"Бублик", убийца АКПП: что ломается в гидротрансформаторах и как их чинят
Гидротрансформатор, он же "бублик" (прозвище пошло от его формы), является непременным атрибутом любого "настоящего автомата". Не обходятся без него и мощные вариаторы, и даже в преселективную АКПП его поставили на некоторых моделях Honda (например на Acura TLX), чтобы обеспечить мягкость движения на малой скорости. И иногда он выходит из строя.
Казалось бы, это чисто гидравлический узел и ломаться там нечему, разве что протечь может… Но нет, современный гидротрансформатор много сложнее в устройстве, чем картинка в старом учебнике и скорее является узлом с ограниченным сроком службы, после чего должен пройти процедуру восстановления. Что же с ним происходит, что у него внутри и как это починить?
Как устроен "бублик"?
Основной задачей гидротрансформатора всегда было преобразование крутящего момента и оборотов: он работает как гидравлический редуктор, который умеет снижать обороты и повышать крутящий момент с коэффициентом трансформации до 2.4. Основана его работа на передаче энергии через поток жидкости — в данном случае трансмиссионного масла, которое мы все знаем как ATF (automatic transmission fluid).
Коленчатый вал мотора связан с насосным колесом, которое разгоняет жидкость и отправляет ее на турбинное колесо. Турбинное колесо в свою очередь связано с коробкой передач. Жидкость раскручивает турбинное колесо и отправляется обратно на насосное. Но перед этим она попадает на лопатки направляющего аппарата, выполненного в виде колеса-реактора, которые ускоряют поток жидкости и направляют его в сторону вращения.
Таким образом поток жидкости ускоряется до тех пор, пока скорости вращения насосного и турбинного колес не выравниваются, и тогда гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты, при котором преобразования крутящего момента не происходит, а направляющий аппарат начинает свободно вращаться, не мешая току жидкости.
Чем больше разница скоростей вращения турбинного и насосного колес, тем больше ускоряется ток жидкости, но при этом она начинается нагреваться, а КПД гидротрансформатора падает — больше энергии уходит в нагрев. Когда же скорости вращения колес выравниваются, то в передаче момента через жидкость с большими потерями смысла нет.
Поэтому со временем в гидротрансформаторы стали внедрять элементы обычного фрикционного сцепления, основанного на трении. Называется это блокировкой гидротрансформатора. Суть блокировки — в соединении входного и выходного валов, чтобы передавать момент напрямую. Без нее старые машины с АКПП, как говорится, "не ехали".
На самых старых конструкциях блокировка срабатывала автоматически, за счет давления рабочей жидкости, но с появлением АКПП с электронным управлением функция стала управляться отдельным клапаном. Говорить же о способах реализации блокировки нужно в отдельной статье, потому что их великое множество. Но смысл один — соединять валы и временно исключать из цепочки передачи крутящего момента трансмиссионное масло.
А вскоре на фрикционы блокировки возложили задачи, сходные с задачами обычного сцепления механической КПП — при разгоне они немного смыкались, пробуксовывая и помогая передавать крутящий момент, а сама блокировка стала срабатывать очень рано, чтобы уменьшить потери в гидротрансформаторе. Собственно, современные гидромеханические "автоматы" уже нельзя назвать классическими — это уже некий гибрид.
И чем мощнее становились двигатели, тем сильнее нагревалась жидкость в ГТД, тем сложнее было обеспечить его охлаждение, и тем больше работы по передаче крутящего момента старались переложить на сцепление блокировки.
Что ломается в гидротрансформаторе?
Раз есть сцепление внутри "бублика", значит, оно изнашивается — вечных фрикционных пар не бывает. К тому же продукты их износа загрязняют внутренности ГТД, поток горячей жидкости с абразивом "выедает" металл лопаток и других внутренних частей. Также потихоньку стареют, выходят из строя от перегрева или просто разрушаются уплотнения-сальники, а иногда выходят из строя подшипники или даже ломаются лопасти турбинных колес.
