Более сложной гидропередачей является гидротрансформатор, который способен непрерывно и, самое главное, автоматически изменять коэффициент трансформации К в зависимости от сопротивления на его ведомом валу (по существу движению автомобиля).

На автомобилях гидротрансформатор впервые появился в 1948 г. Фирма Buick использовала его при разработке трансмиссии с автоматической коробкой передач Dynaflow. Начиная с этого времени, гидротрансформатор стал неотъемлемой частью трансмиссий с АКПП.

Как уже отмечалось ранее, типовой гидротрансформатор состоит из трехосновных элементов:

• насосного колеса;

• турбинного колеса;

• реакторного колеса

Реакторное колесо имеет жесткую связь с картером и служит для поворота вектора скорости выходящего из турбинного колеса потока масла таким образом, чтобы он совпадал с направлением вектора скорости вращения насосного колеса. В этом случае часть энергии, которой обладает поток масла после выхода из турбинного колеса, отдается насосному колесу, и следовательно, увеличивается кинетическая энергия масла, находящегося между лопаток насосного колеса. За счет этого возникает эффект увеличения момента на турбинном колесе по сравнению с тем моментом, который подводится к насосному колесу от двигателя.

Устройство и принцип работы гидротрансформатора подобны принципу работы и устройству гидравлической муфты.

Насосное колесо также является ведущим и приводится во вращение двигателем.

Масло, находящееся между лопатками насосного колеса, под действием центробежной силы устремляется к его периферийной части и за счет специального профиля поперечного сечения насосного колеса попадает в турбинное колесо. В турбинном колесе масло отдает часть своей энергии, способствуя тем самым его вращению. На выходе из турбинного колеса масло сразу же попадает в реакторное колесо, где с помощью лопаток, имеющих специальный профиль, изменяет направление движения. На выходе из реакторного колеса масло вновь попадает в насосное колесо.

Так же, как и в гидромуфте, в гидротрансформаторе для увеличения эффективности встроено направляющее кольцо. Оно предназначено для сглаживания вихревых потоков, возникающих в относительном потоке масла, что способствует увеличению КПД гидропередачи.

Особенностью конструкции гидротрансформатора является специальная форма лопаток насосного и турбинного колес. Изогнутая в обратном направлении форма лопаток насосного колеса придает дополнительное ускорение маслу в момент ее отрыва от лопатки. В то же время форма турбинных лопаток разработана так, чтобы поглотить как можно большую часть энергии масла и снизить потерю энергии за счет резкой смены направления движения при входе масла в турбинное колесо.

На этой характеристике для заданного угла выхода лопаток насосного колеса приведены кривые зависимости коэффициентов насосного и турбинного колес, а также кривая изменения КПД в зависимости от передаточного отношения гидротрансформатора i. В некоторых случаях на безразмерной характеристике гидротрансформатора приводится еще и кривая коэффициента трансформации момента К. Как видно из рис., коэффициент остается постоянным во всем диапазоне изменения, в результате изменение нагрузки на турбинном колесе никак не сказывается на загрузке двигателя.

К гидропередачам, используемым в трансмиссиях транспортных средств, предъявляют определенные требования и прежде всего к диапазону передаточного отношения, при котором возможна длительная работа гидропередачи с КПД не ниже того предела, на который рассчитана система охлаждения трансмиссии.