Гідротрансформатори
Гідротрансформатор (ГТР) - забезпечує перетворення крутильного моменту і плавність його наростання при переході від двигуна до ведучих органів.
На відміну від гідромуфти, гідротрансформатор має третє колесо, що, як правило, закріплене нерухомо, тому він може передавати крутильний момент зі зміною за величиною, а в деяких випадках і за знаком.
Гідрозрансформатори (рис. 14) мають робочі колеса трьох найменувань: насосні (ведучі) Н, турбінні (ведені) Т, реакторні (реактивні) Р.
Гідротрансформатори можуть бути виготовлені три, чотири і багатоколісними з одноступінчастим насосом, одно-, дво- і триступінчастою турбіною з одним чи декількома реакторами.
Багатоколісні ГТР залежно від кількості турбінних коліс бувають: одноступінчасті (одне турбінне колесо), двоступінчасті (два турбінних колеса) та ін. За напрямком обертання насоса і турбіни розрізняють ГТР прямого ходу, зворотного ходу, реверсивні.
Найпростіший гідротрансформатор - триколісний (рис.14) -складається з насосного колеса 2, турбінного колеса 4 й нерухомого реактора 3 (направляючого агрегату). Всі колеса встановлені в корпусі І.
Рис. 14 - Меридіональний переріз робочої порожнини одноступінчастого (триколісного) гідротрансформатора:
І - корпус, 2 насосне колесо; 3 - реактор; 4 - турбінне колесо; 5 муфта вільного ходу.
Вал насосного колеса 2 з'єднаний з валом двигуна, а вал турбіни з механізмом трансмісії, який передає крутильний момент на ведучі колеса (гусениці) трактора.
Принцип дії гідротрансформатора. У процесі роботи гідротрансформатора лопатки насосного колеса 2 впливають на рідину, змушуючи її не тільки обертатися разом з колесом, але і переміщатися вздовж лопаток у напрямку від входу до виходу. При цьому потенціальна енергія тиску лопаток насоса на рідину під дією відцентрових сил перетвориться на кінетичну енергію руху рідини. Вийшовши з насосного колеса 2, потік рідини потрапляє в розташоване за ним турбінне колесо 4 і, вдаряючись об лопатки його колеса, зменшує свою швидкість. При русі потоку по міжлопатевих каналах його напрямок змінюється відповідно до профілю лопаток. Кінетична енергія потоку рідини зменшується, і на лопатках колеса турбіни виникає крутильний момент, який дорівнює крутильному моменту Мкр н, прикладеному до вала насоса. При перетіканні по міжлопатевих каналах колеса реактора, які звужуються. Швидкість потоку рідини зростає, а напрямок потоку збігається з напрямком обертання насосного колеса 2. На лопатках реактора створюється реактивний момент Мр., який сприймається корпусом І.
У кожному робочому колесі рідина протікає суцільним потоком від входу до виходу, обтікаючи лопатки й знаходячись з ними в силовій взаємодії.
Коло циркуляції рідини в гідротрансформаторах по меридіанній площині може відбуватися за двома схемами:
а - насос-турбіна- реактор (НТР):
б - насос-реактор-турбіна (НРТ).
До особливості робочого процесу гідротрансформаторів відносять наступне:
1.Силові і кінематичні зв'язки між робочими колесами здійснюються через робочу рідину.
2. Робоча рідина - це одна нескінченна і безупинно кільцева ланка, що знаходиться в силовій взаємодії одночасно з усіма робочими колесами без існування жорстких кінематичних зв'язків між ними.
Існування силових зв'язків між робочими колесами (коло циркуляції) можливо тільки при обертанні хоча б одного робочого колеса.
Гідротрансформатори за характером взаємодії з двигуном поділяються на прозорі і непрозорі.
Прозорі гідротрансформатори мають властивість змінювані режим роботи двигуна залежно від зміни навантаження опору руху машини.
Непрозорі гідротрансформатори ізолюють двигун від виливу на нього постійно мінливих зовнішніх опорів.
Основними робочими параметрами ГТР є:
моменти на робочих колесах;
частоти обертання цих коліс;
активний діаметр (характерний розмір перерізу робочої порожнини ГТР).
Рис.15 - Загальний вигляд коліс гідротрансформатора