Hydrodynamický měnič

Hydrodynamický měnič momentu (zkráceně nazýván Měnič momentu) je zařízení umožňující přenos točivého momentu mezi hřídeli s různými otáčkami. Využívá přitom proudění kapaliny uvnitř měniče, při rozdílu úhlových rychlostí dochází k násobení momentu. Zjednodušením měniče vznikne hydraulická spojka, která není schopná moment zvyšovat.

Řez hydrodynamickým měničem ZF na veletrhu Bauma v roce 2007

Vznik a vývoj

Hydrodynamický měnič je vynálezem německého profesora Dr.-Ing. Hermanna Föttingera. Vynález byl patentován 24. června 1905 u císařského patentového úřadu pod č. 221422. Prvně byl "Föttingerův transformátor", jak se tehdy měnič nazýval, použit v roce 1909 na remorkéru "Föttinger Transformator" s pohonem parní turbínou. Druhou lodí s hydrodynamickým měničem byla výletní námořní loď "Königin Luise" spuštěná na vodu 8. května 1913. Tato loď byla o rok později potopena při kladení min u ústí Temže britským křižníkem.

V roce 1930 započala Föttingerova spolupráce s Flugbahn-Gesselschaft na rekonstrukci kolejového zeppelina na pohon s hydrodynamickým přenosem výkonu. Koncem roku 1932 bylo první kolejové vozidlo s hydrodynamickým přenosem výkonu připraveno ke zkouškám. Mezitím, v roce 1931, předvedl Föttinger upravený automobil Mercedes 8/38 opatřený hydrodynamickým měničem. V roce 1936 byly hydrodynamické měniče úspěšně použity na dvou motorových jednotkách Leipzig.

Popis
Popis hydrodynamického měniče

Momentový měnič násobí kroutící moment motoru a předává vyrovnaný a spojitý výkon na hnací nápravu (nápravy) vozidla. Měnič je složen z následujících čtyř částí:

  • Čerpadlo – vstupní prvek poháněný přímo od motoru
  • Turbína – výstupní prvek hydraulicky poháněný čerpadlem
  • Stator – reakční prvek (násobič momentu)
  • Spojka blokování měniče – mechanicky spojuje čerpadlo s turbínou. Není principiálně nutná, jejím účelem je zvýšit účinnost přenosu výkonu a u některých konstrukcí, zejména u drážních vozidel, není použita.

Vnější plášť měniče mívá tvar podobný anuloidu. Je svařen ze dvou polovin. Kliková hřídel motoru je pevně spojena s vnějším pláštěm a lopatky čerpadla jsou k němu zevnitř pevně připevněny, buď přivařeny nebo připájeny. Měnič je nerozebíratelný – po svaření dvou polovin vnějšího pláště nelze ostatní díly (stator, turbínu i blokovací spojku) vyjmout.

Když se čerpadlo otáčí rychleji než turbína a stator je v klidu, dochází v měniči k násobení kroutícího momentu. Jakmile se otáčky turbíny přiblíží otáčkám čerpadla, začne se spolu s turbínou a čerpadlem otáčet stator. Přestane se pak násobit kroutící moment a měnič se chová jako kapalinová spojka. Spojka blokování měniče je umístěna uvnitř měniče a je složena z následujících částí:

  • Píst a opěrná deska–poháněné motorem
  • Lamela spojky/tlumič (umístěná mezi pístem a opěrnou deskou) – na drážkování turbíny měniče

Spojka blokování měniče/torsní tlumič je spojena nebo rozpojena v závislosti na elektronickém signálu řídící jednotky převodovky (TCM). Při sepnutí spojky blokování měniče dojde k přímému pohonu vstupu převodovky motorem. Eliminuje se tak prokluz měniče a zvyšuje se tak rychlost vozidla při nižší spotřebě paliva. Spojka blokování měniče se rozpojuje při nižších rychlostech nebo když jednotka TCM vyhodnotí podmínky provozu a rozhodne o jejím rozpojení.

Torzní tlumič absorbuje torzní vibrace motoru, aby se tyto nepřenášely dále na ostatní díly převodovky (spojky atd.) anebo na díly připojené k převodovce.

Pro zvýšení celkové účinnosti přenosu výkonu se využívá kombinace obvykle tří měničů v jedné hydrodynamické převodovce. Každý měnič je určen pro jiný rozsah rychlostí, spínání a odpínání se provádí napouštěním a vypouštěním oleje z jednotlivých měničů. Jednodušší, hydromechanická převodovka má pouze jeden měnič pro plynulý rozjezd, další stupně jsou mechanické, kroutící moment neprochází měničem.

Výhody
Řez modelem hydrodynamického měniče
  • násobí kroutící moment motoru a zvyšuje tedy stoupavost vozidla
  • vozidlo vyvíjí tažnou sílu od nulové rychlosti, aniž by docházelo k mechanickému opotřebení třecí spojky
  • odstraňuje přenos rázů a kmitů způsobených motorem do převodového ústrojí
  • zmenšuje prokluz kol při prudkém rozjezdu
  • nedovoluje zhasnutí motoru při zařazení špatného rychlostního stupně
  • má měkký chod – snižuje „cuknutí“ při rychlém puštění spojkového pedálu (např. u automobilů)
  • nízká hmotnost a nižší cena ve srovnání s elektrickým přenosem výkonu

Nevýhody
  • Nižší účinnost ve srovnání s mechanickým i elektrickým přenosem výkonu
  • Velká hmotnost – u automobilů ve srovnání s mechanickým přenosem výkonu
  • Vysoká cena
  • Velké rozměry – u automobilů ve srovnání s mechanickým přenosem výkonu
  • Převodovky vybavené hydrodynamickým měničem momentu musí mít rovněž neustále poháněné čerpadlo oleje, což způsobuje další ztráty.
  • U převodovek vybavených hydrodynamickým měničem momentu není možné zajistit odstavené vozidlo proti pohybu zařazením rychlostního stupně. Tato nevýhoda bývá odstraněna parkovací západkou-speciálním železným kolem s pravidelně umístěnými výřezy, do nichž zapadá speciální zub, který převodovku a tím i vozidlo zcela zablokuje. Parkovací západka je aktivována zvolením polohy P na volící páce.

Související články

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.