Продукты износа фрикционной накладки попадают и в саму АКПП, ведь охлаждение ГТД идет прокачкой масла через насос коробки и общий теплообменник. А в гидроблоке АКПП (о нем нужно рассказывать отдельно) есть еще много разных мест, где грязь может что-то забить или жидкость может проточить лишние отверстия, повредить соленоидные клапаны, замкнуть проводники…
В общем, со временем ГТД становится основным источником "грязи" в АКПП, которая обязательно выведет ее из строя. У некоторых АКПП проблема осложняется тем, что материал накладок "приклеен" к основе, и по мере износа в жидкость начинают попадать клеющие вещества, ускоряя процессы загрязнения в разы.
Таким образом, поживший "бублик" нужно менять или ремонтировать, пока он не сломал всю коробку передач. К слову, старые АКПП, у которых блокировка срабатывала редко, только на высших передачах или ее не имелось вовсе, имеют заметно большие интервал замены масла и ресурс.
Наиболее печальный случай
К чему это приводит, можно увидеть на примере широко распространенной 5-ступенчатой АКПП Mercedes 722.6. Она ставилась на несколько десятков моделей Mercedes-Benz, Jaguar, Chrysler, Dodge, Jeep и SsangYong c 1996 года и ставится по сей день.
В этой коробке передач гидротрансформатор блокируется на всех передачах, и специальный клапан регулирует его прижатие. Даже при плавном разгоне включается частичная блокировка, а при резком блокировка включается почти сразу. Машина получается экономичной и динамичной.
А вот износ закладок блокировки идет быстро, и если не менять масло вовремя, то при пробегах свыше ста тысяч километров плавная блокировка становится не такой уж и плавной, заставляя машину дергаться, а продукты износа повреждают постоянно работающий клапан соленоида блокировки, усиливая эффект.
Но даже если масло менять, то все равно к пробегу тысяч в двести километров накладки ГТД износятся и создадут очень много мусора, который разрушит клапан и, разумеется, коробка начнет работать жестко, с ударами. В итоге, если вовремя не отремонтировать источник мусора, вся АКПП отправится на свалку.
Ремонт гидротрансформаторов
Сам "бублик" в сборе — дорогое удовольствие. Его стоимость измеряется десятками тысяч рублей. Для примера: "бублик" в сборе для коробки ZF от Audi A6 C5 и Audi A4 B7 будет стоить около 60 000 рублей, а для BMW 5 series E60, 7 series E66 и X5 E53 — около 120 000 рублей.
Стоимость ремонта же начинается с 3 500 — 5 000 рублей, без учета стоимости снятия АКПП, разумеется. Для самого простого ремонта "бублик" надо разрезать, вымыть, отдефектовать, заменить уплотнения, заменить фрикционные накладки и гидроцилиндры при необходимости, спаять и отбалансировать.
Полностью выходит из строя этот узел только при самых запущенных случаях, и обычно его удается реанимировать полностью. Но как и в любом деле, тут важен профессионализм исполнителей. Ведь точная гидравлика работает с высокими оборотами и при высокой скорости тока жидкости, малейшее нарушение соосности валов, дисбаланс или механические повреждения внутренностей могут вывести из строя не только сам "бублик", но и АКПП, ее насос или даже двигатель машины.
А как узнать, что гидротрансформатор вышел из строя?
Если масло в АКПП быстро темнеет после замены, машина стала расходовать больше топлива, ощущаются рывки при равномерном движении или при торможении двигателем, то — скорее к мастеру проверять круглый железный "бублик". Не так уж дорог его ремонт, а неисправный, дел он может натворить очень много.
Как сделать так, чтобы гидротрансформатор подольше не ломался?
Инструкция будет простой. Во-первых, не нужно увлекаться ездой на высоких оборотах — гидротрансформаторы в таком режиме изнашиваются быстрее. Во-вторых, поменьше перегревайте машину. В-третьих, регулярно меняйте масло.
21 Система смазки гтд
Шариковые и роликовые подшипники опор роторов и приводов ГТД испытывают в авиационных двигателях высокие нагрузки в условиях повышенных рабочих температур и требуют для обеспечения своей работоспособности надежного смазывания и охлаждения.
