Hydromeniče

História a aplikácia.

Prvé konštrukcie automatických prevodoviek používali spojku s meničom krútiaceho momentu, ktorá sa časom vyvinula do podoby meniča krútiaceho momentu, ktorý poznáme dnes. Hydromenič je súčasťou klasickej automatickej prevodovky a niektorých konštrukcií bezstupňových prevodoviek typu CVT.

Spojka meniča krútiaceho momentu je jednoduchšie zariadenie, ktoré sa používalo v niektorých starších automatických prevodovkách. Jej hlavnou funkciou je umožniť plynulý prenos výkonu z motora do prevodovky tým, že sa odstráni tuhé spojenie medzi nimi. Spojka meniča krútiaceho momentu sa skladá z dvoch hlavných komponentov: čerpadla (pripojeného k motoru) a turbíny (pripojenej k prevodovke). Oba komponenty sú uzavreté v puzdre naplnenom kvapalinou (prevodovým olejom). Čerpadlo poháňané motorom vytvára prúd oleja, ktorý uvádza do pohybu turbínu a prenáša krútiaci moment na prevodovku. Hydrokinetická spojka funguje na princípe prenosu energie prostredníctvom kvapaliny, čo umožňuje plynulý, aj keď trochu stratový prenos výkonu.

Menič krútiaceho momentu je modernejšie zariadenie, ktoré v moderných automatických prevodovkách nahradilo spojku meniča krútiaceho momentu. Okrem funkcie prenosu výkonu má menič krútiaceho momentu schopnosť zvyšovať krútiaci moment, čo zlepšuje účinnosť systému a výkon vozidla. Menič krútiaceho momentu sa skladá z troch hlavných komponentov: čerpadla, turbíny a statora. Čerpadlo pripojené k motoru vytvára prúd oleja, ktorý poháňa turbínu, ktorá je pripojená k prevodovke. Stator, umiestnený medzi čerpadlom a turbínou, usmerňuje tok oleja, čím zvyšuje účinnosť prenosu výkonu. Stator má jednosmernú spojku, ktorá mu umožňuje otáčať sa v jednom smere a zároveň blokovať v opačnom smere, čo zvyšuje krútiaci moment za určitých podmienok, napríklad pri rozbehu z pokoja. Okrem toho sú moderné meniče krútiaceho momentu vybavené blokovacím mechanizmom (tzv. blokovacou spojkou), ktorý eliminuje preklzávanie medzi čerpadlom a turbínou, čím zabezpečuje priame spojenie medzi motorom a prevodovkou. Tým sa výrazne znižuje spotreba paliva, pretože sa znižujú straty pri prúdení výkonu.

Konštrukcia a princíp fungovania.

Hydromenič sa skladá z niekoľkých základných komponentov:

1. Púzdro - menič krútiaceho momentu je uzavretý v utesnenom kovovom púzdre, v ktorom sa nachádzajú vnútorné komponenty a prevodový olej. Skriňa je spojená zotrvačníkom s motorom a otáča sa spolu s ním.
2. Čerpadlo - je pripojené ku skrini meniča a otáča sa spolu s ním. Je to komponent, ktorý priamo prijíma krútiaci moment od motora a pomocou radu lopatiek poháňa prevodový olej do vírivého pohybu.
3. Turbína - je umiestnená vo vnútri meniča oproti čerpadlu a je spojená so vstupným hriadeľom prevodovky. Lopatky turbíny sú umiestnené tak, aby zachytávali prúd prevodového oleja produkovaný čerpadlom, čo spôsobuje otáčanie turbíny a prenos krútiaceho momentu na prevodovku.
4. Stator - je umiestnený medzi čerpadlom a turbínou na pevnom hriadeli. Je to kľúčový komponent, ktorý usmerňuje tok oleja medzi turbínou a čerpadlom. Stator má lopatky, ktoré menia smer prúdenia oleja, čím zvyšujú účinnosť prenosu krútiaceho momentu. Je vybavený jednosmernou spojkou, ktorá mu umožňuje otáčať sa len jedným smerom. Pri veľkom rozdiele otáčok medzi čerpadlom a turbínou sa stator zablokuje, čo umožňuje smerovanie oleja späť do čerpadla pod väčším uhlom, čím sa zvyšuje krútiaci moment.
5. Blokovacia spojka - mechanizmus na zníženie alebo odstránenie rozdielu otáčok medzi čerpadlom a turbínou s cieľom znížiť spotrebu paliva.
6. Ložiská a tesnenia - komponenty zodpovedné za hladký pohyb nezávisle rotujúcich komponentov konvertora a za udržiavanie tesnosti spojov.

