Dyfais ac egwyddor gweithredu trawsnewidydd torque modern
Ymddangosodd y trawsnewidydd torque cyntaf fwy na chan mlynedd yn ôl. Ar ôl cael llawer o addasiadau a gwelliannau, defnyddir y dull effeithlon hwn o drosglwyddo torque yn llyfn heddiw mewn sawl maes peirianneg fecanyddol, ac nid yw'r diwydiant modurol yn eithriad. Mae gyrru bellach yn llawer haws ac yn fwy cyfforddus gan nad oes angen defnyddio'r pedal cydiwr mwyach. Mae dyfais ac egwyddor gweithredu'r trawsnewidydd torque, fel popeth dyfeisgar, yn syml iawn.
Mae stori
Am y tro cyntaf, patentwyd yr egwyddor o drosglwyddo trorym trwy ail-gylchredeg hylif rhwng dau ysgogydd heb gysylltiad anhyblyg gan y peiriannydd Almaenig Hermann Fettinger ym 1905. Gelwir dyfeisiau sy'n gweithredu ar sail yr egwyddor hon yn gyplyddion hylif. Bryd hynny, roedd datblygu adeiladu llongau yn ei gwneud yn ofynnol i ddylunwyr ddod o hyd i ffordd i drosglwyddo torque yn raddol o injan stêm i beiriannau gyrru llongau enfawr yn y dŵr. Pan gafodd ei gyplysu'n dynn, arafodd y dŵr blerwch y llafnau yn ystod y cychwyn, gan greu llwyth gwrthdroi gormodol ar y modur, siafftiau a'u cymalau.
Yn dilyn hynny, dechreuwyd defnyddio cyplyddion hylif wedi'u moderneiddio ar fysiau Llundain a'r locomotifau disel cyntaf er mwyn sicrhau eu bod yn cychwyn yn llyfn. A hyd yn oed yn ddiweddarach, gwnaeth cyplyddion hylif fywyd yn haws i yrwyr ceir. Rholiodd y car cynhyrchu cyntaf gyda thrawsnewidydd torque, yr Oldsmobile Custom 8 Cruiser, oddi ar y llinell ymgynnull yn General Motors ym 1939.
Dyfais ac egwyddor gweithredu
Mae'r trawsnewidydd torque yn siambr gaeedig o siâp toroidal, y mae impelwyr pwmpio, adweithydd a thyrbin yn cael ei osod yn gyfechelog yn agos at ei gilydd. Mae cyfaint mewnol y trawsnewidydd torque wedi'i lenwi â hylif ar gyfer trosglwyddiadau awtomatig sy'n cylchredeg mewn cylch o un olwyn i'r llall. Gwneir yr olwyn bwmp yn y trawsnewidydd ac mae wedi'i chysylltu'n anhyblyg â'r crankshaft, h.y. cylchdroi gyda chyflymder yr injan. Mae olwyn y tyrbin wedi'i chysylltu'n anhyblyg â siafft fewnbwn y trosglwyddiad awtomatig.
Rhyngddynt mae olwyn yr adweithydd, neu'r stator. Mae'r adweithydd wedi'i osod ar gydiwr freewheel sy'n caniatáu iddo gylchdroi i un cyfeiriad yn unig. Mae gan lafnau'r adweithydd geometreg arbennig, oherwydd mae'r llif hylif a ddychwelir o'r olwyn tyrbin i'r olwyn bwmp yn newid cyfeiriad, a thrwy hynny gynyddu'r torque ar yr olwyn bwmp. Dyma'r gwahaniaeth rhwng trawsnewidydd torque a chyplu hylif. Yn yr olaf, nid oes adweithydd, ac, yn unol â hynny, nid yw'r torque yn cynyddu.
Egwyddor o weithredu Mae'r trawsnewidydd torque yn seiliedig ar drosglwyddo torque o'r injan i'r trosglwyddiad trwy lif hylif sy'n cylchredeg, heb gysylltiad anhyblyg.
Mae impeller gyrru, ynghyd â crankshaft cylchdroi yr injan, yn creu llif hylif sy'n taro llafnau olwyn tyrbin gwrthwynebol. O dan ddylanwad hylif, mae'n symud ac yn trosglwyddo trorym i siafft fewnbwn y trosglwyddiad.
