Analisis de Fallas - Convertidor y Transmision Power Shift

Análisis de Fallas: Convertidor y Transmisión Power Shift


LA TRANSMISIÓN Y EL CONVERTIDOR DE TORQUELOCALIZACIÓN DE AVERÍAS

La mayoría de nosotros conoce las partes de una máquina, motor, convertidor de torsión, transmisión, ejes, ruedas, aguilones, cucharas, cabrestante. Pero a menudo olvidamos los fundamentos de cómo trabajan juntos y de porque estos se ensamblan de la manera como lo están, necesitamos regresar al principio, y explorar la función de la parte principal del tren de energía


EL SISTEMA HIDRÁULICO.Un sistema hidráulico de cualquier tipo está diseñado con el fin de hacer uso de un fluido para transmitir energía de una fuente a otra, para realizar un trabajo útil. El aceite es el mayor fluido usado debido a que tiene una compresibilidad prácticamente nula, y al mismo tiempo, lubricante.


Un sistema hidráulico consiste simplemente en el uso de un fluido para transmitir energía hidrostática o hidrodinámica.


El principio de la energía hidrostática se basa en que un líquido encerrado transmite presión y se utiliza en los controles de transmisión y de ejecución.


Los sistemas hidrodinámicos se apoyan en el principio de que un fluido en movimiento genera una fuerza. Por ejemplo, si observamos dos ventiladores frente a frente, de los cuales uno de ellos está enchufado y el otro no, verá que las paletas accionadas eléctricamente están impulsando aire hacia las paletas del ventilador desconectado. Este fluido de aire genera una fuerza suficiente para hacer girar dichas paletas del ventilador desenchufado.


La hidráulica es una de las formas más eficientes, versátil y simples, conocidas por el hombre de transmitir energía.


Absorbe el impulso entre las fuentes de energía, el motor, y las otras piezas de transmisión mecánica. Esto prolonga la vida del “tren de energía”.


La hidráulica admite también el uso de la transmisión de energía mediante engranajes, permitiendo así un rápido cambio de velocidades aún con carga aplicada.


Multiplica el efecto del par motor y libera fácilmente energía lo que da por resultado una mayor fuerza de propulsión en las ruedas.


Elimina los ajustes periódicos.


En esta foto apreciamos un sistema hidráulico de convertidor y de transmisión.


Sus principales componentes son: el convertidor de torque.


La transmisión


El motor (aunque no es parte del sistema hidráulico, es la principal fuente de energía),


Y los ejes (tampoco forman parte del sistema hidráulico), que completa la transferencia de energía.


El surtidor de fluido hidráulico para este sistema es el tanque de aceite, localizado en la transmisión.


La bomba de carga “A” se usa para suministrar el fluido de aceite a través del sistema.


De la bomba, el flujo de aceite se dirige al filtro “B”, que elimina las impurezas del fluido.


De ahí sigue la válvula “C” que regula la presión.


De los embragues de transmisión y el convertidor de torsión “D”


La válvula reguladora de presión consiste de una válvula de spool de acero endurecido, que opera en un cilindro donde encaja perfectamente. El aceite que ingresa a la transmisión desde la bomba de carga deberá dirigirse por la válvula reguladora. Después de pasar a través de ella, continúa el embrague y mecanismos de parada.


Cuando el flujo de aceite se detiene en el embrague se genera la presión y el aceite fluye a través de un conducto detrás del spool haciendo que este se mueva contra el resorte. Mientras el spool se mueve hace abrir un orificio que permite que el exceso de aceite alimente el convertidor de torque. Todo esto sucede en una fracción de segundo. El resorte que mantiene una tensión contra el spool es el que regula la presión del aceite el embrague en la transmisión.


El fluido de aceite de la válvula reguladora hacia la transmisión y en donde al aplicar en los embragues están bajo presión.Este aceite pasa a través del embrague de transmisión y válvula de control cuando se opera el spool de la válvula de control activa los embragues deseados.


