マニュアルトランスミッションについて読んだことがあれば、エンジンがクラッチを介してトランスミッションに接続されていることをご存知でしょう。この接続がなければ、車はエンジンを停止せずに完全に停止することはできません。しかし、オートマチックトランスミッションを搭載した車には、トランスミッションをエンジンから切り離すクラッチがありません。代わりに、彼らはトルクコンバーターと呼ばれる驚くべき装置を使用しています。あまり見えないかもしれませんが、内部では非常に興味深いことがいくつか起こっています。
この記事では、オートマチックトランスミッション車にトルクコンバーターが必要な理由、トルクコンバーターの仕組み、およびその長所と短所について説明します。
- 基礎
- トルクコンバーター内部
- 固定子
- メリットとデメリット
基礎
マニュアルトランスミッション車と同じように、オートマチックトランスミッションを搭載した車には、トランスミッションのホイールとギアが停止している間にエンジンを回転させる方法が必要です。マニュアルトランスミッション車はクラッチを使用しており、エンジンをトランスミッションから完全に切り離します。オートマチックトランスミッション車はトルクコンバーターを使用しています。
トルクコンバーターは流体継手の一種で、トランスミッションとは独立してエンジンを回転させることができます。エンジンは、自動車が停止信号でアイドリングしているときなど、ゆっくりと回転している場合、量トルクトルクコンバータを通過したので、車を維持することは依然としてにのみ軽い圧力が必要、非常に小さいブレーキペダル。
車が止まっているときにアクセルペダルを踏むと、車が動かないようにブレーキを強く踏む必要があります。これは、ガスを踏むと、エンジンの速度が上がり、より多くの流体がトルクコンバーターに送り込まれ、より多くのトルクがホイールに伝達されるためです。
トルクコンバーター内部
下の図に示すように、トルクコンバータの非常に強力なハウジング内には4つのコンポーネントがあります。
- ポンプ
- タービン
- 固定子
- トランスミッションオイル
トルクコンバーターのハウジングはエンジンのフライホイールにボルトで固定されているため、エンジンが動作している速度に関係なく回転します。フィン彼らはまた、エンジンと同じ速度で回転してトルクコンバータのポンプを構成して、ハウジングに取り付けられています。以下の断面図は、すべてがトルクコンバータ内でどのように接続されているかを示しています。
トルクコンバーター内のポンプは、遠心ポンプの一種です。回転すると、洗濯機の回転サイクルが水と衣類を洗濯槽の外側に投げ出すのと同じように、液体が外側に投げ出されます。流体が外側に飛ばされると、真空が発生し、中央でより多くの流体が引き込まれます。
次に、流体は、トランスミッションに接続されているタービンのブレードに入ります。タービンはトランスミッションを回転させ、基本的にあなたの車を動かします。下の図で、タービンのブレードが湾曲していることがわかります。これは、外部からタービンに入る流体は、タービンの中心から出る前に方向を変える必要があることを意味します。タービンを回転させるのはこの方向の変化です。
移動するオブジェクトの方向を変更するには、そのオブジェクトに力を加える必要があります。オブジェクトが車であるか流体の滴であるかは関係ありません。そして、オブジェクトを回転させる力を加えるものは何でも、その力を感じなければなりませんが、反対方向です。したがって、タービンによって流体の方向が変わると、流体によってタービンが回転します。
流体は中央でタービンを出て、入ったときとは異なる方向に移動します。上の図の矢印を見ると、流体がタービンを出て、ポンプ（およびエンジン）が回転している方向と反対の方向に移動していることがわかります。液体がポンプに当たると、エンジンが遅くなり、電力が無駄になります。これが、トルクコンバータに固定子がある理由です。
次のセクションでは、固定子について詳しく見ていきます。
固定子
固定子はトルクコンバータの中心にあります。その仕事は、タービンに戻る前に、タービンから戻ってくる流体をリダイレクトすることです。これにより、トルクコンバータの効率が劇的に向上します。
ステーターは、流体の方向をほぼ完全に反転させる非常に攻撃的なブレード設計になっています。一方向クラッチ（ステーター内）は、ステーターをトランスミッションの固定シャフトに接続します（クラッチがステーターを回転させる方向は上の図に示されています）。この配置のため、ステーターは流体と一緒に回転できません。反対方向にのみスピンでき、ステーターブレードに当たると流体の方向が変わります。
車が動いたときに少しトリッキーなことが起こります。ポンプとタービンの両方がほぼ同じ速度で回転している約40mph（64 kph）のポイントがあります（ポンプは常にわずかに速く回転します）。この時点で、流体はタービンから戻り、すでにポンプと同じ方向に移動しているポンプに入るので、ステータは必要ありません。
タービンが流体の方向を変えて後ろに投げ出しても、タービンは一方向に回転しているので、流体が他の方向にポンプで送られているよりも速く回転しているため、流体はタービンが回転している方向に移動することになります。 。あなたが時速60マイルで動いているピックアップの後ろに立っていて、時速40マイルでそのピックアップの後ろからボールを投げた場合、ボールは時速20マイルで前進し続けます。これは、タービンで発生することと似ています。流体は一方向に逆流しますが、他の方向で開始するほど速くはありません。
これらの速度では、流体は実際にステータブレードの裏側に当たり、ステータが一方向クラッチでフリーホイールするため、流体の移動が妨げられません。
メリットとデメリット
トルクコンバーターは、エンジンを停止させることなく車を完全に停止させるという非常に重要な仕事に加えて、停止状態から加速したときに実際に車により多くのトルクを与えます。最新のトルクコンバーターは、エンジンのトルクを2〜3倍にすることができます。この効果は、エンジンがトランスミッションよりもはるかに速く回転している場合にのみ発生します。
より高速では、トランスミッションはエンジンに追いつき、最終的にはほぼ同じ速度で移動します。ただし、理想的には、この速度の違いが電力を浪費するため、トランスミッションはエンジンとまったく同じ速度で移動します。これは、オートマチックトランスミッションを搭載した車がマニュアルトランスミッションを搭載した車よりも燃費が悪くなる理由の一部です。
この影響に対抗するために、一部の車にはロックアップクラッチ付きのトルクコンバーターがあります。トルクコンバーターの2つの半分が速度を上げると、このクラッチがそれらを一緒にロックし、滑りをなくし、効率を向上させます。
トルクコンバータおよび関連トピックの詳細については、次のページのリンクを確認してください。
初版：2000年10月25日
