CONVERTIDOR DE PAR
Es un mecanismo que se utiliza en los
cambios automáticos en sustitución del embrague y realiza
la conexión entre la caja del cambio y del motor.
convertidor de par.
FUNCIONAMIENTO DEL CONVERTIDOR
El convertidor de
par empieza girando la bomba accionada directamente por el movimiento del
cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina.
A la salida de ésta el aceite tropieza con los alabes del reactor que tienen
una curvatura opuesta a los de las ruedas de bomba y turbina.
Esta corriente de
aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la
turbina. Como el reactor no puede realizar ese giro ya que está retenido por la
rueda libre, el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite
sobre la bomba. De esta forma mientras exista diferencia de velocidad de giro entre
la bomba y la turbina el momento de giro (par) será mayor en la turbina que en
la bomba.
El par cedido
por la turbina será pues la suma del transmitido por la bomba a través del
aceite y del par adicional que se produce por reacción desde el reactor sobre
la bomba y que a su vez es transmitido de nuevo sobre la turbina. Cuanto mayor
sea la diferencia de giro entre turbina y bomba mayor será la diferencia de par
entre la entrada y la salida del convertidor, llegando a ser a la salida hasta
tres veces superior.
Conforme disminuye la
diferencia de velocidad va disminuyendo la desviación de la corriente de aceite
y por lo tanto el empuje adicional sobre la turbina con lo que la relación de
par entre salida y entrada va disminuyendo progresivamente.
Cuando las
velocidades de giro de turbina e impulsor se igualan, el reactor gira incluso
en su situación se le llama "punto de embrague" La ventaja
fundamental del convertidor hidráulico de par sobre el embrague hidráulico es
que el primero permite, en situaciones donde se necesita mayor tracción como
subida de pendientes o arranques, el movimiento del reactor con lo que el par
transmitido se ve aumentado respecto al proporcionado por el motor en caso de
necesidad. Además el convertidor hidráulico amortigua a través del aceite
cualquier vibración del motor antes de que pase a cualquier parte de la
transmisión.
A pesar de ser el
convertidor hidráulico un transformador de par, no es posible su utilización de
forma directa sobre un vehículo ya que en determinadas circunstancias de bajos
regímenes de giro tendría un rendimiento muy bajo. Además no podría aumentar el
par más del triple. Todo esto obliga a equipar a los vehículos, además de con
un convertidor, con un mecanismo de engranajes planetarios que permitan un cambio
casi progresivo de par.
Funcionamiento del convertidor par.
PARTES DE UN CONVERTIDOR DE PAR
- Rodete de bomba: es al mismo tiempo la caja del convertidor de
par.
- Rodete de turbina: impulsa al eje de la turbina, y con
ello el cambio.
- Estator o reactor : unida por un piñón libre con la caja de cambio
, solo puede girar que el mismo sentido que los rodetes de bomba
y turbina.
Su principal finalidad es:En el interior está el reactor o estator, también acoplado al cambio. Cuando el automóvil está parado, las dos mitades principales del convertidor giran independientes. Pero al empezar a acelerar, la corriente de aceite se hace cada vez más fuerte, hasta el punto de que el impulsor y la turbina (es decir, motor y cambio), giran solidarios, arrastrados por el aceite.
Existen
siete tipos de convertidor de par, que se utilizan principalmente en equipos de
carga pesada como:
-
Cargadores de ruedas grandes CAT 994F
-
Moto traíllas
- Absorber cargas de choque
- Evita que el motor se sobrecargue y llegue a calarse, permitiendo el funcionamiento a la vez del sistema hidráulico.
- Proporciona las multiplicaciones de par automáticamente para hacer frente a la carga, sin tener que cambiar de velocidad dentro de unos límites.
- Se elimina la necesidad de embrague.
- La carga de trabajo va tomándose de forma gradual.
- Se precisan menos cambios de velocidad.
Componentes del
Convertidor de torque
En las partes que conforman un convertidor de torque, se
destacan cinco componentes que interactúan entre si y que producen la conexión
y acoplamiento del motor de combustión interna y la transmisión de un equipo,
estos son:
Impulsor o Bomba
También conocido como impelente. Este elemento tiene paletas que
se encargan de impulsar el aceite a la turbina. Se considera el elemento
conductor, debido a que es el que recibe el movimiento del motor, al que está
unido, e impulsa el aceite contra él.
El impulsor, llamado en ocasiones la bomba, está fijado al
volante del motor y la turbina está fijada al eje de entrada de la transmisión.