Una vez que se encuentra bajo presión, el aceite se vuelve a dirigir por medio de los Spool de la válvula de control de un embrague a otro o a la posición de neutra; el aceite en los embragues libres drena de regreso al tanque de aceite.


El aceite de la válvula reguladora carga al convertidor de torque que se encuentra a presión baja, y pasa a través del impulsor, turbina y estator.


Donde la fricción genera calor.


El aceite regresa luego, todavía a baja presión, al tanque de aceite de la transmisión pasando por el enfriador de aceite y el distribuidor del lubricante.El enfriador hace que el aceite vuelva a su temperatura normal de operación.


El retorno del aceite al convertidor, se efectúa drenando nuevamente por gravedad desde el tanque de la transmisión.Este retorno al convertidor es el aceite requerido para lubricar los engranajes y cojinetes necesarios dentro del mismo convertidor.


Este aceite, después de lubricar los engranes, etc., fluye a la parte baja del convertidor y luego regresa al tanque de transmisión a través de un ducto de drenaje.Todo el sistema depende de la configuración de sus componentes, existen válvulas de seguridad, de alivio y reguladoras diseñadas para crear contra presión en ciertas funciones y para liberar la presión excesiva en el sistema.


ADVERTENCIA: una válvula de alivio es un dispositivo de seguridad, aumentar la presión de desahogo por encima de las especificaciones no es seguro.


Debido a que la bomba de carga del convertidor, el filtro, el convertidor de torsión, la transmisión, las conexiones de tuberías, y las válvulas, conforman todo un sistema complejo; una falla en cualquiera de las piezas podría causar complicaciones a otra pieza.



“El sobrecalentamiento no es siempre falla del convertidor”


No existe una regla definida para solucionar los problemas, sin embargo, hay un método definido para el cual se puede localizar o precisar la causa de la falla. El remedio puede ser aplicado sólo cuando se ha identificado la causa.

Cuando investigamos un convertidor que sobrecalienta no limitamos nuestra investigación sólo al convertidor. Debemos considerar también todas las otras posibilidades.


Use la guía y los diagramas de localización de averías en los diferentes manuales de servicio para ayudarle a ubicar la falla.


Averigüe cuál es problema antes de desarmar alguna pieza.



MODELO Y NUMERO DE SERIE. Es necesario conocer el modelo y los números de serie de la máquina, así como de sus piezas, de modo que puedan localizarse las correctas especificaciones. Estos números están impresos en una placa que está colocada sobre la caja de la pieza.


Verifique que todas las uniones estén correctamente conectadas y encajen apropiadamente. Verifique las palancas de cambio y bastones de mando de posibles atascamientos o restricciones en su trayecto que puedan impedir el normal funcionamiento del engranaje.NOTA: toda comprobación se hará con la transmisión y el sistema del convertidor a la temperatura normal de funcionamiento (180°-200°F)


CONTROLES HIDRÁULICOS Y OPERACIÓN Verifique el nivel de aceite.


2. Asegúrese que la máquina no se está operando con un cambio demasiado alto. (velocidad 1era o 2 da)


3. Verifique el indicador de temperatura del convertidor.4. El motor por sobre temperatura.5. Excesivas fugas en la transmisión.6. Excesivas fugas en el convertidor.


7. Vía de retorno del drenaje atorada.


8. Flujo bajo de la bomba de carga del convertidor.9. Conducto del enfriador o enfriador del aceite atorado. 10. Marcha en stall del motor.


Es fácil decir que podemos hacer todas estas verificaciones y algunas de ellas son muy fáciles y simples. Sin embargo, hay otras que requieren de mayor explicación. Obviamente, Ud. puede revisar y si fuera necesario agregar más aceite al sistema hasta el nivel correcto, y ha simple vista Ud. podrá determinar si la máquina se está operando en un cambio de velocidad alto (1era ó 2da).


Pero nunca pase por alto estos controles o los dé por hecho, simple y llanamente por que son sencillos, lo mismo se indica para verificar el indicador de temperatura del convertidor o algún sobrecalentamiento del motor. Recuerde que al efectuar estas simples revisiones primero, le ahorrará a Ud. dolores de cabeza, posteriormente.


