O dispositivo e principio de funcionamento dun convertedor de par moderno

O primeiro convertedor de par apareceu hai máis de cen anos. Este método eficiente de transmisión suave do torque foi sometido a moitas modificacións e melloras hoxe en día en moitas áreas da enxeñaría mecánica e a industria automobilística non é unha excepción. Conducir agora é moito máis sinxelo e cómodo xa que xa non é necesario empregar o pedal do embrague. O dispositivo e o principio de funcionamento do convertedor de par, como todo o enxeñoso, é moi sinxelo.

Historial de aparición

Por primeira vez, o principio de transferir o par recirculando o fluído entre dous impulsores sen conexión ríxida foi patentado polo enxeñeiro alemán Hermann Fettinger en 1905. Os dispositivos que funcionan sobre a base deste principio chámanse acoplamientos fluídos. Naquela época, o desenvolvemento da construción naval requiriu que os deseñadores atopasen o xeito de transferir gradualmente o par dunha máquina de vapor a enormes hélices de barcos na auga. Cando está ben acoplada, a auga ralentizou a sacudida das pas durante o arranque, creando unha carga inversa excesiva no motor, nos eixes e nas súas xuntas.

Posteriormente, os acoplamientos de fluídos modernizados comezaron a usarse nos autobuses londinenses e nas primeiras locomotoras diésel para garantir o seu bo arranque. E aínda máis tarde, os acoplamientos fluídos facilitaron a vida aos condutores de vehículos. O primeiro coche de produción cun convertedor de par, o Oldsmobile Custom 8 Cruiser, saíu da liña de montaxe en General Motors en 1939.

Dispositivo e principio de funcionamento

O convertedor de par é unha cámara pechada de forma toroidal, dentro da cal os impulsores de bombeo, reactores e turbinas están colocados coaxialmente uns cos outros. O volume interno do convertedor de par está cheo de fluído para transmisións automáticas que circulan en círculo dunha roda á outra. A roda da bomba está feita na carcasa do convertedor e está conectada de forma ríxida ao cigüeñal, é dicir. xira coa velocidade do motor. A roda da turbina está conectada de forma ríxida ao eixe de entrada da transmisión automática.

Entre eles está a roda do reactor ou estator. O reactor está montado nun embrague de roda libre que lle permite xirar só nunha dirección. As láminas do reactor teñen unha xeometría especial, debido a que o fluxo de fluído retornado da roda da turbina á roda da bomba cambia de dirección, aumentando así o par na roda da bomba. Esta é a diferenza entre un convertedor de par e un acoplamento de fluído. Neste último, o reactor está ausente e, en consecuencia, o par non aumenta.

Principio de funcionamento O convertedor de torque baséase na transferencia de par do motor á transmisión mediante un fluxo de fluído en recirculación, sen conexión ríxida.

Un impulsor impulsor, unido ao cigüeñal xiratorio do motor, crea un fluxo de fluído que bate contra as pas dunha roda de turbina oposta. Baixo a influencia do fluído, ponse en movemento e transmite o par ao eixe de entrada da transmisión.

Cun aumento da velocidade do motor, a velocidade de rotación do impulsor aumenta, o que leva a un aumento da forza do fluxo de fluído que leva a roda da turbina. Ademais, o líquido, volvendo polas láminas do reactor, recibe unha aceleración adicional.

O fluxo de fluído transfórmase en función da velocidade de rotación do impulsor. No momento da igualación das velocidades das rodas da turbina e da bomba, o reactor impide a libre circulación do líquido e comeza a xirar grazas á roda libre instalada. As tres rodas xiran xuntas e o sistema comeza a funcionar en modo de acoplamento de fluído sen aumentar o par. Cun aumento da carga no eixe de saída, a velocidade da roda da turbina diminúe en relación á roda de bombeo, o reactor está bloqueado e comeza de novo a transformar o fluxo de fluído.

Vantaxes

1. Movemento suave e partida.
2. Redución de vibracións e cargas na transmisión por un funcionamento desigual do motor.
3. Posibilidade de aumentar o par motor.
4. Non fai falta mantemento (substitución de elementos, etc.).

Limitacións

1. Baixa eficiencia (debido á ausencia de perdas hidráulicas e conexión ríxida co motor).
2. Mala dinámica do vehículo asociada ao custo da enerxía e do tempo para desconectar o fluxo de fluído.
3. Alto custo.

Modo de bloqueo

Co fin de facer fronte ás principais desvantaxes do convertedor de par (baixa eficiencia e mala dinámica do vehículo), desenvolveuse un mecanismo de bloqueo. O seu principio de funcionamento é similar ao embrague clásico. O mecanismo consiste nunha placa de bloqueo, que está conectada á roda da turbina (e, polo tanto, ao eixe de entrada da caixa de cambios) a través dos resortes do amortecedor de vibracións torsional. A placa ten un revestimento de fricción na súa superficie. Ao mando da unidade de control de transmisión, a placa presiónase contra a superficie interna da carcasa do convertedor mediante presión de fluído. O par empézase a transmitir directamente do motor á caixa de cambios sen afectación de fluído. Así, conséguese unha redución de perdas e unha maior eficiencia. O bloqueo pode habilitarse en calquera engrenaxe.

Modo de deslizamento

O bloqueo do convertedor de torque tamén pode estar incompleto e funcionar no chamado "modo deslizante". A placa de bloqueo non está completamente presionada contra a superficie de traballo, proporcionando así un deslizamento parcial da almofada de fricción. O par transmítese simultaneamente a través da placa de bloqueo e do fluído circulante. Grazas ao uso deste modo, as calidades dinámicas do coche aumentan significativamente, pero ao mesmo tempo mantense a suavidade do movemento. A electrónica garante que o embrague de bloqueo se enganche canto antes durante a aceleración e se desenganche o máis tarde posible cando se reduce a velocidade.

Non obstante, o modo de esvarar controlado ten un importante inconveniente asociado á abrasión das superficies do embrague, que, ademais, están expostas a efectos severos de temperatura. Os produtos de desgaste penetran no aceite, prexudicando as súas propiedades de traballo. O modo de deslizamento permite que o convertedor de par sexa o máis eficiente posible, pero ao mesmo tempo acurta significativamente a súa vida útil.