수동 변속기에 대해 읽었다면 엔진이 클러치를 통해 변속기에 연결된다는 것을 알고 있습니다. 이 연결이 없으면 엔진을 죽이지 않고 자동차를 완전히 멈출 수 없습니다. 그러나 자동 변속기가 있는 자동차는 엔진에서 변속기를 분리하는 클러치가 없습니다. 대신 토크 변환기라는 놀라운 장치를 사용합니다. . 별 것 아닌 것 같지만 안에는 아주 흥미로운 일들이 벌어지고 있습니다.
이 기사에서는 자동 변속기 차량에 토크 컨버터가 필요한 이유, 토크 컨버터의 작동 원리, 장점과 단점에 대해 알아보겠습니다.
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수동 변속기 자동차와 마찬가지로 자동 변속기가 장착된 자동차는 변속기의 바퀴와 기어가 정지하는 동안 엔진이 회전하도록 하는 방법이 필요합니다. 수동 변속기 자동차는 변속기에서 엔진을 완전히 분리하는 클러치를 사용합니다. 자동변속기 차량은 토크 컨버터를 사용합니다.
토크 컨버터는 유체 커플링 유형입니다. , 엔진이 변속기와 다소 독립적으로 회전할 수 있습니다. 차량이 정지 신호에서 공회전하는 경우와 같이 엔진이 천천히 회전하는 경우 토크 컨버터를 통해 전달되는 토크의 양이 매우 작기 때문에 차량을 유지하려면 브레이크 페달을 약간만 밟으면 됩니다.
차가 정지한 상태에서 가속 페달을 밟으면 차가 움직이지 않도록 브레이크를 더 세게 밟아야 합니다. 이는 가스를 밟으면 엔진 속도가 빨라지고 더 많은 유체를 토크 컨버터로 펌핑하여 더 많은 토크가 바퀴에 전달되기 때문입니다.
아래 그림과 같이 토크 컨버터의 매우 견고한 하우징 내부에는 4개의 부품이 있습니다.
주택 토크 컨버터는 엔진의 플라이휠에 볼트로 고정되어 있으므로 엔진이 작동하는 속도로 회전합니다. 지느러미 토크컨버터의 펌프를 구성하는 펌프를 하우징에 부착하여 엔진과 동일한 속도로 회전합니다. 아래 컷어웨이는 모든 것이 토크 컨버터 내부에 어떻게 연결되어 있는지 보여줍니다.
펌프 토크 컨버터 내부에는 일종의 원심 펌프가 있습니다. 세탁기의 회전 주기가 물과 옷을 세탁조 외부로 튕겨내는 것처럼, 회전하면서 유체가 외부로 튕겨져 나옵니다. 유체가 외부로 방출됨에 따라 중앙에서 더 많은 유체를 끌어들이는 진공이 생성됩니다.
그런 다음 유체는 터빈의 블레이드로 들어갑니다. , 전송에 연결됩니다. 터빈은 기본적으로 자동차를 움직이는 변속기를 회전시킵니다. 아래 그래픽에서 터빈 블레이드가 구부러진 것을 볼 수 있습니다. 이것은 외부에서 터빈으로 들어가는 유체가 터빈의 중심을 빠져나가기 전에 방향을 바꿔야 함을 의미합니다. 방향 변경입니다. 터빈을 회전시키는 원인이 됩니다.
움직이는 물체의 방향을 바꾸려면 그 물체에 힘을 가해야 합니다. 물체가 자동차인지 액체 방울인지는 중요하지 않습니다. 그리고 물체를 회전시키는 힘을 가하는 것은 무엇이든 그 힘을 느껴야 하지만 반대 방향입니다. 따라서 터빈이 유체의 방향을 바꾸게 하면 유체가 터빈을 회전시킵니다.