PRESIÓN DEL EMBRAGUE DE LA TRANSMISIÓN Para verificar la presión del embrague, instale un indicador de presión de por lo menos 400 lb/pulg2.


Remítase a los diagramas de la transmisión y del convertidor de la máquina para determinar la localización del punto de prueba.Mida y registre la presión del embrague en cada cambio tanto para marcha delantera como para retroceso. Compare las lecturas de la presión del embrague con las especificaciones dadas para cada máquina.


La presión del embrague deberá estar dentro de las especificaciones dadas y no deberá haber una variación mayor de 5 lb/pulg2 entre los embragues. La presión del embrague debe medirse con la marcha en vacío.


Causas probables: 1. Bajo nivel de aceite.2. Fugas o atoro en la manguera de aspiración. 3. Defecto en la válvula reguladora de presión del embrague. 4. Defecto en la bomba de carga.


Causas probables: 1. Fugas en los anillos de sellado del embrague 2. Anillos de sellado gastados o rotos en el soporte o eje del embrague. 3. La válvula esférica de purga en el tambor del embrague podría estar abierta. 4. Defecto en cubierta de control. 5. Fugas en la tubería interna.


FUGAS EN EL CONVERTIDOR Todo convertidor debe tener una cierta proporción de fugas para lubricar los cojinetes y engranajes dentro del convertido. Una fuga excesiva causaría problemas.


Las verificaciones de presión en el sistema del convertidor pueden dar una indicación de la fuga ocurrida en éste.


Si se sospecha de alguna fuga anormal, deberá efectuarse una revisión.1. Desconecte la vía de drenaje del convertidor a la transmisión. Añada una extensión a la vía de modo que la fuga pueda medirse con seguridad sin necesidad de trabajar debajo de la máquina en marcha.2. Acelere el motor a 2000rpm con la transmisión en neutro.


3. Mida la proporción del flujo de la vía de drenaje por 15 seg multiplique la cantidad colectada en 15 seg por 4. Esto equivale a la proporción de fuga en 1gal/min del convertidor.4. Compare con las especificaciones proporcionadas para cada convertidor en el correspondiente manual de servicio.


CONTROLES DE LA PRESION DEL CONVERTIDOR Las presiones del convertidor, junto con las fugas en éste, son una buena indicación de la condición de la bomba de carga y del convertidor.


Para medir las presiones del convertidor, instale un medidor hidráulico de 160 lb/pulg2.en orificio de entrada “in” o de salida “on” (remítase a los diagramas esquemáticos de la transmisión y del convertidor para la localización de estos orificios). Mida las presiones del convertidor en 2000 r.p.m. con la transmisión en posición neutra.


PRESION DE SALIDA DEL CONVERTIDOR En los convertidores sin regulador de flujo descendente, la presión de salida deberá ser la misma que la presión de entrada del enfriador con la única excepción de una disminución aproximada de 5 lb/pulg2. En las líneas de conexión.

En convertidores equipados con reguladores del flujo descendente la presión de salida del convertidor deberá tomarse en el orificio de la válvula reguladora del flujo descendente.


El propósito de esta válvula es mantener la contrapresión dentro del convertidor para conservarlo lleno de aceite en los sistema más pequeños, tales como el C270 donde la contrapresión del enfriador y del sistema lubricante es suficiente. El regulador del flujo descendente crea aproximadamente 60 lb/pulg2. de contrapresión dentro del convertidor.


La presión de entrada “IN” del convertidor en 2000 RPM, en transmisión neutra, es indicio de la presión causada por el convertidor y el regulador del flujo descendente. Si no se usa el regulador del flujo descendente la presión de entrada “IN” del convertidor, refrigerante, líneas de conexión, y del sistema de lubricación de la transmisión.