Помимо подшипников качения, в конструкции любого двигателя имеется немало нагруженных элементов, требующих смазывания. Это зубья шестерен, шлицы рессор, сферические элементы соединительных муфт. Их смазывание необходимо для снижения потерь мощности на трение, повышения надежности их работы.Масло отводит тепло, уносит продукты изнашивания с трущихся поверхностей, уменьшает трение и изнашивание деталей, предохраняет поверхности от наклепа.
Устройство системы смазки
Применяются две принципиальные схемы смазки ГТД:
— циркуляционная, в которой все масляные полости являются замкнутыми и масло используется многократно для смазывании и охлаждения деталей, вновь возвращаясь к ним после откачки отделения воздуха, очистки и охлаждения;
— разомкнутая (нециркуляционная), в которой масло используется однократно и после смазывания и охлаждения деталей выбрасывается в атмосферу через сопло двигателя.
Для малоресурсных ГТД разового применения, в подъемны двигателях СВВП с кратковременным циклом работы часто при меняют разомкнутую схему смазки. Эта схема отличается от циркуляционной большей простотой (ряд агрегатов отсутствует), меньшей массой, но значительно большим расходом масла, которое подается порционно.
В ГТД разового применения с разомкнутой системой смазки иногда вместо масла может подаваться керосин, являющийся одновременно основным топливом.
Циркуляционная система смазки любого двигателя состоит из трех подсистем: нагнетания, откачивания и суфлирования (рис. 12.1).
Для нагнетания масла и подачи его в требуемые места масло из бака 1 поступает по всасывающей магистрали 2 к нагнетающему маслонасосу 3, далее проходит через фильтр тонкой очистки 5 и по трубопроводам поступает к масляным форсункам.
Давление и температура масла за маслонасосом постоянно контролируются посредством устанавливаемых датчиков 6.
И
спользованное масло самотеком стекает в маслоотстойники опор роторов и в поддоны коробки приводов агрегатов, откуда откачивающими маслонасосами7 по трубопроводам 8 доставляется обратно в бак, проходя по пути воздухоотделитель 9, удаляющий воздух из вспененного масла, и радиатор 10, снижающий температуру масла.
Рис. 12.1. Схема циркуляционной системы смазки: 1 — масляный бак; 2 — всасывающая магистраль; 3 — нагнетающий маслонасос; 4 — редукционный клапан; 5 — фильтр тонкой очистки; 6 — датчики замеров давления и температуры масла; 7 — откачивающие маслонасосы; 8 — откачивающая магистраль; 9 — воздухоотделитель; 10 — радиатор; 11 — суфлирующая магистраль; 12 — центробежный суфлер; 13 — баростатический клапан; 14 — обратный клапан; 15 — маятниковый заборник масла; 16 — воздухоотделитель; 17 — перепускной клапан; 18 — масляные полости двигателя
В большинстве двигателей с целью повышения высотности масляной системы суфлирующие системы выполняют закрытыми, что означает поддерживание в масляных полостях, включая маслобак, некоторого избыточного давления. Это достигается установкой на суфлер баростатического клапана 13, который автоматически управляет выходной площадью суфлера.
Маслосистемы ГТД и их основные агрегаты
В ГТД основными афегатамп и узлами фения, для которых требу-ется смазка, являются шариковые и роликовые подшипники турбокомпрессорного афегата, шестерни редуктора отбора мощности, шестерни привода афегатов, работающие на высоких оборотах, шлицевые муфты валов, а в ТВД, кроме того, шестерни редуктора. Представление о числе смазываемых шестерен только в приводе афегатов ТРД с осевым компрессором дает рис. 5.1.
Рис. 5.1. Кинематическая схема привода ТВД с осевым компрессором:
- 1 — привод подкачивающего насоса;
- 2 — привод центробежного клапана;
- 3 — привод топливного насоса; 4 — привод гидронасоса; 5 — фрикционная муфта; б — роликовая муфта; 7 — вал турбокомпрессора; 8 — привод мас.мшого афегата; 9 — привод топливного насоса; 10 — масляный насос (откачивающий); 11— соединительная муфта; 12— привод стартера-генератора; 13 — храповая муфта; 14— рессора; 15— ведущий валик; 16 — ценфобежный суфлер.