Keď motor beží, čerpadlo sa otáča spolu s ním, čím sa prevodový olej dostáva do vírivého pohybu. Lopatky čerpadla tlačia prevodový olej na lopatky turbíny. Prúd prevodového oleja naráža na lopatky turbíny a spôsobuje jej otáčanie. Turbína je pripojená k vstupnému hriadeľu prevodovky, takže jej otáčanie prenáša krútiaci moment na prevodovku, ktorá poháňa vozidlo. Keď olej prúdi cez turbínu, mení smer a vracia sa smerom k čerpadlu. V tomto bode stator, ktorý je namontovaný na pevnom hriadeli s jednosmernou spojkou, nasmeruje tok oleja späť k lopatkám čerpadla pod väčším uhlom. Tým sa zvyšuje krútiaci moment a zlepšuje účinnosť prenosu energie. Najväčší efekt zosilnenia krútiaceho momentu sa dosahuje pri veľkom sklze medzi čerpadlom a turbínou, t. j. hlavne pri rozbehu z pokoja. Jednosmerná spojka v statore umožňuje jeho zablokovanie v jednom smere na zmenu smeru prúdenia oleja, ale voľné otáčanie v druhom smere, čím sa minimalizujú energetické straty, keď sa čerpadlo a turbína otáčajú takmer rovnakou rýchlosťou. Moderné meniče krútiaceho momentu obsahujú blokovací mechanizmus na elimináciu vnútorného preklzu pri vyšších otáčkach. Keď vozidlo dosiahne určitú rýchlosť, aktivuje sa blokovací mechanizmus, ktorý priamo spojí čerpadlo s turbínou. Vzniká tak priame spojenie medzi motorom a prevodovkou, čím sa zvyšuje účinnosť paliva a znižujú sa straty výkonu.

Proces regenerácie.

Proces sa začína vyprázdnením konvertora od zvyškového oleja. Skriňa meniča sa potom musí rozrezať, čo sa vykoná na sústruhu. Všetky vnútorné komponenty meniča sa dôkladne vyčistia, aby sa odstránili nečistoty, usadeniny a zvyšky použitého prevodového oleja. Na tento účel sa používajú špeciálne čistiace prostriedky a zariadenia, ako sú ultrazvukové čističe. Po vyčistení sa všetky komponenty dôkladne skontrolujú, či nie sú opotrebované, poškodené a prasknuté. Posudzujú sa lopatky čerpadla a turbíny, stator, činnosť jednosmernej spojky statora, stav a opotrebenie ložísk, tlmičov vibrácií a drážkových spojov a iné. Opotrebované alebo poškodené komponenty sa vymenia za nové repasované. Najčastejšie sa vymieňajú ložiská, trecie obloženie alebo kotúče blokovacej spojky, tesnenia a iné mechanické komponenty, ktoré vykazujú známky opotrebovania. Po výmene a oprave všetkých potrebných komponentov sa menič opäť zostaví. Komponenty sa presne zarovnajú a zmontujú a skriňa sa opäť zvára, aby sa zabezpečila tesnosť. Zváranie sa vykonáva na špeciálnej automatickej stanici, ktorá zabezpečuje rovnomerný a tesný zvar po celom obvode krytu hydromeniča. Aby však bolo 100% isté, že zvar bol vykonaný správne, v ďalšom kroku sa vykoná skúška tesnosti konvertora. Potom sa skontroluje vyváženosť konvertora a v prípade potreby sa opraví. Posledným krokom je označenie a natretie konvertora.

Príčiny a typy poškodenia

Príznaky, ktoré môžu naznačovať chybný hydromenič, sú:

1. Trhanie pri zmene prevodového stupňa.
2. "Kĺzavý" pohon, problémy so zrýchlením.
3. Škrtenie motora pri štartovaní z pokoja.
4. Hluk a vibrácie.
5. Prehrievanie prevodovky.
6. Zvýšená spotreba paliva.

Najčastejšie poruchy hydromeničov sú:

1. Poškodenie alebo opotrebovanie trecieho obloženia alebo kotúčov aretačnej spojky
2. Poškodenie lopatiek čerpadla a turbíny
3. Opotrebenie ložiska
4. Opotrebovaný alebo poškodený stator
5. Opotrebovanie alebo poškodenie tesnení
6. Poškodenie spojov (drážkovanie a iné)