Hur momentomvandlare fungerar

  • Phillip Hopkins
  • 0
  • 3084
  • 813
Antik illustration av växellådan för adapteröverföring. ilbusca / Getty Images

Om du har läst om manuella växellådor vet du att en motor är ansluten till en växellåda via en koppling. Utan denna anslutning skulle en bil inte kunna stoppa helt utan att döda motorn. Men bilar med en automatisk överföring har ingen koppling som kopplar bort växellådan från motorn. Istället använder de en fantastisk enhet som heter a momentomvandlare. Det kanske inte ser ut så mycket, men det finns några mycket intressanta saker som händer inne.

- I den här artikeln kommer vi att lära oss varför bilar med automatisk växellåda behöver en momentomvandlare, hur en momentomvandlare fungerar och vad några av dess fördelar och brister är.

-

Innehåll
  1. Det grundläggande
  2. Inuti en momentomvandlare
  3. Statoren
  4. Fördelar och svaga poäng
Momentomvandlaren är belägen mellan motorn och växellådan.

Precis som manuella växellådor behöver bilar med automatväxlar ett sätt att låta motorn vrida medan hjulen och växlarna i växellådan stoppar. Manuella växellådor använder en koppling som helt kopplar bort motorn från växellådan. Bilar med automatisk växellåda använder en momentomvandlare.

En momentomvandlare är en typ av vätskekoppling, vilket gör att motorn kan snurra något oberoende av växellådan. Om motorn vrider långsamt, till exempel när bilen går på tomgång i ett stoppljus, är mängden vridmoment som passeras genom vridmomentomvandlaren mycket liten, så att hålla bilen fortfarande kräver endast ett litet tryck på bromspedalen.

Om du skulle kliva på gaspedalen medan bilen stannas, skulle du behöva trycka hårdare på bromsen för att förhindra att bilen rör sig. Detta beror på att när du trampar på gasen, snabbar motorn och pumpar mer vätska i vridmomentomvandlaren, vilket gör att mer vridmoment överförs till hjulen.

Delarna av en momentomvandlare (vänster till höger): turbin, stator, pump

Som visas i figuren nedan finns det fyra komponenter inuti det mycket starka huset i vridmomentomvandlaren:

  • Pump
  • Turbin
  • stator
  • Växellådsolja

De hus på vridmomentomvandlaren är fastkopplad på svänghjulet på motorn, så att den vrids med vilken hastighet motorn går med. De fenor som utgör pumpen till vridmomentomvandlaren är fäst vid huset, så att de också vrids med samma hastighet som motorn. Utskärningen nedan visar hur allt är anslutet inuti vridmomentomvandlaren.

Hur delar av momentomvandlaren ansluter till växellåda och motor

De pump inuti en momentomvandlare finns en typ av centrifugalpump. När det snurrar, kastas vätska på utsidan, precis som tvättmaskinens rotationscykel slänger vatten och kläder på utsidan av tvättbadet. När vätska kastas på utsidan skapas ett vakuum som drar mer vätska in i mitten.

Pumpdelens vridmomentomvandlare är fäst vid huset.

Vätskan kommer sedan in i bladen på turbin, som är ansluten till transmissionen. Turbinen får överföringen att snurra, vilket i princip flyttar din bil. På bilden nedan kan du se att turbinens blad är böjda. Detta betyder att vätskan, som kommer in i turbinen från utsidan, måste ändra riktning innan den lämnar turbins centrum. Det är det här riktningsförändring som får turbinen att snurra.

Vridmomentomvandlarens turbin: Observera splintern i mitten. Det är här den ansluter till överföringen.

För att ändra riktningen för ett rörligt objekt måste du tillämpa en kraft på det objektet - det spelar ingen roll om objektet är en bil eller en droppe vätska. Och vad som än gäller den kraft som får objektet att vrida måste också känna den kraften, men i motsatt riktning. Så när turbinen får vätskan att ändra riktning, får vätskan turbinen att snurra.

Vätskan lämnar turbinen i mitten och rör sig i en annan riktning än när den kom in. Om du tittar på pilarna i figuren ovan kan du se att vätskan kommer ut från turbinen som rör sig motsatt den riktning som pumpen (och motorn) vrider. Om vätskan fick träffa pumpen skulle den sakta ner motorn och slösa bort strömmen. Det är därför en momentomvandlare har en statorn.

