hidrotransformatorul-convertizorul de cuplu

8/10/2019 Hidrotransformatorul-Convertizorul de cuplu

1/5

STROE MIHAI-ADRIAN

RADU ILIE-IULIAN8305A

1

HIDROTRANSFORMATORUL

Hidrotransformatorul este dispozitivul de cuplare al motorului termic cu cutia de viteze

automat. Simplificnd, putem spune c hidrotransformatorul este echivalentul unui ambreiaj dintr-o

transmisie manual.Convertizorul de cuplu ndeplineste rolul unui ambreiaj automat. El este amplasat

n fluxul de putere creat de motor, naintea transmisiei.

Hidrotransformatoarele (convertor de cuplu, hidroambreiaj, ambreiaj hidrodinamic) se folosesc

la unele tipuri de automobile moderne datorita unor avantaje pe care le prezinta: demarare mai lina a

automobilului, amortizarea oscilatiilor de rasucire si deplasarea in priza directa chiar la viteze foarte

reduse.

Ambreiajul hidrodinamic este format dintr-un rotor-pompa, montat pe arborele motor in locul

volantului si din rotor-turbina, montat pe arborele condus. Cele doua componente au la parteaexterioara palete radiale plane. Intregul ansamblu este inchis intr-o carcasa etansa, umpluta in proportie

de 85% cu ulei mineral pentru turbine. Carcasa hidrotransformatorului este fixata pe volanta motorului,

astfel incat ea se roteste corespunzator vitezei de rotatie a motorului. Paletele pompei

hidrotransformatorului sunt fixate de carcasa, astfel incat si ele se rotesc cu viteza motorului.

Fig.1. Elementele componente ale hidrotransformatorului.


2/5

STROE MIHAI-ADRIAN


2

Pompa din interiorul hidrotransformatorului este o pompa centrifuga. In momentul in care

motorul incepe sa functioneze, va antrena si rotorul-pompa iar uleiul care se gaseste intre paletele sale,

sub actiunea fortei centrifuge este impins catre periferie si obligat sa circule in sensul de rotatie, adica

uleiul va trece din rotorul-pompa in rotorul-turbina apasand asupra paletelor lui in miscare. Turbina

determina rotirea transmisiei, deci asigura propulsia autovehiculului. Paletele turbinei sunt curbate,

ceea ce inseamna ca fluidul, care intra in turbina dinspre partea exterioara, trebuie sa-si schimbe

directia inainte de a iesi prin partea centrala a turbinei. Aceasta schimbare de sens determina rotirea

turbinei. Astfel, in masura in care turbina determina schimbarea directiei fluidului, fluidul va determina

rotirea turbinei. Fluidul iese din turbina pe la centru, in alta directie decat directia de intrare. Deci

fluidul iese din turbina miscandu-se in sens invers directiei de rotatie a pompei (respectiv, a motorului).

Daca i se va permite fluidului sa loveasca pompa, va frana motorul, ducand la pierderea puterii. Dinaceasta cauza, hidrotransformatorul a fost prevazut cu un stator.

Statorul se afla chiar in centrul hidrotransformatorului. Scopul lui este sa redirectioneze fluidul

din turbina, inainte ca acesta sa loveasca din nou pompa. Acest lucru mareste considerabil eficacitatea

hidrotransformatorului. Forma paletelor statorului este foarte abrupta, ceea ce face ca directia fluidului

sa se schimbe aproape in totalitate. Cuplajul unisens din interiorul statorului conecteaza statorul pe un

arbore fix din transmisie, astfel incat el sa nu se poata roti cu fluidul (el se poate roti doar in sens opus),

obligand fluidul sa-si schimbe directia atunci cand loveste paletele statorului.


3/5

STROE MIHAI-ADRIAN


3

Fig.3. Pompa, statorul si rotorul hidrotransformatorului.

La demarare cand automobilul inca nu este in miscare, turatia rotorului-turbina este zero. La o

viteza a rotorului-turbina egala cu a rotorului-pompa, uleiul nu va mai circula, deoarece cele doua forte

centrifuge vor fi egale. Particulele vor trece din rotorul-pompa in rotorul-turbina numai in cazul in care

rotorul turbina se va roti mai incet decat rotorul pompa.

