Уређај и принцип рада савременог претварача обртног момента
Први претварач обртног момента појавио се пре више од сто година. Подвргнут многим модификацијама и побољшањима, овај ефикасан метод глатког преноса обртног момента данас се користи у многим областима машинства, а аутомобилска индустрија није изузетак. Вожња је сада много лакша и удобнија јер више нема потребе за употребом педале квачила. Уређај и принцип рада претварача обртног момента, као и све генијално, врло је једноставан.
История появления
По први пут је принцип преноса обртног момента помоћу рециркулације течности између два радна кола без крутог споја патентирао немачки инжењер Херман Феттингер 1905. године. Уређаји који раде на основу овог принципа називају се флуидне спојнице. У то време развој бродоградње захтевао је од дизајнера да пронађу начин да постепено преносе обртни моменат са парне машине на огромне бродске пропелере у води. Када је чврсто спојена, вода је успоравала трзање лопатица током покретања, стварајући прекомерно обрнуто оптерећење мотора, вратила и њихових спојева.
Касније су модернизоване спојнице за флуид кренуле да се користе у лондонским аутобусима и првим дизел локомотивама како би се осигурао њихов несметан старт. А чак и касније, течне спојнице олакшале су живот возачима аутомобила. Први серијски аутомобил са претварачем обртног момента, Олдсмобиле Цустом 8 Цруисер, сишао је са траке у Генерал Моторс-у 1939. године.
Уређај и принцип рада
Претварач обртног момента је затворена комора тороидног облика, унутар које су пумпе, реакторски и турбински импелери коаксијално постављени близу један другог. Унутрашња запремина претварача обртног момента је испуњена течношћу за аутоматске мењаче који круже у круг од једног точка до другог. Точак пумпе је направљен у кућишту претварача и чврсто је повезан са радилицом, тј. окреће се обртајем мотора. Турбински точак је чврсто повезан са улазним вратилом аутоматског мењача.
Између њих је точак реактора или статор. Реактор је постављен на слободни точак који му омогућава окретање само у једном смеру. Лопатице реактора имају посебну геометрију, због чега проток течности враћен из турбинског точка у точак пумпе мења смер, повећавајући тако обртни моменат на точкићу пумпе. То је разлика између претварача обртног момента и спојнице за флуид. У овом другом, реактор је одсутан, и, сходно томе, обртни моменат се не повећава.
Принцип рада Претварач обртног момента заснован је на преносу обртног момента са мотора на пренос помоћу циркулишућег протока течности, без крутог споја.
Погонско коло, повезано са ротирајућом радилицом мотора, ствара проток течности који погађа лопатице супротног турбинског точка. Под утицајем течности покреће се и преноси обртни моменат на улазно вратило преносника.
Са повећањем броја обртаја мотора повећава се брзина ротације радног кола, што доводи до повећања силе протока течности која носи точак турбине. Поред тога, течност, која се враћа кроз лопатице реактора, добија додатно убрзање.
Проток течности се трансформише у зависности од брзине ротације радног кола. У тренутку изједначавања брзина точкова турбине и пумпе, реактор омета слободно циркулацију течности и почиње да се окреће због уграђеног слободног котача. Сва три точка се ротирају заједно, а систем почиње да ради у режиму течне спојнице без повећања обртног момента. Са повећањем оптерећења на излазном вратилу, брзина турбинског точка се успорава у односу на пумпајући точак, реактор је блокиран и поново почиње да трансформише проток течности.
Предности
- Глатко кретање и кретање.
- Смањивање вибрација и оптерећења на мењачу због неравномерног рада мотора.
- Могућност повећања обртног момента мотора.
- Нема потребе за одржавањем (замена елемената, итд.).
Ограничења
- Ниска ефикасност (због одсуства хидрауличких губитака и круте везе са мотором).
- Лоша динамика возила повезана са трошковима енергије и времена за одвијање протока течности.
- Висока цена.
Режим закључавања
Да би се решио главне недостатке претварача обртног момента (мала ефикасност и лоша динамика возила), развијен је механизам закључавања. Његов принцип рада је сличан класичној кваци. Механизам се састоји од блокирајуће плоче, која је повезана са турбинским точком (а самим тим и са улазним вратилом мењача) кроз опруге торзионог пригушивача вибрација. На својој плочи плоча има фрикциону облогу. На команду управљачке јединице мењача, плоча се притиска на унутрашњу површину кућишта претварача притиском флуида. Обртни моменат почиње да се преноси директно са мотора на мењач без укључивања течности. Тако се постиже смањење губитака и већа ефикасност. Брава се може омогућити у било којој брзини.
Слип моде
Закључавање претварача обртног момента такође може бити непотпуно и радити у такозваном „режиму клизања“. Блокирна плоча није у потпуности притиснута на радну површину, чиме се обезбеђује делимично проклизавање фрикционе подлоге. Обртни моменат се преноси истовремено кроз блокадну плочу и циркулациону течност. Захваљујући употреби овог режима, динамичке особине аутомобила су знатно повећане, али се истовремено одржава углађеност кретања. Електроника осигурава да квачило за блокирање буде укључено што је раније могуће током убрзања и да се искључи чим је могуће касније када се смањи брзина.
Међутим, режим контролисаног клизања има значајан недостатак повезан са абразијом површина квачила, које су, осим тога, изложене озбиљним температурним ефектима. Производи који се троше улазе у уље, нарушавајући његове радне особине. Режим клизања омогућава претварачу обртног момента да буде што ефикаснији, али истовремено значајно смањује његов век трајања.
