¿Qué es un convertidor de par?

A Convertidor de par Es un tipo de acoplamiento hidráulico que se utiliza para transferir potencia de rotación desde el motor de un vehículo a la transmisión. Ocurre a través de un embrague mecánico en una transmisión automática. La función principal es aislar la carga de la fuente de alimentación principal. Se encuentra entre el motor y la transmisión. Tiene la misma función que el embrague en una transmisión manual. De la misma forma, como el embrague desconecta el motor de la carga al parar, también desconecta el motor de la carga y mantiene el motor en marcha cuando el vehículo se detiene.

Sus principales funciones son:

1. Transmite potencia desde el motor al eje de entrada de la transmisión.
2. Impulsa la bomba delantera de la transmisión.
3. Aísla el motor de la carga cuando el vehículo está parado.
4. Multiplica el par del motor y lo transmite a la transmisión. Casi duplica el par de salida.

Diagrama del convertidor de par:

¿En qué se diferencia un convertidor de par de una transmisión?

Un convertidor de par es un dispositivo que realiza una función similar a una transmisión, es decir, aumentar el par y disminuir la velocidad. Sin embargo, mientras que la transmisión solo proporciona una pequeña cantidad de relaciones de transmisión fijas, el convertidor de par proporciona una variación continua de la relación de transmisión de menor a mayor. Proporciona una relación de transmisión máxima partiendo del resto y reduce gradualmente esta relación a medida que el vehículo gana velocidad.
Con el convertidor de par, no se requiere ningún mecanismo de conmutación porque el par aumenta con la velocidad del motor. Ningún tren de engranajes se utiliza como caja de cambios. En comparación con la caja de cambios, no requiere mantenimiento frecuente y el diseño es compacto. La eficiencia del convertidor de par es máxima dentro de un rango de velocidad muy estrecho. Se utiliza junto con la caja de cambios epicicloidal.

Diagrama del convertidor de par, piezas, sección transversal.

Principio de funcionamiento del convertidor de par:

Para comprender el principio de funcionamiento del convertidor de par, tomemos dos ventiladores. Un ventilador está conectado a la fuente de alimentación y el otro no está conectado a la fuente de alimentación. Cuando el primer ventilador conectado a la fuente de energía comienza a moverse, el aire fluye desde él hacia el segundo ventilador, que está estacionario. El aire del primer ventilador golpea las aspas del segundo ventilador y éste también comienza a girar casi a la misma velocidad que el primero. Cuando se para el segundo ventilador, no para el primero. El primer ventilador continúa girando.

El convertidor de par funciona según el mismo principio. Aquí, el impulsor o bomba actúa como el primer ventilador conectado al motor y la turbina actúa como el segundo ventilador conectado al sistema de transmisión. Cuando el motor está en marcha, hace girar el impulsor y, debido a la fuerza centrífuga, el aceite del convertidor de par se dirige a la turbina. Cuando golpea las palas de la turbina, la turbina comienza a girar. Esto hace que el sistema de transmisión gire y las ruedas del vehículo se muevan. Cuando el motor se para, la turbina también deja de girar, pero el impulsor conectado al motor permanece en movimiento y esto evita que el motor se estrelle.

Partes principales del convertidor de par:

El convertidor de par consta de tres partes principales.

1. Impulsor o bomba

El impulsor está conectado a la carcasa y la carcasa al eje del motor. Tiene alas curvas y en ángulo. Gira con la velocidad del motor y está hecho de líquido de transmisión automática. A medida que gira con el motor, el fluido se mueve hacia afuera debido a la fuerza centrífuga. Las palas del impulsor están diseñadas para dirigir el fluido hacia las palas de la turbina. Actúa como una bomba centrífuga que aspira líquido de la transmisión automática y lo entrega a la turbina.

