Perangkat dan prinsip pengoperasian konverter torsi modern

Konverter torsi pertama kali muncul lebih dari seratus tahun yang lalu. Setelah mengalami banyak modifikasi dan peningkatan, metode transmisi torsi yang mulus ini digunakan saat ini di banyak bidang teknik mesin, dan industri otomotif tidak terkecuali. Mengemudi sekarang jauh lebih mudah dan nyaman karena tidak perlu lagi menggunakan pedal kopling. Perangkat dan prinsip pengoperasian konverter torsi, seperti semua yang cerdik, sangat sederhana.

Kisah

Untuk pertama kalinya, prinsip pemindahan torsi melalui resirkulasi cairan antara dua impeler tanpa sambungan kaku dipatenkan oleh insinyur Jerman Hermann Fettinger pada tahun 1905. Perangkat yang beroperasi berdasarkan prinsip ini disebut kopling fluida. Pada saat itu, perkembangan pembuatan kapal menuntut para desainer menemukan cara untuk secara bertahap mentransfer torsi dari mesin uap ke baling-baling kapal besar di dalam air. Saat dipasangkan dengan erat, air memperlambat sentakan bilah selama penyalaan, menciptakan beban mundur yang berlebihan pada motor, poros, dan sambungannya.

Selanjutnya, kopling fluida yang dimodernisasi mulai digunakan di bus London dan lokomotif diesel pertama untuk memastikan kelancaran permulaannya. Dan bahkan kemudian, kopling fluida membuat hidup lebih mudah bagi pengemudi mobil. Mobil produksi pertama dengan pengubah torsi, Oldsmobile Custom 8 Cruiser, meluncur dari jalur perakitan di General Motors pada tahun 1939.

Perangkat dan prinsip operasi

Konverter torsi adalah ruang tertutup berbentuk toroidal, di dalamnya impeler pompa, reaktor, dan turbin ditempatkan secara koaksial berdekatan satu sama lain. Volume internal konverter torsi diisi dengan cairan untuk transmisi otomatis yang bersirkulasi dalam lingkaran dari satu roda ke roda lainnya. Roda pompa dibuat di rumah konverter dan dihubungkan dengan kuat ke poros engkol, mis. berputar dengan kecepatan mesin. Roda turbin terhubung secara kaku ke poros input transmisi otomatis.

Di antara mereka ada roda reaktor, atau stator. Reaktor dipasang pada freewheel yang memungkinkannya berputar hanya dalam satu arah. Bilah-bilah reaktor memiliki geometri khusus, yang dengannya aliran fluida yang dikembalikan dari roda turbin ke roda pompa berubah arah, sehingga meningkatkan torsi pada roda pompa. Inilah perbedaan antara konverter torsi dan kopling fluida. Yang terakhir, reaktor tidak ada, dan, karenanya, torsi tidak meningkat.

Prinsip operasi Konverter torsi didasarkan pada transfer torsi dari mesin ke transmisi melalui aliran fluida resirkulasi, tanpa sambungan yang kaku.

Sebuah impeler penggerak, terhubung ke poros engkol yang berputar dari mesin, menciptakan aliran fluida yang mengenai bilah roda turbin yang berlawanan. Di bawah pengaruh fluida, ia bergerak dan mentransmisikan torsi ke poros input transmisi.

Dengan peningkatan kecepatan mesin, kecepatan putaran impeler meningkat, yang menyebabkan peningkatan gaya aliran fluida yang membawa roda turbin. Selain itu, cairan yang kembali melalui bilah-bilah reaktor menerima percepatan tambahan.

Aliran fluida diubah tergantung pada kecepatan putaran impeler. Pada saat penyamaan kecepatan turbin dan roda pompa, reaktor menghalangi sirkulasi bebas cairan dan mulai berputar karena freewheel yang terpasang. Ketiga roda berputar bersama, dan sistem mulai bekerja dalam mode kopling fluida tanpa meningkatkan torsi. Dengan peningkatan beban pada poros keluaran, kecepatan roda turbin melambat relatif terhadap roda pemompaan, reaktor terhalang dan sekali lagi mulai mengubah aliran fluida.

Keuntungan

1. Gerakan halus dan mulai.
2. Mengurangi getaran dan beban pada transmisi dari pengoperasian mesin yang tidak rata.
3. Kemungkinan untuk meningkatkan torsi mesin.
4. Tidak perlu perawatan (penggantian elemen, dll.).

Kekurangan:

1. Efisiensi rendah (karena tidak adanya kerugian hidraulik dan sambungan kaku dengan engine).
2. Dinamika kendaraan yang buruk berkaitan dengan biaya tenaga dan waktu untuk mengendurkan aliran fluida.
3. Biaya tinggi

Mode kunci

Untuk mengatasi kerugian utama dari konverter torsi (efisiensi rendah dan dinamika kendaraan yang buruk), mekanisme penguncian telah dikembangkan. Prinsip operasinya mirip dengan kopling klasik. Mekanismenya terdiri dari pelat pemblokiran, yang dihubungkan ke roda turbin (dan oleh karena itu ke poros input gearbox) melalui pegas peredam getaran torsi. Pelat memiliki lapisan gesekan di permukaannya. Atas perintah unit kontrol transmisi, pelat ditekan ke permukaan bagian dalam rumah konverter melalui tekanan fluida. Torsi mulai disalurkan langsung dari mesin ke kotak roda gigi tanpa melibatkan cairan. Dengan demikian, pengurangan kerugian dan efisiensi yang lebih tinggi tercapai. Kunci dapat diaktifkan di gigi apa pun.

Mode selip

Penguncian konverter torsi juga tidak lengkap dan beroperasi dalam apa yang disebut "mode selip". Pelat pemblokiran tidak sepenuhnya ditekan ke permukaan kerja, sehingga memberikan selip sebagian dari bantalan gesekan. Torsi ditransmisikan secara bersamaan melalui pelat pemblokiran dan fluida yang bersirkulasi. Berkat penggunaan mode ini, kualitas dinamis mobil meningkat secara signifikan, tetapi pada saat yang sama, pergerakan yang mulus tetap terjaga. Elektronik memastikan bahwa kopling pengunci diaktifkan sedini mungkin selama akselerasi, dan dilepaskan selambat mungkin saat kecepatan dikurangi.

Namun, mode selip yang dikendalikan memiliki kelemahan yang signifikan terkait dengan abrasi permukaan kopling, yang lebih dari itu, terkena efek suhu yang parah. Produk aus yang masuk ke dalam minyak, merusak sifat kerjanya. Mode selip memungkinkan konverter torsi menjadi seefisien mungkin, tetapi pada saat yang sama mengurangi masa pakainya secara signifikan.