Основное различие между гидромуфтой и гидротрансформатором состоит в том, что первая позволяет плавно изменять угловую скорость ведомого вала и передавать крутящий момент без его трансформации, а второй при изменении частоты вращения ведомого вала автоматически изменяет крутящий момент в зависимости от приложенного к ведомому валу сопротивления.
Гидромуфта состоит из насосного и турбинного колес, расположенных в заполненном маслом общем кожухе (рис. 1-7). Насосное колесо крепится к валу двигателя, а турбинное - к ведомому валу гидромуфты. Между двумя этими колесами жесткая кинематическая связь полностью отсутствует, а мощность передается с помощью масла, которое циркулирует между насосным и турбинным колесом.
Рис. 1-7
Гидротрансформаторы автоматически и непрерывно изменяют в значительных пределах крутящий момент на ведомом валу.
В гидротрансформаторах между насосным и турбинным колесом, в отличие от гидромуфты, устанавливают дополнительно реакторное колесо (рис. 1-8), которое жестко соединяется с картером. Реакторное колесо устанавливается между выходом из турбинного колеса и входом в насосное колесо и предназначено для изменения направления движения потока масла таким образом, чтобы оно совпало с направлением вращения насосного колеса. При этом неизрасходованная энергия масла не тормозит насосное колесо, как это происходит в гидромуфте, а, наоборот, помогает его вращению, что позволяет сообщать насосному колесу дополнительную энергию.
Рис. 1-8
Изменение крутящего момента на ведомом валу гидротрансформатора в зависимости от угловой скорости этого вала происходит по закону, близкому к характеристике двигателя постоянной мощности (рис. 1-1). При этом режим работы двигателя изменяется незначительно. В результате более полно используется мощность двигателя и обеспечивается стабильность его работы при изменениях в широких пределах внешнего сопротивления движению автомобиля.
Комплексная гидропередача объединяет в одном агрегате гидромуфту и гидротрансформатор (рис. 1-9). Она состоит из насосного, турбинного и реакторного колес. Однако реакторное колесо, в отличие от гидротрансформатора, соединяется с картером не жестко, а через обгонную муфту. Такое решение обеспечивает автоматический переход гидродинамической передачи с режима гидротрансформатора на режим гидромуфты и обратно.
Рис. 1-9
Отсутствие жесткой кинематической связи между валом двигателя и ведущими колесами машины обеспечивает пуск двигателя и остановку машины без выключения передачи в коробке передач. Наличие такой связи устраняет вероятность того, что заглохнет двигатель как по неопытности водителя, так и вследствие внезапного возрастания внешнего сопротивления, при котором может произойти полная остановка автомобиля.
Плавность передачи тягового усилия в случае использования гидропередачи повышает проходимость автомобиля при движении по грунтам с плохими сцепными свойствами.
Поскольку гидродинамические передачи не пропускают крутильные колебания от двигателя в трансмиссию, то повышается надежность и долговечность агрегатов моторно-трансмиссионной установки автомобиля. Лопастные колеса гидропередачи (насосное, турбинное, реакторное) практически не изнашиваются.
Гидромеханические трансмиссии по сравнению с обычной механической трансмиссией имеют несколько меньший КПД. Значительные внутренние потери энергии в гидродинамических передачах вызывают необходимость установки радиаторов для охлаждения масла.
Несмотря на то, что гидротрансформатор и комплексная гидропередача изменяют передаваемый от двигателя крутящий момент в соответствии с изменением внешней нагрузки, трансмиссия автомобиля должна включать в себя коробку передач. К сожалению, применяемые гидродинамические передачи могут изменять величину передаваемого крутящего момента лишь в 2-3 раза, что недостаточно для движения автомобилей в различных дорожных условиях.