Колесо-реактор установлено на неподвижном пустотелом валу 6, закрепленном на картере гидротрансформатора. Муфта свободного хода позволяет колесу-реактору вращаться только в одном направлении попутно с вращением насосного колеса. Турбинное колесо, колесо-реактор и насосное колесо установлены внутри корпуса, закрепленного на маховике 9 (см. рис. 14.24, б) двигателя. Внутренняя часть корпуса 8 является рабочей полостью гидротрансформатора, которая заполняется циркулирующим под давлением маловязким маслом.

Корпус гидротрансформатора в сборе с расположенными в нем рабочими колесами помещен на подшипниках внутри закрытого неподвижного картера, передняя часть которого является опорой гидротрансформатора при установке его на автомобиле или автобусе.

При работе гидротрансформатора масло, нагнетаемое в рабочую полость, захватывается лопатками вращающегося насосного колеса, отбрасывается центробежной силой вдоль криволинейных лопаток к его наружной окружности и поступает на лопатки турбинного колеса. В результате создаваемого при этом напора масла турбинное колесо приводится в движение вместе с ведомым валом. Далее масло поступает на лопатки колеса-реактора, изменяющего направление потока жидкости, и затем в насосное колесо, непрерывно циркулируя по замкнутому кругу рабочей полости и участвуя в общем вращении с колесами гидротрансформатора, как указано стрелками. От давления масла, приложенного к турбинному колесу, заклинивается муфта свободного хода, благодаря чему колесо-реактор становится неподвижным.

Наличие неподвижного колеса-реактора (лопатки которого расположены так, что они изменяют направление проходящего через него потока жидкости) способствует возникновению на лопатках реактора реактивного момента, воздействующего через жидкость на лопатки турбинного колеса дополнительно к моменту, передаваемому на него от насосного колеса. Следовательно, колесо реактора дает возможность получать на валу турбинного колеса крутящий момент, отличный от момента, передаваемого двигателем.

Чем медленнее вращается турбинное колесо (по сравнению с насосным) от приложенной к валу турбинного колеса внешней нагрузки, тем значительнее лопатки реактора изменяют направление проходящего через него потока жидкости и тем больший дополнительный момент передается от колеса-реактора турбинному колесу, в результате чего увеличивается крутящий момент, передаваемый от его вала на трансмиссию.

Способность гидротрансформатора автоматически изменять (трансформировать) соотношение моментов на валах в зависимости от соотношения частоты вращения ведущего и ведомого валов, а следовательно, и от внешней нагрузки является его основной особенностью. Таким образом, действие гидротрансформатора подобно действию коробки передач с автоматическим изменением передаточных чисел.

Но так как диапазон изменения крутящего момента гидротрансформатором недостаточен для различных условий движения автомобилей, а также он не обеспечивает получение передачи заднего хода, на автомобилях и автобусах гидротрансформатор обычно устанавливают с механической коробкой передач.

Типичным примером взаимодействия гидротрансформатора и механической коробки передач является гидромеханическая передача (рис. 14.25) автобуса ЛиАЗ-677М. Передача состоит из гидротрансформатора А, корпус 3 которого через приводной вал соединяется с коленчатым валом двигателя и механической двухступенчатой коробкой передач Б с автоматическим управлением. Понижающая передача коробки имеет передаточное число 1,79, задний ход —1,71.

Рис. 14.24. Гидротрансформатор: а—схема работы; б—основные детали

Механическая двухступенчатая коробка передач. Коробка передач представляет собой зубчатый двухступенчатый редуктор с расположенным в нем ведущим, ведомым и промежуточным валами.

Ведущий вал установлен на двух шарикоподшипниках и проходит через опору, на которой установлено колесо-реактор с муфтой свободного хода. На шлицах переднего конца вала крепится турбинное колесо, приводящее вал во вращение. На заднем конце вала установлена шестерня привода промежуточного вала и расположен двойной фрикцион В типа многодискового сцепления с передними дисками и задними. Передние фрикционные диски служат для включения прямой, а задние — для включения понижающей передачи.

Промежуточный вал установлен на двух подшипниках качения. На нем жестко закреплены зубчатое колесо привода вала и ведущие колеса передачи переднего и заднего ходов. В зацеплении с последним находится шестерня.

Ведомый вал изготовлен за одно целое со ступицей муфты. На переднем конце вала установлены фрикционные диски. В средней части вала на подшипниках скольжения установлены ведомая шестерня передачи переднего хода и ведомая шестерня передачи заднего хода с зубчатыми полумуфтами.

При работе двигателя через гидротрансформатор (насосное и турбинное колеса, колесо-реактор) крутящий момент передается на вал коробки передач.

На понижающей передаче замкнуты передние диски двойного фрикциона, блокирующие шестерню 8 ведущего вала. Муфта свободного хода находится в крайнем левом положении и блокирует на ведомом валу шестерню. При этом крутящий момент от ведущего вала через передние диски фрикциона В, шестерню, зубчатые колеса, шестерню и муфту передается на ведомый вал коробки передач, а от него— к ведущим колесам автомобиля.

Рис. 14.25. Схема гидромеханической передачи автобуса ЛиАЗ-677М: А—гидротрансформатор; Б—коробка передач

На прямой передаче замкнуты задние диски двойного фрикциона В. При этом муфта находится в нейтральном положении. В этом случае в результате фрикционного сопряжения ведущий и ведомый валы жестко соединяются между собой, и крутящий момент передается без изменений.

При передаче заднего хода включаются передние диски двойного фрикциона, муфта переводится в крайне правое положение, блокируя шестерню заднего хода. При этом крутящий момент от ведущего вала через зубчатые колеса передается на промежуточный вал, а от него — через колесо, шестерни на ведомый вал, изменяя при этом при помощи шестерни его направление вращения.

В условиях эксплуатации могут возникать такие режимы работы гидромеханических передач, когда гидротрансформатор принудительно блокируется, т. е. его насосное и турбинное колеса жестко соединяются между собой в результате включения фрикциона, и он переходит на режим работы гидромуфты, при котором передаваемый момент не изменяется.

Гидромеханические передачи автомобилей БелАЗ-548, -7525, МАЗ-7310 оснащены четырехколесными гидротрансформаторами и трехступенчатыми коробками передач.