Transmisii hidrodinamice (THD)

Transmisii hidrodinamice (THD)

Transmisiile hidrodinamice se folosesc la automobile si tractoare destinate efectuarii de lucrari grele la care apar socuri si vibratii. Se folosesc doua tipuri de transmisii hidrodinamice:

Ambreiajul hidrodinamic sau turboambreiajul;

Transformatorul hidrodinamic de cuplu sau hidrotransformatorul sau convertorul hidrodinamic de cuplu.

Ambreiajul hidrodinamic (AHD) are rolul de a realiza cuplarea lina si fara socuri a motorului termic la transmisie. Este format dintr-o pompa si o turbina montate intr-o carcasa comuna, inchise etans si umpluta cu agent hydraulic (ulei mineral pentru transmisii).

Pompa primeste de la motorul termic momentul (M_p) la viteza unghiulara (w_p) si-l transmite la turbina care se va roti cu viteza unghiulara (w_t) si un moment (M_t) dupa care fluidul este recirculat (este preluat din nou de pompa).

Fig.6.10. Schema de principiu si partile componente ale (AHD)

Intre fetele frontale ale paletelor pompei si turbinei exista un joc de 3 - 4mm. Cind motorul incepe sa functioneze, va antrena si pompa, iar uleiul care se gaseste intre paletele sale, sub actiunea fortei centrifuge, este impins catre periferie si obligat sa circule in sensul sagetilor din figura 6.10 c.

Pentru a putea exista o variatie de moment cinetic este necesar ca intre rotorul pompei si cel al turbinei sa existe o miscare relativa (w_t < w_p). Randamentul maxim se obtine la o alunecare e = 2 - 4% si are valoarea (h_THD = 97 - 98%). Alunecarea se calculeaza cu relatia:

(19)

Ambreiajele hidrodinamice lucreaza, in general, la turatii reduse avind un gabarit mare. Nu se utilizeaza la tractoare. Ele nu pot asigura o variatie a momentului la arboreal turbinei, realizeaza numai (M_t = M_p).

Transformatorul hidrodinamic de cuplu (THD) realizeaza o crestere a momentului la arboreal turbinei fata de momentul pompei de 2 - 4 ori in mod automat in functie de necesarul de moment rezistent. Se compune dintr-un rotor de pompa si unul de turbina, intre ele intercalindu-se unul sau mai multe deflectoare (D). Acestea au rolul de a crea o reactie, prin schimbarea directiei vitezei absolute a fluidului concretizata printr-un moment de reactie care se adauga momentului furnizat de pompa astfel ca la arboreal turbinei momentul va fi mai mare. Deflectorul poate fi fix la carcasa transmisiei caz in care transformatorul hidrodinamic este simplu sau poate fi legat la carcasa cu un cuplaj unisons caz in care (TDH) este complex.

Transformatorul hidrodinamic simplu (fig.6.11) are deflectorul montat in aval sau in amonte de pompa (inainte de intrarea lichidului in pompa).

Fig.6.11. Schema transformatorul hidrodinamic de cuplu (THD) simplu

In cazul montarii deflectorului in amonte, va apare un moment de reactie datorita diferentei intre momentul motor (aplicat pompei) si momentul rezistent aplicat la turbina. Acest moment de reactie se adauga la momentul motor marind momentul la arboreal turbinei. Reactia se produce atit timp cit momentul rezistent la arboreal turbinei este mai mare decit momentul la arboreal pompei, cu cit alunecarea este mai mare. Deflectorul poate fi asemuit cu o pirghie al carui punct de sprijin se deplaseaza automat in functie de necessitate pentru a adapta bratul la  sarcinile diferite necesare a fi invinse cu aceeasi forta activa.

In figura 6.12 este prezentata caracteristica transformatorului hidrodinamic.

La demaraj alunecarea e w_t = 0 si (M_t) este maxim, de 2 - 4 ori mai mare decit momentul la arboreal pompei (M_p). Pe masura ce (M_t) scade deoarece scade momentul rezistent creste (w_t). Randamentul (THD) are valoarea maxima de 0.85 - 0.9 si scde foarte mult din momentul in care w_t > 0.5 w_p

Fig.6.12. Caracteristica transformatorului hidrodinamic simplu

Pentru imbunatatirea randamentului transformatorului hidrodinamic in domeniul turatiilor mari ale turbinei (la momente rezistente mici) cel mai simplu este de a se trece in regim de ambreiaj hidrodinamic. Aceasta trecere se face prin montarea deflectorului pe un cuplaj unisens (fig.6.13) care permite rotirea acestuia in acelasi sens cu rotorul turbinei atunci cind nu mai exista moment de reactie (M_t = M_p).

Fig.6.13. Montarea deflectorului pe un cuplaj unisens (THD complex)

Fig.6.14. Randamentul transformatorului hidrodinamic complex

Datorita faptului ca (THD) nu poate realiza variatii ale momentului la arboreal turbinei mai mari de 2 - 4 ori decit momentul furnizat de motor autovehiculele trebuie sa aiba si o cutie de viteze mecanica auxiliara.