SISTEMA SIN REGULADOR DE FLUJO DESCENDENTEEste es un ejemplo del típico sistema de convertidor sin regulador de flujo descendente tal como en el caso del C270. Ud. deberá remitirse a las especificaciones para cada tipo de máquina.


Problema : la presión de entrada “IN” o de salida “OUT” baja con fuga normal en el convertidor.

Causas probables:1. Bajo nivel de aceite.2. Fuga o atoro en la tubería de aspiración 3. Bomba de carga defectuosa.


Problema: Presión de entrada “IN” y de salida “OUT” alta en 2000 r.p.m. Causas probables

Causas probables 1. Atoro en el enfriador.2. Restricción de flujo en las tuberías que van y vienen del enfriador.3. Restricción del flujo en el sistema de lubricación de la transmisión.


Problema: Presión de entrada “IN” alta y de salida “OUT” baja y fuga normal o excesiva.

Causa probable1. Flujo restringido del aceite dentro del convertidor de torsión.


Problema: presión de entrada “IN” alta o de salida “OUT” baja en 2000 r.p.m. y fuga excesiva del convertidor.

Causa probable1. Anillos de cierre gastados en el convertidor.2. Válvula de seguridad by-pass defectuosa (sólo en unidades con válvula interna de seguridad).3. Piezas rajadas en el convertidor esto causará fugas en la carcasa de la campana de acople.


Problema: fuga en la campana de acople del convertidor y presión normal o baja.

Causa probable:1. O Ring sellador de aceite gastado o defectuoso.2. Sellado de aceite u o ring impulsor.3. Piezas rajadas en el convertidor.


SISTEMAS CON VALVULA REGULADORA DEL FLUJO DESCENDENTE

Este es sólo un ejemplo típico de un sistema de convertidor con regulador de flujo descendente. Nuevamente debe remitirse a las especificaciones dadas para cada máquina.


Problema: Presión baja en el convertidor a 2000 r.p.m. tomada tanto en el orificio de entrada “IN” como en el orificio de la válvula reguladora del flujo descendente y fuga normal del convertidor.

Causas probables:1. Bajo nivel de aceite.2. Fuga o atoro en la tubería de aspiración.3. Válvula reguladora del flujo descendente defectuosa.4. Bomba de carga defectuosa.


Problema: Presión alta en el orificio de entrada “IN” presión normal o baja en las válvulas reguladoras de flujo descendente

Causas probables:1. Atoro en el refrigerante.2. Dificultad en el flujo en las tuberías que entran y salen del refrigerante.3. Dificultad en el flujo en las tuberías de lubricación de la transmisión.4. Carrete regulador del flujo descendente cerrado.


Problema: Presión alta en el orificio de entrada “IN” presión normal o baja en las válvulas reguladoras de flujo descendente:

Causas probables:1. Dificultad para fluir dentro del convertidor de torsión.


Problema: Baja presión en cualquier orificio a 2000 r.p.m. y fugas excesivas en el convertidor.

Causas probables:1. Anillo de cierre rotos o gastados en el convertidor.2. Piezas rajadas en el convertidor causando fuga en la carcasa del volante de inercia.


Problema: Fuga de la carcasa del volante de inercia y presión normal o baja.

Causas probables:1. O Ring regulador de aceite gastado o defectuoso.2. Sello de aceite u o ring del plato impulsor.3. Piezas rajadas en el convertidor.


El refrigerante está diseñado para eliminar el exceso de calor creado por el convertidor. El refrigerante es uno de los componentes más importantes en el sistema del convertidor y probablemente el más descuidado.Si el conducto del refrigerante llegara a atorarse parcialmente, el flujo a través de éste sería limitado provocando el sobrecalentamiento del convertidor y de la transmisión así como posibles daños en ambos.


Los manuales de las máquinas proporcionados por los fabricantes presentan un descenso normal de presión a través del refrigerante, el cual es la proporción de limitación diseñada dentro de éste, también presentan el descenso máximo del refrigerante. Cuando el descenso a través del recipiente del refrigerante alcanza el máximo, deberá limpiarse cuidadosamente o reemplazarse.


