ВЫХОДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРОТРАНСФОРМАТОРА

Зависимость между величиной крутящего момента на турбинном колесе М_т , частотой вращения насосного колеса n_н и частотой вращения турбинного колеса п_т называется выходной характеристикой гидротрансформатора (рис. 57).

Указанная зависимость используется для определения тяговых и скоростных параметров автомобиля с гидротрансформатором.

Крутящий момент на турбинном колесе (турбинном валу) гидротрансформатора находится:

М_т = М_н × К ,

где М_т – крутящий момент на турбинном колесе; М_н – крутящий момент на насосном колесе; К – коэффициент трансформации гидротрансформатора.

Значение М_н в этой зависимости берется в месте пересечения кривых М_е и М_н на графике входной характеристики. Коэффициент трансформации также берется соответствующий пересечению этих кривых. Точек пересечения получается несколько, по ним и строится выходная характеристика – зависимость М_т от n_т . Имея выходную характеристику, нетрудно построить другие характеристики. На рисунках показаны строящиеся в тяговом расчете графики: тяговая характеристика автомобиля (рис. 58); динамическая характеристика (рис. 59); график ускорений автомобиля при различных включенных передачах в коробке передач (рис. 60) и мощностной баланс автомобиля (рис. 61).

Рис. 57. Выходная характеристика Рис. 58. Тяговая характеристика

гидротрансформатора автомобиля с ГТ

.

Рис. 59. Динамическая характеристика Рис. 60. График ускорений автомоби- автомобиля с ГТ ля с ГТ

Рис. 61. Мощностной баланс автомобиля с гидротрансформатором

Частота вращения турбинного вала

n_т = n_н ×i ,

где n_т – частота вращения турбинного вала; n_н – частота вращения насосного вала в точке пересечения кривых М_е и М_н на графике входной характеристики;

i – передаточное число гидротрансформатора в точке пересечения кривых М_е и М_н на графике входной характеристики.

Коэффициент учета вращающихся масс, используемый при нахождении ускорения автомобиля, может быть определен по следующей зависимости:

d = 1+ J_н× , (65)

где J_н – момент инерции насосного колеса гидротрансформатора и вращающихся деталей двигателя, кгм×с²; К – коэффициент трансформации; i_тр – передаточное число трансмиссии автомобиля; h_м – механический кпд (кпд трансмиссии); r_к – радиус колеса автомобиля, м; G_a – масса автомобиля, кг; g – ускорение свободного падения, м/с²; J_т – момент инерции турбинного колеса, кгм×с²; = tg a – кинематическая характеристика; a – угол между касательной к кривой n_н = f (n_т) и осью абсцисс на выходной характеристике гидротрансформатора; J_к – момент инерции колеса автомобиля, кгм×с²; Z_к – число колес на автомобиле.

Из-за низкого кпд гидротрансформатора время его работы в режиме трансформации крутящего момента ограничено. На многих современных автомобилях гидротрансформатор работает только при трогании автомобиля с места. После того, как частота вращения коленчатого вала достигает средних или несколько выше средних значений, гидротрансформатор автоматически блокируется. На старых моделях легковых и груховых автомобилей гидротрансформаторы не блокировалсь или блокировалмсь лишь на некоторых передачах. Так на тягаче МАЗ-537 гидротрансформатор блокируется нажатием на кнопку на щитке приборов только на последней третьей передаче в коробке передач. На тягаче КЗКТ-7428 принудительное блокирование гидротрансформатора возможно на всех трех передачах.

Число передач в гидромеханических коробках передач увеличивается. На первых автомобилях с гидромеханическими коробками передач было 2-3 передачи. В настоящее время в некоторых автоматических коробках передач легковых автомобилей оно равно семи.

На прежних моделях автомобилей силу тяги на колесах определяли при с еоэффициенте трансформации момента когда кпд гидротрансформатора равен К_р80 (рабочий коэффициент трансформации при 80 % кпд гидротрансформатора). Теперь же из-за того, что гидротансформатор блокируется, передаточное число первой передачи нередко рассчитываеся без учета гидротрансформатора.

С целью снижения стоимости изготовления, повышения кпд и надежности автомобиля нашли применение гидромеханические коробки передач, состоящие из гидротрансформатора, сухого сцепления и ступенчатой синхронизированной коробки передач – так называемые передачи WSK. Сцепление в этих передачах требуется для полного отсоединения коробки передач при включении передач, т.к. даже на малых оборотах на турбинное колесо гидротрансформатора имеется крутящий момент, что делает невозможным включение передач. Гидротрансформатор в этих передачах кроме увеличения крутящего момента служет для сохранения от износа накладок сцепления: при трогании автомобиля с места. буксуют колеса гидротрансформатора, а не диски сцепления.

В передачах WSK сцепление нагружено моментом двигателя, умноженным на коэффицент трансформции гидротрансформатора. Расположить сначала сцепление, а потом гидротрансформатор и снизить таким образом момент на сцеплении нельзя, потому что момент инерции гидротрансформатора очень большой, быстро изменить его скорость вращения при включнии педач за счет трения в синхронизаторе невозможно. Это затруднит включение передач.

Так как буксование дисков сцепление в передачах WSK при разгоне отсутствует, диски сцепления могут быть небольшого размера, а удельное давление на накладках такое же, как на накладках тормозных колодок, т.е. в 5-10 раз выше принятых для накладок дисков сцепления.

Управление автомобилем с передачами WSK может выполняться двухпедальным: педаль подачи топлива и тормозная педаль. Педаль для выключения сцепления не обязательна. Плавное включение сцепления, при наличии гидротрансформатора не требуется. Выключение сцепления производится сжатым воздухом, подача которого к исполнительному цилиндру или камере происходит от электропневмоклапана при нажатии водителем на рычаг включения передач, который соединен с включателем электропневмоклапана.