Hvordan drejningsmomentomformere fungerer

  • Peter Tucker
  • 0
  • 3389
  • 737
Antik illustration af adapter gearkasse. ilbusca / Getty Images

Hvis du har læst om manuelle transmissioner, ved du, at en motor er tilsluttet en transmission ved hjælp af en kobling. Uden denne forbindelse ville en bil ikke være i stand til at stoppe fuldstændigt uden at dræbe motoren. Men biler med en automatgear har ingen kobling, der kobler transmission fra motoren. I stedet bruger de en forbløffende enhed kaldet a drejningsmomentkonverter. Det ligner måske ikke meget, men der er nogle meget interessante ting, der foregår inde.

- I denne artikel lærer vi, hvorfor biler med automatisk gearkasse har brug for en drejningsmomentkonverter, hvordan en momentkonverter fungerer, og hvad nogle af dens fordele og mangler er.

-

Indhold
  1. Det grundlæggende
  2. Inde i en momentkonverter
  3. Statoren
  4. Fordele og svage point
Momentomformeren er placeret mellem motoren og transmissionen.

Ligesom manuelle gearkøretøjer har biler med automatiske transmissioner brug for en måde at lade motoren dreje på, mens hjulene og gearene i gearkassen stopper. Manuel køretøjer bruger en kobling, der fuldstændigt kobler motoren fra gearkassen. Automatiske transmissionskøretøjer bruger en drejningsmomentkonverter.

En drejningsmomentkonverter er en type væskekobling, hvilket gør det muligt for motoren at dreje noget uafhængigt af transmissionen. Hvis motoren drejer langsomt, f.eks. Når bilen går på tomgang i et stoplys, er mængden af ​​drejningsmoment, der føres gennem momentomformeren, meget lille, så det at beholde bilen stadig kræver et let tryk på bremsepedalen.

Hvis du skulle træde på gaspedalen, mens bilen er standset, skulle du trykke hårdere på bremsen for at forhindre, at bilen bevæger sig. Dette skyldes, at når du trækker på gassen, accelererer motoren og pumper mere væske ind i drejningsmomentomformeren, hvilket får mere moment til at overføres til hjulene.

Dele af en momentomformer (venstre til højre): turbin, stator, pumpe

Som vist på figuren nedenfor er der fire komponenter inde i det meget stærke hus i momentomformeren:

  • Pumpe
  • Turbine
  • stator
  • Transmissionsvæske

Det boliger af drejningsmomentomformeren er fastgjort til svinghjulet på motoren, så den drejer med uanset hvilken hastighed motoren kører med. Det finner der udgør pumpen til drejningsmomentkonverteren er fastgjort til huset, så de drejer også med samme hastighed som motoren. Nedskæringen nedenfor viser, hvordan alt er forbundet inden i momentomformeren.

Sådan forbindes dele af momentomformeren til transmission og motor

Det pumpe inde i en drejningsmomentkonverter er en type centrifugalpumpe. Når den snurrer, kastes væske ud til det meste, som en vaskemaskins rotationscyklus slænger vand og tøj ud til vaskebadet. Efterhånden som væske kastes udad, skabes der et vakuum, der trækker mere væske ind i midten.

Pumpedelen til drejningsmomentomformeren er fastgjort til huset.

Væsken kommer derefter ind i bladene på turbine, som er forbundet til transmissionen. Turbinen får transmissionen til at dreje, hvilket dybest set bevæger din bil. På grafikken nedenfor kan du se, at turbinens klinger er buede. Dette betyder, at væsken, der kommer ind i turbinen udefra, skal ændre retning, før den forlader centrum af turbinen. Det er dette retningsændring der får turbinen til at rotere.

Momentomformerturbinen: Bemærk splinten i midten. Det er her det opretter forbindelse til transmissionen.

For at ændre retningen på et bevægeligt objekt skal du anvende en kraft på det objekt - det betyder ikke noget, om objektet er en bil eller en dråbe væske. Og uanset hvad der anvendes den kraft, der får objektet til at dreje, må også føle den kraft, men i modsat retning. Når turbinen får fluidet til at ændre retning, får fluidet turbinen til at rotere.

Væsken kommer ud af turbinen i midten og bevæger sig i en anden retning end da den kom ind. Hvis du ser på pilene i figuren ovenfor, kan du se, at væsken kommer ud af turbinen, der bevæger sig modsat den retning, som pumpen (og motoren) drejer. Hvis væsken fik lov til at ramme pumpen, ville den bremse motoren ned og spilde strøm. Dette er grunden til, at en momentomformer har en stator.