Para medir y calcular el descenso de la presión del refrigerante:1. Instale medidores de por lo menos 100 lb/pulg2 en el orificio de admisión del refrigerante y en el orificio de emisión del mismo.2. Acelere el motor a 2000 rpm CON LA TRANSMISIÓN EN NEUTRO.


3. Lea la presión de entrada “IN” y la de salida “out” y registre cada una de ellas.4. Reste la presión de salida “out” de la presión de entrada “in”. La diferencia será el descenso de la presión causado por la restricción en el refrigerante. Compare estas cifras con las especificaciones del fabricante.


RPM Y VELOCIDADES STALL DEL MOTOR

Las velocidades stall se miden para determinar las condiciones del motor.Los caballos de fuerza se hacen corresponder cuidadosamente con los requerimientos del tren de engranaje y del sistema hidráulica. Cuando un operador reclama, se debe determinar si el problema se localiza en el motor, en el tren de engranajes, o en el sistema hidráulico. Las velocidades en stall están catalogadas por el fabricante especialmente para cada máquina. Es importante anotar que algunas velocidades en stall se miden sólo con el convertidor cargando al motor.


Para medir las velocidades en stall en el equipo que no está acoplado al sistema hidráulico principal para dar carga del motor: 1. Verifique todos los niveles de fluidos y llénelos si fuera necesario.2. Instale un tacómetro de prueba en el motor.3. Coloque todos los implementos y/o accesorio en el suelo.4. Ponga topes a la rueda.5. Ponga el freno de estacionamiento.6. Ubique las palancas de control de la transmisión en la velocidad más alta de marcha delantera.NOTA: Si la máquina está equipada con desembragador, no desengrane la transmisión cuando pruebe las velocidades en stall.


7. Acelere el motor hasta aproximadamente ¾ de la potencia del acelerador hasta que la temperatura del convertidor alcance 180°F,8. Cuando la temperatura del convertidor acelere entonces a fondo y lea los RPM en stall en el tacómetro.9. Compare las RPM en stall con las especificaciones del fabricante.


Para medir las revoluciones, en stall en el equipo que usa la bomba hidráulica principal además del convertidor para cargar la máquina:1. Verifique todos los niveles de fluido y llénelos si fuera necesario.2. Instale un tacómetro de prueba en el motor.3. Instale un medidor hidráulico de 3000 lb/pulg2 en el orificio del medidor de la válvula hidráulica principal.4. Coloque todos los implementos y/o accesorios en el suelo.5. Ponga topes a las ruedas.6. Ponga el freno de estacionamiento.7. Ubique las palancas de control de la transmisión en la velocidad más alta de marcha delantera.NOTA: Si la máquina está equipada con desembragador, no desengrane la transmisión cuando pruebe las velocidades en stall.8. Caliente el fluido hidráulico a 150 °F.


9. Acelere el motor a aproximadamente ¾ de la potencia del acelerador, hasta que la temperatura del convertidor alcance 180°F.10. Acelere a fondo.11. Accione la válvula hidráulica principal de alivio (jale)12. Lea las RPM en stall en el tacómetro y la presión de alivio en el medidor hidráulico.13. Compare las RPM en stall en el tacómetro y la presión de alivio con las especificaciones enumeradas en el manual correspondiente de la máquina.NOTA: la presión principal de alivio debe ser correcta para medir las RPM mínima correctas. Si la presión de alivio es alta, las RPM mínima serán bajas, debido a que el motor se carga más. Si la presión de desahogo es baja, las RPM mínima serán altas.ADVERTENCIA: las velocidades mínimas con el acelerador a fondo por un período excesivo de tiempo sobrecalentarán el convertidor.


