Enheten og driftsprinsippet til en moderne momentomformer

Den første momentomformeren dukket opp for mer enn hundre år siden. Etter å ha gjennomgått mange modifikasjoner og forbedringer, brukes denne effektive metoden for jevn overføring av dreiemoment i dag i mange områder innen maskinteknikk, og bilindustrien er ikke noe unntak. Kjøring er nå mye enklere og mer behagelig, ettersom det ikke lenger er behov for å bruke clutchpedalen. Enheten og driftsprinsippet til dreiemomentomformeren, som alt genialt, er veldig enkelt.

Historien om

For første gang ble prinsippet om å overføre dreiemoment ved å sirkulere væske mellom to løpehjul uten stiv forbindelse patentert av den tyske ingeniøren Hermann Fettinger i 1905. Enheter som opererer på grunnlag av dette prinsippet kalles væskekoblinger. På den tiden krevde utviklingen av skipsbygging designere å finne en måte å gradvis overføre dreiemoment fra en dampmaskin til store skipsdrivere i vannet. Når det er tett sammenkoblet, reduserte vannet bladets rykk under oppstart, noe som skapte en overdreven reversbelastning på motoren, sjaktene og skjøtene.

Deretter begynte moderniserte væskekoblinger å bli brukt på busser i London og de første diesellokomotivene for å sikre en jevn start. Og enda senere gjorde væskekoblinger livet lettere for bilførere. Den første produksjonsbilen med en momentomformer, Oldsmobile Custom 8 Cruiser, rullet av samlebåndet på General Motors i 1939.

Enhet og prinsipp for drift

Momentomformeren er et lukket kammer med en toroidform, hvori pumpe-, reaktor- og turbinhjulene er koaksialt plassert nær hverandre. Det interne volumet til dreiemomentomformeren er fylt med væske for automatiske girkasser som sirkulerer i en sirkel fra det ene hjulet til det andre. Pumpehjulet er laget i omformerhuset og er stivt koblet til veivakselen, dvs. roterer med motorhastighet. Turbinhjulet er stivt koblet til automatgirets inngangsaksel.

Mellom dem er reaktorhjulet eller statoren. Reaktoren er montert på en frihjulskobling som gjør at den bare kan rotere i én retning. Reaktorbladene har en spesiell geometri, på grunn av hvilken væskestrømmen som returneres fra turbinhjulet til pumpehjulet endrer retning, og derved øker dreiemomentet på pumpehjulet. Dette er forskjellen mellom en momentomformer og en væskekobling. I sistnevnte er det ingen reaktor, og følgelig øker ikke dreiemomentet.

Prinsippet om drift Momentomformeren er basert på overføring av dreiemoment fra motoren til transmisjonen ved hjelp av en resirkulerende væskestrøm, uten stiv forbindelse.

Et drivhjul, koblet til motorens roterende veivaksel, skaper en væskestrøm som treffer bladene til et motsatt turbinhjul. Under påvirkning av væske setter den i bevegelse og overfører dreiemoment til transmisjonens inngangsaksel.

Med en økning i motorhastigheten øker rotasjonshastigheten til pumpehjulet, noe som fører til en økning i kraften til væskestrømmen som bærer turbinhjulet. I tillegg får væsken, som kommer tilbake gjennom bladene i reaktoren, ytterligere akselerasjon.

Væskestrømmen transformeres avhengig av løpehjulets rotasjonshastighet. I øyeblikket av utjevningen av hastighetene til turbinen og pumpehjulene hindrer reaktoren den frie sirkulasjonen av væsken og begynner å rotere takket være det installerte friløpet. Alle tre hjulene roterer sammen, og systemet begynner å virke i væskekoblingsmodus uten å øke dreiemomentet. Med en økning i belastningen på utgående aksel, reduseres hastigheten på turbinhjulet i forhold til pumpehjulet, reaktoren blokkeres og begynner igjen å transformere væskestrømmen.

Fordeler

1. Jevn bevegelse og start.
2. Reduserer vibrasjoner og belastninger på girkassen fra ujevn motorbruk.
3. Mulighet for å øke dreiemomentet.
4. Ikke behov for vedlikehold (utskifting av elementer osv.).

Begrensninger

1. Lav effektivitet (på grunn av fravær av hydrauliske tap og stiv forbindelse med motoren).
2. Dårlig kjøretøydynamikk forbundet med kostnadene for kraft og tid til å koble av væskestrømmen.
3. Høy pris.

Låsemodus

For å takle de største ulempene med dreiemomentomformeren (lav effektivitet og dårlig kjøretøydynamikk), er det utviklet en låsemekanisme. Driftsprinsippet ligner på den klassiske clutchen. Mekanismen består av en blokkeringsplate, som er koblet til turbinhjulet (og dermed til girkassens inngangsaksel) gjennom fjærene til torsjonsvibrasjonsdemperen. Platen har et friksjonsfôr på overflaten. På kommando fra transmisjonskontrollenheten presses platen mot den indre overflaten av omformerhuset ved hjelp av væsketrykk. Dreiemoment begynner å overføres direkte fra motoren til girkassen uten væskeinnblanding. Dermed oppnås en reduksjon i tap og en høyere effektivitet. Låsen kan aktiveres i alle gir.

Slip-modus

Dreiemomentomformerens låsing kan også være ufullstendig og fungere i en såkalt “glidemodus”. Blokkeringsplaten presses ikke helt mot arbeidsflaten, og gir dermed delvis glidning av friksjonsputen. Dreiemomentet overføres samtidig gjennom blokkeringsplaten og sirkulasjonsvæsken. Takket være bruken av denne modusen økes bilens dynamiske egenskaper betydelig, men samtidig bevares glatt bevegelse. Elektronikken sørger for at låsekoblingen kobles inn så tidlig som mulig under akselerasjon, og kobles ut så sent som mulig når hastigheten reduseres.

Imidlertid har den kontrollerte glidemodus en betydelig ulempe forbundet med slitasje på clutchoverflatene, som dessuten er utsatt for alvorlige temperatureffekter. Sliteprodukter kommer inn i oljen, og svekker dens arbeidsegenskaper. Slipemodus gjør at dreiemomentomformeren kan være så effektiv som mulig, men reduserer samtidig levetiden betydelig.