Gyda chynnydd yng nghyflymder yr injan, mae cyflymder cylchdroi'r impeller yn cynyddu, sy'n arwain at gynnydd yng ngrym llif yr hylif sy'n cludo olwyn y tyrbin. Yn ogystal, mae'r hylif, sy'n dychwelyd trwy lafnau'r adweithydd, yn derbyn cyflymiad ychwanegol.
Mae'r llif hylif yn cael ei drawsnewid yn dibynnu ar gyflymder cylchdroi'r impeller. Ar hyn o bryd o gydraddoli cyflymderau'r tyrbin a'r olwynion pwmp, mae'r adweithydd yn rhwystro cylchrediad rhydd yr hylif ac yn dechrau cylchdroi diolch i'r olwyn rydd wedi'i osod. Mae'r tair olwyn yn cylchdroi gyda'i gilydd, ac mae'r system yn dechrau gweithio yn y modd cyplu hylif heb gynyddu trorym. Gyda chynnydd yn y llwyth ar y siafft allbwn, mae cyflymder olwyn y tyrbin yn arafu o'i gymharu â'r olwyn bwmpio, mae'r adweithydd wedi'i rwystro ac unwaith eto'n dechrau trawsnewid llif yr hylif.
Manteision
- Symud yn llyfn a chychwyn.
- Lleihau dirgryniadau a llwythi wrth drosglwyddo o weithrediad anwastad injan.
- Posibilrwydd o gynyddu torque injan.
- Nid oes angen cynnal a chadw (amnewid elfennau, ac ati).
Cyfyngiadau
- Effeithlonrwydd isel (oherwydd absenoldeb colledion hydrolig a chysylltiad anhyblyg â'r injan).
- Dynameg cerbydau gwael sy'n gysylltiedig â chost pŵer ac amser i ddadflino'r llif hylif.
- Cost uchel.
Modd cloi
Er mwyn ymdopi â phrif anfanteision y trawsnewidydd torque (effeithlonrwydd isel a dynameg cerbydau gwael), datblygwyd mecanwaith cloi. Mae ei egwyddor o weithredu yn debyg i'r cydiwr clasurol. Mae'r mecanwaith yn cynnwys plât blocio, sydd wedi'i gysylltu ag olwyn y tyrbin (ac felly â siafft fewnbwn y blwch gêr) trwy ffynhonnau'r mwy llaith dirgryniad torsional. Mae gan y plât leinin ffrithiant ar ei wyneb. Ar orchymyn yr uned rheoli trawsyrru, mae'r plât yn cael ei wasgu yn erbyn wyneb mewnol y trawsnewidydd trwy bwysau hylif. Mae torque yn dechrau cael ei drosglwyddo'n uniongyrchol o'r injan i'r blwch gêr heb ymglymiad hylif. Felly, cyflawnir gostyngiad mewn colledion ac effeithlonrwydd uwch. Gellir galluogi'r clo mewn unrhyw gêr.
Modd slip
Gall cloi'r trawsnewidydd torque hefyd fod yn anghyflawn a gweithredu mewn “modd slip” fel y'i gelwir. Nid yw'r plât blocio yn cael ei wasgu'n llwyr yn erbyn yr arwyneb gweithio, a thrwy hynny ddarparu llithriad rhannol o'r pad ffrithiant. Mae'r torque yn cael ei drosglwyddo ar yr un pryd trwy'r plât blocio a'r hylif sy'n cylchredeg. Diolch i'r defnydd o'r modd hwn, mae rhinweddau deinamig y car yn cynyddu'n sylweddol, ond ar yr un pryd mae llyfnder y symudiad yn cael ei gynnal. Mae'r electroneg yn sicrhau bod y cydiwr cloi yn cael ei ymgysylltu mor gynnar â phosibl yn ystod cyflymiad, ac wedi ymddieithrio mor hwyr â phosibl pan fydd y cyflymder yn cael ei ostwng.
Fodd bynnag, mae gan y modd slip rheoledig anfantais sylweddol sy'n gysylltiedig â sgrafellu'r arwynebau cydiwr, sydd, ar ben hynny, yn agored i effeithiau tymheredd difrifol. Gwisgwch gynhyrchion yn mynd i mewn i'r olew, gan amharu ar ei briodweddau gweithio. Mae'r modd slip yn caniatáu i'r trawsnewidydd torque fod mor effeithlon â phosibl, ond ar yr un pryd mae'n lleihau ei oes yn sylweddol.
