ГДТ (гидротрансформатор)
Гидротрансформатор (ГДТ) представляет собой устройство, которое преобразует и передает вращающий момент от двигателя ведущей машины к ведомым валам коробки передач. При этом происходит непрерывное изменение вращающего момента и скорости вращения без необходимости переключения передач.
Обычно конвертер вращающего момента (иногда также называемый гидротрансформатором) применяется в автомобилях, оснащенных автоматической коробкой передач (АКПП) или вариативной трансмиссией.
Гидротнасформатор: устройство и принцип работы
Гидротрансформатор (ГДТ) состоит из следующих ключевых компонентов:
Насосное колесо: Это компонент, приводимый в движение от вала двигателя, который создает поток трансмиссионной жидкости внутри ГДТ.
Реактор (или статор): Реактор соединен с насосным колесом через обгонную муфту и выполняет важную функцию в регулировании потока жидкости. Он обеспечивает блокировку, если скорости насосного колеса и турбинного колеса значительно различаются.
Турбинное колесо: Турбинное колесо приводится в движение потоком трансмиссионной жидкости, созданным насосным колесом.
Блокировочный механизм: Этот механизм позволяет реактору блокироваться автоматически при больших разницах в скоростях между насосным и турбинным колесами.
Все эти компоненты расположены в прочном и герметичном корпусе, который обычно крепится к маховику двигателя. Гидротрансформатор заполняется рабочей трансмиссионной жидкостью ATF, которая, в процессе работы, подвергается нагреву и перемешиванию внутри ГДТ. Этот процесс обеспечивает непрерывную передачу момента и скорости между двигателем и коробкой передач, что характерно для автоматических трансмиссий и вариативных коробок передач.
Блокировка статора в гидротрансформаторе позволяет увеличить объем передаваемой трансмиссионной жидкости на насосное колесо. Присутствие реактора в гидротрансформаторе позволяет увеличить крутящий момент в три раза при разгоне автомобиля с автоматической коробкой передач. Турбинное колесо жестко соединено с валом коробки передач, и момент передается через трансмиссионную жидкость, без непосредственной механической связи между компонентами.
Важно отметить, что передача крутящего момента внутри гидротрансформатора происходит без прямой механической связи между отдельными элементами. Другими словами, передача момента осуществляется через жидкость. Это означает, что ударные нагрузки минимизированы, автомобиль с гидротрансформатором плавно разгоняется с момента старта, и не происходит рывков при переключении передач во время движения.
Однако следует отметить, что это решение также сопровождается определенными недостатками. Внутри гидротрансформатора часто возникает повышенный нагрев, так как турбинное колесо может проскальзывать относительно насосного колеса, особенно в большинстве режимов работы, где момент вращения турбинного и насосного колеса не совпадает.
Этот проскальзывающийся режим приводит к значительному выделению тепла, снижению эффективности трансмиссии и увеличению расхода топлива. Для снижения расхода топлива может использоваться блокировка гидротрансформатора, которая активируется с помощью механизма блокировки ГДТ.
Механизм блокировки ГДТ
Упомянутый механизм блокировки обеспечивает возможность жесткой связи между насосом и турбиной в гидротрансформаторе. Когда гидротрансформатор заблокирован, автоматическая коробка передач работает в режиме, где двигатель и трансмиссия жестко связаны между собой, и передача крутящего момента от двигателя к коробке передач происходит без потерь.
В коробках-автоматах с электронным управлением блокировка гидротрансформатора активируется по сигналу от электронного блока управления (ЭБУ) коробкой передач. Сам процесс включения блокировки осуществляется в соответствии с заранее заданным алгоритмом, прописанным в программном обеспечении.
В ранних версиях автоматических коробок передач многие автомобили активировали блокировку гидротрансформатора только при достижении определенной скорости (обычно выше 60-70 км/ч). В современных автоматических коробках передач блокировка гидротрансформатора активируется уже на более низких скоростях (начиная с 20 км/ч).
Это позволяет сэкономить топливо не только при движении на трассе, но и в городском режиме, где обычно скорость движения невелика. Заблокированный гидротрансформатор также создает эффект торможения двигателем в автоматических коробках передач при достижении определенной скорости.
Простыми словами, электронный блок управления двигателем (ЭБУ) прекращает подачу топлива в цилиндры двигателя в тот момент, когда блокировка гидротрансформатора активирована. В это время вал двигателя продолжает вращаться благодаря инерции движения автомобиля, а не за счет момента от сгорания топлива в цилиндрах.
На первый взгляд, блокировка гидротрансформатора предоставляет значительные преимущества, такие как повышение экономичности, увеличение КПД и так далее. С одной стороны, это действительно так. Однако жесткая связь между двигателем и коробкой передач через блокировку гидротрансформатора также означает, что на мотор и коробку передач начинают передаваться более сильные ударные нагрузки.
В результате этого сокращается ресурс автоматической коробки передач, так как активация блокировочного механизма увеличивает нагрузку и ускоряет износ сцеплений в коробке передач. Кроме того, трансмиссионное масло быстрее загрязняется, и переключение передач с активированной блокировкой гидротрансформатора происходит менее плавно.
Что в итоге
Как видно, гидротрансформатор фактически является отдельной компонентой, которая выходит за пределы корпуса автоматической коробки передач (АКПП). При этом нормальная работа гидромеханической коробки передач без гидротрансформатора (конвертера крутящего момента) невозможна. Поэтому АКПП и гидротрансформатор обычно объединяются и называются "автоматической коробкой передач", то есть без разделения указанных компонентов.
Наконец, стоит отметить, что даже с учетом прочности корпуса, высокие нагрузки, включая температурные, могут вызвать поломку гидротрансформатора. В результате этого начинает происходить утечка трансмиссионной жидкости, и возникают сбои в работе внутренних компонентов устройства.
Учитывая высокую стоимость гидротрансформаторов для разных моделей АКПП, многие квалифицированные автомастерские, специализирующиеся на ремонте автоматических коробок передач, выполняют ремонт гидротрансформаторов. В процессе ремонта производится разборка гидротрансформатора, замена изношенных компонентов, а затем корпус герметизируется для восстановления его целостности.