraulisk kompleks.

Tutorial video

Princippet om drift af den automatiske transmissions træningsvideo, herunder momentomformeren

Turbiner og mekanismer med turbiner i sammensætningen

Typer

Efter type arbejdende krop

Gas	Gasturbineanlæg gasturbine kraftværk Gasturbine motorer
Damp	Kombianlæg Kondenserende turbine
hydraulisk	propel turbine

Efter designfunktioner

Køretøjer

Strukturelle elementer