Existenta alunecarii face ca, in toate cazurile, ambreiajul hidraulic sa transmita un moment

oarecare la sistemul de rulare al automobilului si sa nu fie posibila niciodata o decuplare completa a

motorului de transmisie, iar schimbarea treptelor de viteza sa fie anevoioasa. Din acest motiv, la

automobilele cu cutii de viteza in trepte, ambreiajul hidraulic se utilizeaza impreuna cu un ambreiaj

mecanic auxiliar, care sa asigure o declupare completa intre motor si transmisie. Utilizarea

ambreiajului hidraulic fara ambreiajul mecanic este permisa numai la automobilele echipate cu cutii de

viteze planetare, la care schimbarea treptelor de viteza se face prin franarea unor elemente ale

transmisiei planetare.

Fig.4. Conexiunile hidrotransformatorului.


4/5

STROE MIHAI-ADRIAN


4

Pompa si turbina sunt inchise intr-o carcasa umpluta intr-o anumita proportie cu ulei de

turbina. Cand motorul roteste pompa, uleiul care se gaseste intre paletele sale este impins din centru

catre periferie sub actiunea fortei centrifuge si, imprimandu-i-se o circulatie in sensul sagetilor, este

impins spre paletele turbinei. Aici, pe de o parte imprima uleiului aflat intre paletele turbinei o

circulatie in sensul sagetilor, iar pe de alta parte exercita asupra paletelor turbinei o presiunecorespunzatoare energiei cinetice acumulate. Aceasta presiune, in raport cu axul turbinei, creeaza un

cuplu care, cand este suficient de mare, invinge rezistenta la inaintare a autoturismului.

Fig.5. Principiul de functionare al hidrotransformatorului.

Cand turbina incepe sa se roteasca, uleiul cuprins intre paletele sale este si el supus fortei

centrifuge, care insa ii imprima o circulatie intr-un sens invers fata de cel indicat. De aceea cand turatia

turbinei este egala cu turatia pompei, uleiul nu mai circula dinspre pompa in turbina. Deci, transmiterea

momentului motor este posibila numai cand turatia turbinei este mai mica decat turatia pompei.

Diferenta dintre turatia pompei si turatia turbinei se numeste alunecare, iar marimea ei

exprima diferenta dintre puterea pompei si puterea turbinei. Alunecarea maxima apare atunci cand

motorul functioneaza iar automobilul sta pe loc, pe cand alunecarea minima apare in timpul deplasarii

autoturismului, la regimul de functionare in care poate fi transmis momentul motor maxim.

La franare si la deplasarea automobilului prin inertie, turatia turbinei este mai mare decat turatia

pompei. In acest caz, lichidul circula in ambreiajul hidraulic in sens invers decat cel indicat, iar

ambreiajul transmite de la motor la cutia de viteze si in restul transmisiei un moment de franare.

Randamentul maxim al hidrotransformatoarelor folosite ca si ambreiaje ajunge pana la 0.98,

insa mai exista si pierderi hidraulice cum ar fi:

Pierderi de debitdeterminate de scurgerile de lichid,

Pierderile prin frecare- datorate vascozitatii fluidului de lucru,

Pierderi de socdeterminate de modificarile directiei de curgere a fluidului


5/5

STROE MIHAI-ADRIAN


5

Pierderile transformatorului pot fi diminuate prin blocarea acestuia, dar cu sacrificiul

avantajelor oferite de transmisia hidraulica (amortizarea vibratiilor, cuplarea lina, fara socuri,

progresiva). Asfel se folosesc hidrotransformatoare prevazute cu amortizoare suplimentare care

sunt cu atat mai voluminoase cu cat sunt mai mari vibratiile motorului, find influentate si de

marimea volantului.

Fig.6. Convertizor de cuplu ZF cu amortizor de vibratii.

hidrotransformatorul-convertizorul de cuplu

Documents