Vi tittar närmare på statorn i nästa avsnitt.

Statorn skickar vätskan som återgår från turbinen till pumpen. Detta förbättrar vridmomentomvandlarens effektivitet. Lägg märke till spline, som är ansluten till en enkelriktad koppling inuti statorn.

Statorn ligger i mitten av vridmomentomvandlaren. Dess uppgift är att omdirigera vätskan som kommer tillbaka från turbinen innan den träffar pumpen igen. Detta ökar dramatiskt momentomvandlarens effektivitet.

Statorn har en mycket aggressiv bladdesign som nästan fullständigt vänder vätskeriktningen. En enkelriktad koppling (inuti statorn) ansluter statorn till en fast axel i växellådan (den riktning som kopplingen gör att statorn kan snurra noteras i figuren ovan). På grund av detta arrangemang kan statorn inte snurra med vätskan - den kan snurra endast i motsatt riktning, vilket tvingar vätskan att ändra riktning när den träffar statorbladen.

Något lite svårt händer när bilen rör sig. Det finns en punkt, cirka 40 km / h (64 km / h), där både pumpen och turbinen snurrar med nästan samma hastighet (pumpen snurrar alltid lite snabbare). Vid denna punkt kommer vätskan tillbaka från turbinen och kommer in i pumpen som redan rör sig i samma riktning som pumpen, så att statorn inte behövs.

Även om turbinen ändrar vätskeriktningen och slänger den ut på baksidan, hamnar vätskan fortfarande i den riktning som turbinen snurrar eftersom turbinen snurrar snabbare i en riktning än vätskan pumpas i den andra riktningen . Om du stod på baksidan av en pickup som rörde sig 60 km / h, och du kastade en boll ut på baksidan av pickupen på 40 km / h, skulle bollen fortfarande gå framåt på 20 km / h. Detta liknar det som händer i turbinen: Vätskan kastas ut bakifrån i en riktning, men inte så snabbt som den skulle börja med i den andra riktningen.

Vid dessa hastigheter slår vätskan faktiskt på tillbaka sidorna på statorns blad, vilket får statorn att frigöra hjulet på sin enkelriktningskoppling så att det inte hindrar vätskan som rör sig genom den.

Förutom det mycket viktiga jobbet med att låta din bil komma till ett helt stopp utan att stoppa motorn ger momentomvandlaren faktiskt din bil mer vridmoment när du accelererar ur ett stopp. Moderna momentomvandlare kan multiplicera motorns vridmoment med två till tre gånger. Denna effekt sker bara när motorn vrider mycket snabbare än växellådan.

Vid högre hastigheter når växellådan upp till motorn och går så småningom vid nästan samma hastighet. Helst skulle överföringen dock röra sig kl exakt samma hastighet som motorn, eftersom denna skillnad i hastighet slösar bort ström. Detta är en del av anledningen till att bilar med automatväxellådor får sämre gassträcka än bilar med manuella växellådor.

För att motverka denna effekt har vissa bilar en momentomvandlare med en låskoppling. När de två halvorna av vridmomentomvandlaren går upp i hastighet låser denna koppling dem ihop, eliminerar glidningen och förbättrar effektiviteten.

För mer information om momentomvandlare och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.

Relaterade artiklar

  • Hur bilmotorer fungerar
  • Hur automatiska växellådor fungerar
  • Hur hästkrafter fungerar
  • Hur Gears fungerar
  • Hur kopplingar fungerar
  • Hur kraft, kraft, moment och energi fungerar
  • Hur konverterar du motorns vridmoment till hästkrafter?

Fler bra länkar

  • Hur konverteraren fungerar
  • Så fungerar en momentomvandlare
  • Vanliga frågor om momentomvandlare
  • Momentomvandlarapplikationer
  • ProTorque: Anpassade byggda momentomvandlare
  • Installation av en momentomvandlare
  • Professionell mekanik online
  • Auto.com
  • En kort kurs om automatiska transmissioner



Ingen har kommenterat den här artikeln än.

De mest intressanta artiklarna om hemligheter och upptäckter. Massor av användbar information om allt
Artiklar om vetenskap, rymd, teknik, hälsa, miljö, kultur och historia. Förklara tusentals ämnen så att du vet hur allt fungerar