Cuando se arranca el motor, el impulsor comienza a girar y empuja el aceite
desde su centro hacia el borde exterior.
Turbina
El
elemento conducido se llama turbina, y va acoplada a la caja de cambios. La
parte de la bomba del convertidor de par dirige aceite presurizado contra la
turbina para hacerla girar.
La
turbina está conectada a una flecha, para transferirle potencia a la transmisión.
Tiene como misión recibir el aceite enviado por el impulsor. La turbina gira en
conjunto con el eje de salida ya que estos están unidos en un mismo eje.
Aceite hidráulico
Es el elemento que produce el movimiento de los
componentes internos del convertidor, además de amortiguar cualquier vibración
del motor antes de que pase a cualquier parte de la transmisión. Se ilustra el
concepto básico de un conjunto de convertidor de par de tres elementos, que
consta de una turbina, un estator y una bomba (impulsor).
Flujo de aceite del acoplamiento hidráulico
La figura representa el acoplamiento hidráulico. El rodete de
bomba se muestra en rojo. El eje de la bomba se conecta al volante del motor.
La turbina se muestra en azul. El eje de salida de la turbina se conecta a la
unidad impulsada. La caja se muestra en gris. El rodete y la turbina giran
juntos en la caja y no se conectan directamente en ningún momento. La caja está
llena de aceite. Cuando el motor se pone en funcionamiento, el rodete gira. Al
girar el rodete, lanza el aceite desde el centro hasta el borde externo. La
forma del rodete y la fuerza centrífuga envían el aceite hacia afuera y a
través de la turbina. El aceite golpea los álabes de la turbina. La turbina
absorbe la energía del aceite en movimiento e inicia su propio movimiento. A
medida que el aceite golpea la turbina, el aceite resbala y fluye dentro, hacia
el centro, para volver al rodete. Cuando el aceite deja la turbina, fluye en
dirección opuesta al flujo de aceite del rodete y tiende a oponerse al rodete.
Este hecho, que se explicará posteriormente, es una diferencia importante entre
el acoplamiento hidráulico y el convertidor de par. Las flechas amarillas
gruesas indican el aumento de velocidad y energía del aceite cuando se mueve a
través del rodete. Las flechas pequeñas indican el aceite que baja lentamente y
pierde su energía en la turbina.
COMPRESOR:
El compresor se encuentra en la
entrada del motor y se está conectado al disco de turbina por medio de un eje,
el compresor puede ser de tres tipos diferentes:
Axial: la corriente de aire que
atraviesa el compresor lo hace en el sentido del eje (de ahí el nombre de
axial), consta de varios discos giratorios (llamados etapas) en los cuales hay
una serie de "palas" (alabes), entre cada disco rotor hay un disco
fijo (estator) que tiene como función dirigir el aire con el ángulo correcto a
las etapas rotoras.
El compresor axial es él mas
utilizado en las turbinas "de verdad" pero para las pequeñas turbinas
de aeromodelismo es muy difícil de construir y balancear, si bien algunos han
construido turbinas con compresor axial, por el momento están fuera del alcance
de la mayoría
Radial o Centrifugo: la corriente
de aire ingresa en el sentido del eje y sale en sentido radial, consta de un
solo disco con alabes en una o ambas caras, es el compresor universalmente
utilizado en las micro turbinas por ser fácil de obtener (proveniente de un
turbo compresor de auto) y balancear, es mucho más resistente que el axial pero
como desventaja es mas pesado y tiene un área frontal mayor
Diagonal: es una cruza entre los
dos anteriores, es prácticamente anecdótico puesto que salvo en los primeros
intentos de construir micro-turbinas no se ha utilizado.
Álabe
Un álabe es la paleta
curva de una turbo máquina o máquina
de fluido fotodinámica. Forma
parte del rodete y, en su caso, también del difusor o
del distribuidor. Los álabes desvían el flujo de corriente, bien para la
transformación entre energía cinética y energía de presión por el principio de Bernoulli, o bien para
intercambiar cantidad de
movimiento del fluido con un
momento en el eje.
En el
caso de las máquinas generadoras, esto es, bombas y compresores,
los álabes del rodete transforman la energía
mecánica del eje en entalpía. En las bombas y compresores
con difusor, los álabes del estator recuperan energía cinética del fluido que
sale del rotor para aumentar la presión en la brida de impulsión. En las bombas, debido al
encarecimiento de la máquina que ello conlleva, se dispone de difusor
únicamente cuando obtener un alto rendimiento es
muy importante, por ejemplo en máquinas de mucha potencia que funcionan muchas horas al año.
Dimensiones del estator
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