hydrodynamický menič

hydrodynamický menič, Föttingerov menič, aj menič (točivého) momentu — mechanizmus využívajúci dynamické účinky prúdiacej kvapaliny na zmenu točivého momentu medzi vstupným a výstupným hriadeľom; druh hydrodynamického prevodu. V súčasnosti sa používa ako rozbehová spojka (→ automatická spojka) strojov, a najmä ako súčasť prevodoviek (→ automatická prevodovka, hydrodynamická prevodovka) na pohon cestných a koľajových vozidiel i rôznych pracovných strojov.

Bol vyvinutý z hydrodynamickej spojky doplnením rozvádzača (reaktora) medzi lopatky čerpadla a turbíny. Rozvádzač je pevný lopatkový veniec, ktorý odkláňa prúd kvapaliny, aby na lopatky turbíny narážal pod zmeneným uhlom. Súčet momentov pôsobiacich na čerpadlo a rozvádzač sa rovná točivému momentu turbíny, preto hnací moment turbíny môže byť aj niekoľkonásobne vyšší než moment vstupujúci do čerpadla (na rozdiel od spojky, kde sú rovnaké), pričom otáčky turbíny sú nižšie ako otáčky čerpadla. Vhodným tvarovaním lopatiek čerpadla, turbíny a rozvádzača je možné dosiahnuť, aby sa turbína otáčala opačne ako čerpadlo (vratný prevod), a (alebo) to, že v určitých režimoch sa turbína otáča rýchlejšie než čerpadlo (takéto riešenia sú však spojené s výraznými zmenami smeru prúdenia, teda s väčšími stratami, preto sa používajú iba výnimočne). V spoločnej jednotke je možné jedným čerpadlovým kolesom poháňať aj niekoľko turbínových kolies (viacstupňový hydrodynamický menič), čo sa však tiež používa veľmi zriedka.

Násobenie (prevýšenie) momentu býva v prípade správne navrhnutej geometrie lopatiek meniča pri bežiacom čerpadle a stojacej turbíne okolo 4 až 5 (rozbehový, záberový moment) a pri menovitých otáčkach turbíny v oblasti maxima účinnosti okolo 2,5. Táto maximálna účinnosť hydrodynamického meniča je okolo 90 %, oproti hydrodynamickej spojke je nižšia o straty prúdenia v rozvádzači. Ďalším rozbehom turbíny, napr. pri odľahčení hnaného stroja, účinnosť výrazne klesá. Aby sa aj pri odľahčení turbíny dosiahla vyššia účinnosť, rozvádzač nie je pevný, ale je spojený so skriňou meniča cez voľnobežnú spojku (voľnobežku), ktorá umožňuje voľné otáčanie rozvádzača iba v jednom smere (zhodnom so smerom rotácie turbíny). Pri malých otáčkach turbíny sa rozvádzač pôsobením sily odkloneného prúdu kvapaliny opiera pevne o voľnobežnú spojku (režim meniča momentu), pri zvyšovaní otáčok turbíny sa postupne mení výsledné prúdenie kvapaliny, až sa rozvádzač môže prúdom kvapaliny voľne unášať, čím sa jeho činnosť zruší a menič funguje v režime spojky. Takýto typ meniča sa označuje ako menič Trilok, autorom základného patentu je Hermann Föttinger, autormi patentu na riešenie (1928) sú jeho bývalí spolupracovníci Hans Kluge, Kurt von Sanden a Wilhelm Spanhacke. Menič Trilok má dve maximá účinnosti a väčší rozsah prevádzkových otáčok turbíny, preto sa zvyčajne používa v automatických prevodovkách automobilov.

Prevodový pomer hydrodynamického meniča nie je konštantný, ale je závislý od otáčok a točivého momentu čerpadla a turbíny. Hydrodynamický menič tvorí mäkkú väzbu medzi hnacím motorom a hnaným strojom. Pri stálych otáčkach hnacieho motora sa výstupné otáčky (otáčky turbíny) automaticky prispôsobia zaťaženiu, pričom s rastúcim zaťažovacím momentom hnaného stroja jeho otáčky klesajú.