2. estator

El estator está ubicado entre el impulsor y la turbina. La función principal del estator es proporcionar dirección al fluido que regresa de la turbina para que el fluido ingrese al impulsor en la dirección de rotación del impulsor. A medida que el fluido ingresa hacia el impulsor, multiplica el torque. Así, el estator contribuye a la multiplicación del par cambiando la dirección del fluido y permitiéndole entrar en la dirección de rotación del impulsor. El estator cambia la dirección del fluido casi 90 grados. El estator está equipado con un embrague unidireccional que permite la rotación en una dirección y evita la rotación en otras direcciones. La turbina está conectada al sistema de transmisión del vehículo. Y el estator se coloca entre el impulsor y la turbina.

3. turbina

La turbina está conectada al eje de entrada de la transmisión automática. Está presente en el lado del motor. También consta de palas curvas y anguladas. Las palas de la turbina están diseñadas para cambiar completamente la dirección del fluido que golpea sus palas. Es el cambio de dirección del fluido lo que obliga a las palas a moverse hacia el impulsor. A medida que gira la turbina, el eje de entrada de la transmisión también gira, lo que hace que el vehículo se mueva. La turbina también tiene un embrague de bloqueo en la parte trasera. El embrague de bloqueo entra en juego cuando el convertidor de par alcanza el punto de embrague. El puente elimina las pérdidas y mejora la eficiencia del convertidor.

Cómo funciona el convertidor de par

Consta de tres etapas operativas.

1er estado: Cuando el vehículo está en estado de pérdida (estado detenido), el motor suministra energía al impulsor, pero la turbina no puede girar. Esto ocurre cuando el vehículo está parado y el conductor ha mantenido el pie en la paleta del freno para evitar que el vehículo se mueva. En este estado tiene lugar la máxima multiplicación del par. Cuando el conductor retira el pie de la paleta del freno y presiona el pedal del acelerador, el impulsor comienza a moverse más rápido, poniendo así en movimiento la turbina. En esta situación hay una diferencia mayor entre las velocidades de la bomba y la turbina. La velocidad del impulsor es mucho mayor que la velocidad de la turbina.

2. Aceleración: Al acelerar, la velocidad de la turbina continúa aumentando, pero todavía hay una gran diferencia entre la velocidad del impulsor y la de la turbina. A medida que aumenta la velocidad de la turbina, la multiplicación del par disminuye. Durante la aceleración del vehículo, la multiplicación del par es menor que la alcanzada durante una condición de parada.

3. Emparejamiento: Es una situación en la que la turbina alcanza aproximadamente el 90 por ciento de la velocidad del impulsor y este punto se llama punto de acoplamiento. La multiplicación del par se detiene y se vuelve cero y el convertidor de par se comporta como un simple acoplamiento hidráulico. En el punto de acoplamiento entra en juego el embrague de bloqueo que bloquea la turbina con el impulsor del convertidor. Esto significa que la turbina y el impulsor se mueven a la misma velocidad. Un embrague de bloqueo sólo se activa cuando se alcanza el punto de embrague. Durante el acoplamiento, el estator también comienza a girar en la dirección de rotación del impulsor y de la turbina.

Diferencia entre convertidor de par y acoplamiento hidráulico

Ventajas del convertidor de par:

Ventajas de un convertidor de par sobre un sistema de transmisión manual

• El convertidor de par varía continuamente la relación de transmisión en el rango de 3:1 a 1:1. de pasos que resultan en una aceleración uniforme
• Produce el par máximo en comparación con un vehículo con embrague.
• Quita el pedal del embrague.
• Facilita el trabajo de conducción de un vehículo.
• Permite arrancar y parar el vehículo sin problemas
• Proporciona al conductor comodidad de conducción al evitar la intervención manual al cambiar de marcha.

Desventajas del convertidor de par:

1. La eficiencia del convertidor de par sólo es alta dentro de límites de velocidad estrechos.
2. Existe posibilidad de cavitación.

Aplicación del convertidor de par:

• El convertidor de par se utiliza en vehículos equipados con transmisión automática. También se utiliza en la transmisión de energía industrial, como en accionamientos de cintas transportadoras, cabrestantes, equipos de perforación, casi todas las carretillas elevadoras modernas, maquinaria de construcción y locomotoras de ferrocarril.
• Se utiliza en sistemas de propulsión de barcos.

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