Наиболее жесткие требования к качеству применяемого масла (пусковым и антпокнслительным свойствам) предъявляет высокооборотный турбокомпрессор.
Смазочное масло уменьшает трение и износ деталей и агрегатов, отводит от них тепло, предотвращает появление коррозии и задиров, удаляет попадающие между трущимися деталями твердые включения и частицы. В некоторых ТРД масло служит рабочей жидкостью (системы автоматики и регулирования) и применяется в сервомеханизмах. Соответственно выполнены конструктивно и масляные системы ГТД. Система смазки ГТД при малом расходе масла, компактности и малом гидравлическом сопротивлении должна надежно обеспечивать смазку двигателя в любом положении ЛА и при любых внешних условиях, к которым, в первую очередь, относятся температура и давление. Наиболее ответственные и нагруженные подшипники, а также зубчатые и шлицевые соединения имеют принудительную смазку под давлением, осуществляемую при помощи центробежных пли струйных форсунок. Остальные трущиеся детали смазываются разбрызгиванием масла, попадающего на вращающиеся детали и образующего масляный туман.
Чтобы сократить длительность пребывания масла в двигателе (с целью уменьшения нагревания, насыщения воздухом, сокращения времени контакта с металлами), маслосистемы ГТД работают по принципу сухого картера: после смазки масло не скапливается в отстойниках корпуса двигателя, а сразу же откачивается в маслобак или в масломаги-страль для фильтрации, охлаждения и др. операций.
В современных ГТД применяют циркуляционные замкнутые (одноконтурные и двухконтурные), незамкнутые и комбинированные системы смазки. Устройство маслосистем оказывает значительное влияние на предельную высоту 7 полета ЛА. С увеличением высоты вспенивае-мостъ масла в маслосистеме возрастает, при этом производительность маслонасоса снижается, в результате чего давление масла в системе падает, и смазка двигателя нарушается. Испытания показали, что в полетах на больших высотах надежнее циркуляционно-замкнутая система смазки — она обеспечивает требуемую смазку двигателя до высот 30 км и выше.
Наиболее экономична и конструктивно проста одноконтурная замкнутая система смазки, где масло непрерывно и многократно циркулирует по замкнутому контуру: бак-двигатель-бак. Незамкнутые системы смазки обычно применяют в двигателях разового использования, в которых масло работает лишь однократно. Такие системы очень просты, и масло в них после однократного использования выбрасывается в атмосферу. В высокотемпературных ТРД в некоторых случаях также применяют незамкнутые системы для смазки и охлаждения наиболее напряженных подшипников, где масло претерпевает значительные изменения; после однократной смазки оно также выбрасывается из двигателя в атмосферу. Менее нагретые детали и подшипники обслуживает обычная замкнутая система.
Несмотря на разнообразие конструкций ГТД, их маслосистемы большей частью типичны и состоят пз аналогичных по назначению агрегатов.
Система смазки ГТД обычно включает следующие элементы: маслобак, масляный теплообменник, масляные насосы, маслофильтры, воздухоотделитель, редукционные и запорные клапаны, масляные форсунки, маслопровод и приборы контроля температуры и давления масла. Типичная схема замкнутой системы смазки в современных ТРД изображена па рис. 5.2.
Из маслобака 1 масло по маслопроводу 14 поступает в нагнетающий насос 15 (который яв.шется частью масляного aiperara двигателя), проходит расположенный на линии фильтр тонкой очистки 18 и попадает в полость крышки масляного агрегата. При превышении заданного давления в масляной магистрали редукционный клапан перепускает масло на вход в насос 15, а при засорении фильтра 18 масло минует его и проходит через клапан 17 в масломагистраль двигателя. Из масляного агрегата основное количество масла через обратный клапан 19 (который не дает перетекать маслу из бака в масломагистраль при неработающем двигателе) направляется под давлением в основной масляный канал коробки атрегатов. Часть масла пз полости крышки коробки атрегатов идет к центробежном> 7 клапану 13 и к электромагнитному крану.
