最新のトルクコンバータの装置と動作原理

最初のトルクコンバーターはXNUMX年以上前に登場しました。 多くの修正と改良を経て、トルクをスムーズに伝達するこの効率的な方法は、今日、機械工学の多くの分野で使用されており、自動車産業も例外ではありません。 クラッチペダルを使用する必要がなくなったため、運転がはるかに簡単で快適になりました。 トルクコンバータの装置と動作原理は、すべての独創的なものと同様に、非常に単純です。

の物語

固定接続なしで1905つのインペラ間で流体を再循環させることによってトルクを伝達する原理は、XNUMX年にドイツのエンジニアHermannFettingerによって初めて特許を取得しました。 この原理に基づいて動作するデバイスは、流体継手と呼ばれます。 当時、造船の発展により、設計者は蒸気エンジンから水中の巨大な船のプロペラにトルクを徐々に伝達する方法を見つける必要がありました。 緊密に結合されると、水は始動時にブレードのジャークを遅くし、モーター、シャフト、およびそれらのジョイントに過度の逆負荷を発生させました。

その後、近代化された流体継手がロンドンバスと最初のディーゼル機関車で使用され始め、スムーズな始動を保証しました。 そしてその後も、流体継手により、車のドライバーの生活が楽になりました。 トルクコンバーターを搭載した最初の量産車であるオールズモビルカスタム8クルーザーは、1939年にゼネラルモーターズの組立ラインから出荷されました。

装置と動作原理

トルクコンバーターはトロイダル形状の密閉チャンバーであり、その内部には、ポンプ、リアクター、タービンのインペラーが同軸に近接して配置されています。 トルクコンバーターの内部容積は、一方の車輪からもう一方の車輪へと円を描くように循環するオートマチックトランスミッション用の流体で満たされています。 ポンプホイールはコンバーターハウジングで作られ、クランクシャフトにしっかりと接続されています。 エンジン回転数で回転します。 タービンホイールは、オートマチックトランスミッションの入力シャフトにしっかりと接続されています。

それらの間には、リアクトルホイールまたはステーターがあります。 原子炉は、一方向にのみ回転できるフリーホイールクラッチに取り付けられています。 反応器のブレードは特別な形状をしており、それによりタービンホイールからポンプホイールに戻る流体の流れの方向が変わり、それによってポンプホイールのトルクが増加します。 これがトルクコンバータと流体継手の違いです。 後者の場合、リアクトルがないため、トルクが増加しません。

どのように動作します トルクコンバーターは、固定接続なしで、再循環流体の流れによるエンジンからトランスミッションへのトルクの伝達に基づいています。

エンジンの回転クランクシャフトに接続された駆動インペラは、反対側のタービンホイールのブレードに当たる流体の流れを作り出します。 流体の影響下で、それは動き始め、トランスミッションの入力シャフトにトルクを伝達します。

エンジン回転数の増加に伴い、インペラの回転速度が増加し、タービンホイールを運ぶ流体の流れの力が増加します。 さらに、反応器のブレードを通って戻る液体は、追加の加速を受けます。

流体の流れは、インペラの回転速度に応じて変化します。 タービンとポンプの車輪の速度が均一になる瞬間、反応器は液体の自由な循環を妨げ、取り付けられたフリーホイールのおかげで回転し始めます。 XNUMXつの車輪すべてが一緒に回転し、システムはトルクを増加させることなく流体継手モードで動作を開始します。 出力シャフトへの負荷が増加すると、タービンホイールの速度がポンプホイールに比べて遅くなり、反応器がブロックされ、再び流体の流れが変化し始めます。

利点

1. スムーズな動きとスタート。
2. エンジンの不均一な動作によるトランスミッションの振動と負荷を軽減します。
3. エンジントルクを上げる可能性。
4. メンテナンス（エレメント交換等）の必要はありません。

制限事項

1. 低効率（油圧損失がなく、エンジンとの接続がしっかりしているため）。
2. 流体の流れをほどくための電力と時間のコストに関連する不十分な車両ダイナミクス。
3. 高いコスト。

ロックモード

トルクコンバータの主な欠点（低効率と不十分な車両ダイナミクス）に対処するために、ロック機構が開発されました。 その動作原理は、古典的なクラッチに似ています。 このメカニズムは、ねじり振動ダンパーのスプリングを介してタービンホイール（したがってギアボックスの入力シャフト）に接続されているブロッキングプレートで構成されています。 プレートの表面には摩擦ライニングがあります。 トランスミッションコントロールユニットのコマンドで、プレートは流体圧力によってコンバーターハウジングの内面に押し付けられます。 トルクは、流体なしでエンジンからギアボックスに直接伝達されます。 したがって、損失の削減とより高い効率が達成されます。 ロックはどのギアでも有効にできます。

スリップモード

トルクコンバータのロックアップも不完全で、いわゆる「スリップモード」で動作する可能性があります。 ブロッキングプレートが作業面に完全に押し付けられていないため、摩擦パッドが部分的に滑ります。 トルクは、ブロッキングプレートと循環液を介して同時に伝達されます。 このモードを使用することで、車のダイナミックな品質が大幅に向上しますが、同時に動きの滑らかさが維持されます。 電子機器は、ロックアップクラッチが加速中にできるだけ早く接続され、速度が低下するとできるだけ遅く切断されるようにします。

しかしながら、制御されたスリップモードは、クラッチ表面の摩耗に関連する重大な欠点を有し、それはさらに、厳しい温度効果にさらされる。 摩耗した製品が石油に入り込み、その作業特性を損ないます。 スリップモードにより、コンバータは可能な限り効率的になりますが、同時にその寿命が大幅に短くなります。