VELOCIDADES STALL BAJAS

Lo siguiente podría provocar velocidades en stall bajas.1. Purificadores de aire atorado.2. La transmisión del acelerador no funciona apropiadamente; en todas sus carreras.3. Grandes alturas.4. Filtro de combustibles sucios.5. Obstrucción o PTX sucio.6. Inyectores o toberas defectuosos.7. Incorrecta graduación del combustible 8. Compresión baja.En general, cuando la velocidad en stall es baja, existe un problema en el motor que debe ser corregido antes de efectuarse revisiones posteriores en la transmisión y el circuito del convertidor o en el circuito hidráulico.


VELOCIDAD EN STALL ALTA

Si el problema es la velocidad en stall alta, la causa puede ser: 1. Embrague que patina.2. Convertidor cavitante.En general, cuando la velocidad mínima es alta, existe un problema en el convertidor y el circuito de transmisión, y será necesario localizar la avería en el sistema. No es difícil solucionar los problemas, sólo es necesario un poco de buen sentido que empiece con la frases:“REVISE PRIMERO LO MAS OBVIO”.“LAS PIEZAS RELACIONADAS DEBERAN TENER REVISIONES RELACIONADAS”


Ahora, continuemos con el último paso. La máquina después de una reparación general.

Luego de haber efectuado una reparación general en la máquina, el convertidor de torsión, la transmisión, el enfriador del aceite, el filtro y los sistemas hidráulicos de transmisión deben ser limpiadas cuidadosamente. Esto se puede ejecutar de varias formas y con buen grado de juicio, según el método empleado.Los siguientes son los pasos mínimos a tomarse:


Drene el sistema completamente.Desconecte o limpie todas las mangueras hidráulicas. Donde sea posible, deberán quitarse las mangueras de la máquina para su limpieza.


Reemplace los elementos del filtro de aceite. Limpie a fondo la cubierta del filtro.


El recipiente del enfriador de aceite debe limpiarse cuidadosamente. El recipiente se limpia con descargas de aceite y aire comprimido, hasta que toda partícula extraña haya salido.


La limpieza en la dirección del flujo de aceite no limpiaría adecuadamente el recipiente. Si fuera necesario, el ensamblaje del enfriador y/o radiador debe extraerse de la máquina para limpiarlo utilizando aceite o aire comprimido, y limpiador vaporizador para tal propósito. NO USE COMPUESTOS LIMPIADORES PARA PROPOSITOS DE LIMPIEZA.


Retire la cubierta de drenaje del fondo y el tapón del convertidor de torsión e inspeccione el interior del cárter del convertidor, los engranajes, etc.Si se nota la presencia de considerable material extraño, será necesario quitar el convertidor, desmontarlo y limpiarlo completamente.


Esto acarreará mayor trabajo, sin embargo el costo de ésta labor es menor comparado con el costo de las dificultades resultantes de la presencia de tal material extraño en el sistema.Vuelva a montar todas las piezas, y use solamente el tipo recomendado de aceite en la sección de lubricación del manual correspondiente.


Llene el sistema a través de la abertura de alimentación hasta que el fluido llegue a la marca inferior de la varilla medidora de la transmisión.


NOTA: si no tuviera varilla medidora, o si ésta no está a la mano, se dispone de tapones probadores del nivel de aceite. Retire el tapón revisor inferior y llene hasta que el aceite fluya del orificio inferior del aceite. Ponga el tapón de alimentación y de nivelación.


Ponga a funcionar el motor por dos minutos de 500 a 600 RPM para preparar al convertidor de presión y las tuberías hidráulicas.

Vuelva a verificar el nivel del fluido en el sistema con el motor funcionando en marcha en mínimo de 500 a 600 RPM. Añada la cantidad necesaria para llenar el nivel del fluido hasta marca baja del nivel de la varilla o hasta que el aceite salga libremente del orificio del tapón de verificación del aceite. Instale el tapón o varilla verificadora. Vuelva a controlar con aceite caliente de 180°F a 200°F.

Llene el nivel de aceite hasta la marca completa de la varilla, o hasta que salga libremente del tapón superior nivelador de aceite.Finalmente, vuelva a verificar todos los tapones de drenaje, tuberías, conexiones, etc., de posibles fugas y ajustes donde fuera necesario.










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