Из основного масляного канала коробки атрегатов масло по трубопроводу 20 по нескольким линиям поступает через тройник на смазку носка переднего корпуса компрессора и переднего подшипника 4 компрессора; коробки атрегатов 11 и двухскоростного привода 10 заднего подшипника 3 компрессора и подшипника 2 турбины.
Все вращающиеся детали и узлы коробки агрегатов, двухскоростного привода, носка переднего корпуса компрессора смазываются под давлением; передний 4 и задний 3 подшипники компрессора, а также подшипник 2 турбины смазываются маслом под давлением через форсунки со специальными жиклерами. Отдельные шестерни смазываются разбрызгиванием.
Рис. 5.2. Схема системы смазки ТРД:
1 — маслобак; 2 — подшипник турбины; 3, 4 — задний и передний подшипники компрессора; 5, 6, 7 — откачивающие ступени масляного насоса; 8 — центробежный суфлер; 9, 20— трубопроводы; 10 — двухскоростной привод; 11 — коробка агрегатов; 12, 14, 21 — каналы; 13 — центробежный клапан; 15— нагнетающий масляный насос; 16— редукционный клапан; 17 — предохранительный клапан; 18— фильтр тонкой очистки; 19— обратный клапан; 22 — клапан; 23 — ТМТ.
Отработавшее масло из заднего подшипника 3 компрессора н подшипника 2 турбины собирается в отстойниках и затем откачивается из них двумя ступенями 5 и 7 маслонасосов по трубопроводу 9 для охлаждения в ТМТ 23. Сюда же по трубопроводу 9 из откачивающей ступени 6 маслонасоса поступает масло из коробки агрегатов, носка переднего корпуса компрессора и переднего 4 подшипника компрессора (маслоотстойник переднего корпуса компрессора).
В ТМТ 23 масло охлаждается за счет отдачи тепла проходящему по трубкам топливу, кроме того, происходит частичное отделение воздуха от масла. При повышении давления в ТМТ клапан 22 перепускает масло из входной магистрали на выход. Охлажденное и очищенное масло из ТМТ поступает в маслобак 1. Следует отметить, что наличие ТМТ в системе смазки современных ГТД не всегда обязательно.
Полости обоих подшипников компрессора и подшипника турбины сообщаются с суфлером 8 каналом 21, а полость масляного бака — каналом 12. Отделенный от масла воздух отводится в атмосферу.
Во многих ГТД применяют закрытую замкнутую систем> 7 смазки, в которой смазочное масло, минуя масляный бак ЛА, циркулирует по замкнутому контуру. В этом случае назначение масляного бака — непрерывно пополнять до нормы убыль масла в системе двигателя, вызываемую проникновением масла через лабиринтные уплотнения, уносом его через систему суфлирования, а также испарением.
- 4>
- 3 2 1
19 20 22
Рис. 5.3. Схема системы смазки ТВД АИ-20А:
I — суфлер маслобака; 2 — маслобак; 3 — подшипники; 4 — грубы суфлирования; 5 — регулятор числа оборотов; 6 — центробежный суфлер; 7 — суфлер центрального привода; 8 — маслонасос измерителя крутящего момента;
9 — манометр для замера давления масла; 10 — маслофильтры тонкой очистки;
II — редукционные клапаны; 12— нагнетающая секция маслонасоса; 13 — обратные клапаны; 14— насос подпитки; 15— откачивающий маслонасос; 16— коробка приводов агрегатов; 17— маслосборник; 18— команднотопливный агрегат; 19 — откачивающие секции маслонасоса; 20 — маслофильтры грубой очистки; 21 — воздухоотделитель; 22 — воздушно-масляный теплообменник.
Примером короткозамкнутой системы смазки может служить мас-лосистема, принятая для ТВД АИ-20А (рис. 5.3). В этом двигателе смазка осуществляется следующим путем. Масло из нагнетающей секции 12 масляного насоса проходит фильтр 10 и поступает в маслосистему: 1) для смазки редуктора и его частей; 2) для смазки подшипников 3 ротора турбины, агрегатов и их приводов, а также в качестве рабочей жидкости для таких агрегатов, как регулятор оборотов воздушного винта, командно-топливный агрегат и др.