유체는 중앙에서 터빈을 빠져나와 들어갔을 때와 다른 방향으로 움직입니다. 위 그림의 화살표를 보면 유체가 펌프(및 엔진)가 회전하는 방향과 반대 방향으로 움직이는 터빈을 빠져나가는 것을 볼 수 있습니다. 유체가 펌프에 닿으면 엔진이 느려지고 전력이 낭비됩니다. 이것이 토크 컨버터에 고정자가 있는 이유입니다. .
다음 섹션에서 고정자를 자세히 살펴보겠습니다.
고정자는 토크 컨버터의 중심에 있습니다. 그 역할은 유체가 펌프에 다시 닿기 전에 터빈에서 되돌아오는 유체의 방향을 바꾸는 것입니다. 이것은 토크 컨버터의 효율성을 극적으로 증가시킵니다.
고정자는 유체의 방향을 거의 완전히 뒤집는 매우 공격적인 블레이드 디자인을 가지고 있습니다. 단방향 클러치(고정자 내부)는 고정자를 변속기의 고정 샤프트에 연결합니다(클러치가 고정자가 회전하도록 허용하는 방향은 위 그림에 표시됨). 이러한 배열 때문에 고정자는 유체와 함께 회전할 수 없습니다. 반대 방향으로만 회전할 수 있으므로 유체가 고정 날개에 부딪힐 때 방향이 변경됩니다.
차가 움직일 때 약간 까다로운 일이 발생합니다. 약 40mph(64kph) 지점에서 펌프와 터빈이 거의 같은 속도로 회전합니다(펌프는 항상 약간 더 빠르게 회전합니다). 이 시점에서 유체는 터빈에서 되돌아와 이미 펌프와 같은 방향으로 움직이고 있는 펌프로 들어가므로 고정자가 필요하지 않습니다.
터빈이 유체의 방향을 변경하여 유체를 뒤로 튕겨내더라도 터빈은 유체가 다른 방향으로 펌핑되는 것보다 한 방향으로 더 빠르게 회전하기 때문에 유체는 여전히 터빈이 회전하는 방향으로 움직이게 됩니다. . 60mph로 움직이는 픽업의 뒤에 서서 40mph의 속도로 그 픽업의 뒤쪽으로 공을 던졌다면 공은 여전히 20mph로 앞으로 나아갈 것입니다. 이것은 터빈에서 일어나는 일과 비슷합니다. 유체가 한 방향으로 뒤로 튕겨져 나가지만 다른 방향으로 시작하는 것만큼 빠르지는 않습니다.
이 속도에서 유체는 실제로 뒤로 충돌합니다. 고정자 블레이드의 측면을 통해 고정자가 유체 이동을 방해하지 않도록 단방향 클러치에서 자유 회전합니다.
엔진을 정지시키지 않고 차가 완전히 멈출 수 있도록 하는 매우 중요한 작업 외에도, 토크 컨버터는 실제로 정지 상태에서 가속할 때 차에 더 많은 토크를 제공합니다. 현대의 토크 컨버터는 엔진의 토크를 2~3배로 늘릴 수 있습니다. 이 효과는 엔진이 변속기보다 훨씬 빠르게 회전할 때만 발생합니다.
더 높은 속도에서 변속기는 엔진을 따라잡고 결국 거의 같은 속도. 그러나 이상적으로는 전송이 정확히 속도의 차이가 전력을 낭비하기 때문에 엔진과 같은 속도 . 자동변속기 차량이 수동변속기 차량보다 연비가 떨어지는 이유 중 하나입니다.
이 효과를 상쇄하기 위해 일부 자동차에는 잠금 클러치가 있는 토크 컨버터가 있습니다. . 토크 컨버터의 두 반쪽이 속도에 도달하면 이 클러치가 함께 잠그어 미끄러짐을 제거하고 효율성을 개선합니다.
토크 컨버터 및 관련 주제에 대한 자세한 내용은 다음 페이지의 링크를 확인하십시오.
최초 발행일:2000년 10월 25일