Vi kigger nærmere på statoren i det næste afsnit.

Statoren sender væsken tilbage fra turbinen til pumpen. Dette forbedrer effektiviteten af ​​momentomformeren. Bemærk splinten, der er tilsluttet en envejskobling inde i statoren.

Statoren befinder sig i midten af ​​momentomformeren. Dets job er at omdirigere væsken, der vender tilbage fra turbinen, inden den rammer pumpen igen. Dette øger driftsmomentkonverterens drastisk.

Statoren har et meget aggressivt bladdesign, der næsten fuldstændigt vender væskens retning. En envejskobling (inde i statoren) forbinder statoren med en fast aksel i transmissionen (den retning, som koblingen giver statoren til at dreje, er angivet i figuren ovenfor). På grund af dette arrangement kan statoren ikke rotere med væsken - den kan kun dreje i den modsatte retning, hvilket tvinger væsken til at ændre retning, når den rammer statorbladene.

Noget lidt vanskeligt sker, når bilen bevæger sig. Der er et punkt, ca. 40 km / t (64 km / t), hvor både pumpen og turbinen drejer med næsten samme hastighed (pumpen roterer altid lidt hurtigere). På dette tidspunkt vender væsken tilbage fra turbinen og går ind i pumpen, der allerede bevæger sig i samme retning som pumpen, så statoren er ikke nødvendig.

Selvom turbinen ændrer væskens retning og slipper den ud på bagsiden, ender væsken stadig med at bevæge sig i den retning, som turbinen drejer, fordi turbinen roterer hurtigere i den ene retning, end væsken pumpes i den anden retning . Hvis du stod bagerst i en pickup, der bevægede sig ved 60 km / h, og du kastede en bold ud på bagsiden af ​​denne pickup ved 40 km / h, ville bolden stadig være fremad ved 20 km / h. Dette svarer til hvad der sker i turbinen: Væsken kastes ud bagpå i den ene retning, men ikke så hurtigt som det skulle begynde med i den anden retning.

Ved disse hastigheder rammer væsken faktisk tilbage sider af statorbladene, hvilket får statoren til at frihjulet på sin envejskobling, så det ikke hindrer væsken i at bevæge sig gennem den.

Ud over det meget vigtige job med at lade din bil komme til et fuldstændigt stop uden at stoppe motoren, giver momentomformeren faktisk din bil mere drejningsmoment, når du accelererer ud af et stop. Moderne momentomformere kan multiplicere motorens drejningsmoment med to til tre gange. Denne effekt sker kun, når motoren drejer meget hurtigere end transmissionen.

Ved højere hastigheder fanger transmissionen op til motoren og bevæger sig til sidst næsten den samme hastighed. Dog ideelt set ville transmissionen bevæge sig kl Nemlig den samme hastighed som motoren, fordi denne forskel i hastighed spilder strøm. Dette er en del af grunden til, at biler med automatiske transmissioner får dårligere gas kilometertal end biler med manuelle transmissioner.

For at imødegå denne effekt har nogle biler en momentomformer med en låsekobling. Når de to halvdele af drejningsmomentkonverteren går op i hastighed, låser denne kobling dem sammen, hvilket fjerner glidningen og forbedrer effektiviteten.

For mere information om momentomformere og relaterede emner, se linkene på næste side.

Relaterede artikler

  • Sådan fungerer bilmotorer
  • Sådan fungerer automatiske transmissioner
  • Sådan fungerer hestekræfter
  • Sådan fungerer gear
  • Sådan fungerer koblinger
  • Sådan fungerer kraft, magt, drejningsmoment og energi
  • Hvordan konverterer du motorens drejningsmoment til hestekræfter?

Flere gode links

  • Sådan fungerer konverteren
  • Sådan fungerer en momentkonverter
  • FAQ om drejningsmomentkonverter
  • Momentomformer-applikationer
  • ProTorque: Custom Built Moment Converters
  • Installation af en momentkonverter
  • Professionel mekanik online
  • Auto.com
  • Et kort kursus om automatiske transmissioner



Endnu ingen kommentarer

De mest interessante artikler om hemmeligheder og opdagelser. Masser af nyttige oplysninger om alt
Artikler om videnskab, rum, teknologi, sundhed, miljø, kultur og historie. Forklare tusinder af emner, så du ved, hvordan alt fungerer