Отработавшее масло из коробки приводов агрегатов ЛА откачивается насосом 15 в маслосборник 17, расположенный в нижней части корпуса переднего подшипника компрессора. Сюда же самотеком сливается масло из редуктора, переднего подшипника компрессора и коробки центрального привода. Из полостей заднего подшипника компрессора и подшипника турбины масло откачивается двумя секциями 19 масляного насоса и направ.мтется в центробежный воздухоотделитель 21, куда поступает также масло пз маслосборника 17. После отделения воздуха масло охлаждается в воздушно-масляном теплообменнике 22 и вновь направ.шется в нагнетающую секцию 12 масляного насоса.
Убыль масла в маслосистеме пополняется подачей его пз маслобака насосом подпитки 14 до восстановления до заданной величины давления масла на входе в нагнетающий масляный насос.
Суфлирование масляных полостей корпуса переднего подшипника и центрального привода осуществляется через масляный бак, а суфлирование полостей заднего подшипника компрессора и подшипника турбины — через центробежный суфлер 6.
Здесь описаны лишь некоторые типичные маслосистемы ТРД и ТВД; существуют и другие их варианты. Тем не менее, приведенное описание дает представление о принципах работы систем и о способах очистки работающего в двигателе масла (фильтрация, освобождение от воздуха, охлаждение и др.).
В процессе работы в узлах трения двигателя и в его маслосистеме свойства применяемого масла изменяются. Об этих изменениях (повышении вязкости, ухудшении термоокислительной стабильности и др.) можно судить по состоянию отдельных агрегатов маслосистемы без разборки двигателя. Так, о вспенпваемостп масла можно судить ио работе масляных насосов и создаваемому ими давлению; чистота фильтрующих элементов маслофильтров дает представление о степени окисления работающего масла и т. д.
Гидротрансформатор АКПП, он же "Бублик", он же "Дыня"))
Недавно на работе привезли из ремонта "бублик" разрезанный, не подлежащий ремонту.
И я решил поделиться с вами фотографиями внутренностей, ну и собственно разобраться как он работает. На эту тему есть много информации в сети, но я как обычно постараюсь собрать её всю здесь в максимально понятном и доступном виде.
Сразу оговорюсь, все материалы взяты из различных источников в интернете и на их авторство я не претендую.
Итак начнем.
Что же вообще такое гидротрансформатор (далее ГДТ) и для чего он нужен?
Гидродинамический трансформатор ("Гидротрансформатор" или "ГДТ") это герметично заваренный узел, передающий вращательный момент от Двигателя — к Автоматической трансмиссии при помощи двух вращающихся в масле турбин.
Еще одно свойство ГДТ (которое как раз таки и отличает гидротрансформатор от гидромуфты) это автоматическое изменение крутящего момента в зависимости от нагрузки и частоты вращения колес автомобиля.
Для полноты понимания данного процесса представьте себе два домашних вентилятора направленных друг на друга, если включить один из них, то он создаваемым потоком воздуха, приведет в движение и тот вентилятор, который выключен. Примерно тот же процесс происходит внутри ГДТ, только роль воздуха там выполняет масло.
Вот так обычно ГДТ выглядит снаружи:
А вот те самые турбинные колеса с лопастями
Реакторное колесо.
То есть по сути, этот узел заменяет собой сцепление, но тогда почему же не установить для связи двигателя и АКПП обычное сцепление? Если поставить обычное сцепление, то тогда нам неизбежно придется выключать его при остановке автомобиля (нажимать на педаль сцепления), дабы двигатель не заглох, тогда сводиться на нет все удобство от использования АКПП.
ГДТ же в свою очередь, на холостом ходу при включеной передачи и нажатой педали тормоза, ввиду отсутствия прямой механической связи, не дает двигателю заглохнуть.
То есть ведущее (насосное) колесо будет вращаться, а ведомое (турбинное, то которое соединено с выходным валом коробки) будет оставаться на месте.
С общим принципом работы разобрались, теперь давайте разберемся из каких частей состоит ГДТ, для чего они служат и как все это взаимодействует
Циркуляция масла в ГДТ
Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса, центростремительной турбины и расположенного между ними направляющего аппарата-реактора. Насос и турбина предельно сближены, а их колесам придана форма, обеспечивающая непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. В результате гидротрансформатор получил минимальные габаритные размеры и одновременно снижены потери энергии на перетекание жидкости от насоса к турбине. Насосное колесо связано с коленчатым валом двигателя, а турбина — с валом коробки передач. Тем самым в гидротрансформаторе отсутствует жесткая связь между ведущими и ведомыми элементами, а передача энергии от двигателя к трансмиссии осуществляется потоками рабочей жидкости, которая отбрасывается с лопаток насоса на лопасти турбины. Собственно, по такой схеме работает гидромуфта, которая просто передает крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введен реактор. Это также колесо с лопатками, однако оно жестко прикреплено к корпусу и не вращается (заметим: до определенного времени). Реактор расположен на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос. Лопатки реактора имеют особый профиль, а межлопаточные каналы постепенно сужаются. По этой причине скорость, с которой рабочая жидкость течет по каналам направляющего аппарата, постепенно увеличивается, а сама жидкость выбрасывается из реактора в сторону вращения насосного колеса, как бы подталкивая и подгоняя его.
Отсюда сразу два следствия. Первое — благодаря увеличению скорости циркуляции масла внутри гидротрансформатора при неизменном режиме работы насоса (читай: двигателя, поскольку насосное колесо, как говорилось выше, жестко связано с коленвалом) крутящий момент на выходном валу гидротрансформатора увеличивается. Второе — при неизменном режиме работы насоса режим работы турбины изменяется автоматически и бесступенчато в зависимости от приложенного к валу турбины (читай: колесам автомобиля) сопротивления.
Поясним эти аксиомы на конкретных примерах. Допустим, автомобилю, который двигался по равнинному участку дороги, предстоит подъем в гору. Забудем на время про педаль акселератора и посмотрим, как отреагирует на изменение условий движения гидротрансформатор. Нагрузка на ведущие колеса увеличивается, а автомобиль начинает терять скорость. Это приводит к уменьшению частоты вращения турбины. В свою очередь уменьшается противодействие движению рабочей жидкости по кругу циркуляции внутри гидротрансформатора. В результате скорость циркуляции возрастает, что автоматически приводит к увеличению крутящего момента на валу турбинного колеса (аналогично переходу на низшую передачу в механических КПП) до тех пор, пока не наступит равновесие между ним и моментом сопротивления движению.
По аналогичной схеме работает автоматическая трансмиссия и при старте с места. Только теперь самое время вспомнить про педаль газа, нажатие на которую увеличивает обороты коленчатого вала, а значит, и насосного колеса, и про то, что сначала автомобиль, а следовательно, и турбина находились в неподвижном состоянии, но внутреннее проскальзывание в гидротрансформаторе не мешало двигателю работать на холостом ходу (эффект выжатой педали сцепления). В этом случае крутящий момент трансформируется в максимально возможное число раз.
Когда скорость автомобиля достигает определенной отметки, то в дело вступает блокировка ГТД, при помощи фрикционных пластин, она прижимает турбинное колесо к корпусу ГДТ и тогда двигатель с АКПП становиться соединен жесткой механической связью и передает 100% крутящего момента АКПП.
Прочитав все вышесказаное закономерно возникает вопрос: зачем же к гидротрансформатору присоединяют КПП, если он сам способен изменять величину крутящего момента в зависимости от нагрузки на ведущие колеса?
Увы, гидротрансформатор может изменять крутящий момент с коэффициентом, не превышающим 2-3,5. Как ни крути, а такого диапазона изменения передаточного числа недостаточно для эффективной работы трансмиссии. К тому же нет-нет да и возникает надобность во включении заднего хода или полном разъединении двигателя от ведущих колес.