Convertidor de Par[1]

7/25/2019 Convertidor de Par[1]

1/36

UNIVERSIDAD NACIONALDE TRUJILLO

INGENIERIA MECANICA

DOCENTE:

ING. JAVIER BACILIO QUIROZ

ALUMNOS:

GUILLEN IPARRAGUIRRE, Joel

JULCA ULLOA, Jess

RODRIGUEZ VELASQUEZ,Antono

SIG!ENZA DAVALOS, Ge"son

Tractores y MaquinariaPesada


2/361

Tractores y Maquinaria Pesada

Contenido

INTRODUCCIN...........................................................................................2

Tren de potencia mecnico.....................................................................2

Tren De Potencia !idrosttico.................................................................."Tren de potencia e#$ctrica.......................................................................%

Mandos &idru#icos.................................................................................'

D()INICIN................................................................................................ *

+R(,( !I-TORI /(,O0UCION TR,(- D(0 TI(MPO...............................

COMPON(NT(- D(0 CON,(RTIDOR D( PR................................................

Impu#sor o +om3a..............................................................................

Tur3ina...............................................................................................

(stator.............................................................................................14

(5e de sa#ida....................................................................................11

ceite &idru#ico..............................................................................11

)UNCIONMI(NTO D(0 CON,(RTIDOR D( PR.........................................11

1. rranque.........................................................................................12

2. ce#eraci6n.....................................................................................12

7. cop#amiento..................................................................................12

PROC(-O- )I-ICO- 8U( INT(R,I(N(N (N UN CON,(RTIDOR PR...........1"

Res3a#amiento......................................................................................1%

0a &idrodinmica................................................................................... 1%

Principio de +ernou##i.............................................................................1%

C90CU0O- +9-ICO- (N (0 CON,(RTIDOR D( PR....................................1'

a. C#cu#o de #a rapide: an;u#ar de #a carcasa de# con


3/362


INTRODUCCIN

&n veh'culo para moverse usa un sistema de propulsin o tren de potencia. Estoinclue varios tipos de componentes* motor+ sistema de transmisin+ e,es de

transmisin+di-erenciales+ ruedas+ hlices+orugas+ bater'astanques de combustible.

El tren de potencia trans-iere potencia desde la volante de un motor a las ruedas o

cadenas para propulsar la m/quina.

0unciones del tren de propulsin*

Conectar desconectar la potencia del motor a las ruedas. Equilibrar la distribucin de potencia en las ruedas (permitiendo el iro de las

ruedas). odi-icar el torque velocidad. Proveer un medio para la marcha en reversa.

os trenes de -uer4a se clasi-ican en tres tipos* mec/nicos+ hidrost/ticos de mandos

elctricos.

Tren de potencia mecnico:

a potencia del motor es trans-erida a travs de un acoplamiento (embrague oconvertidor de torque).os trenes de potencia mec/nica cuentan con los siguientes

componentes*

Estos son los componentes principales del tren de -uer4a mec/nico t'pico.

Motor: 5uministra la potencia para operar el veh'culo el dispositivo de

acoplamiento

Acopamiento: Conecta la potencia del motor al resto del tren de -uer4a. os

acoplamientos del embrague del volante pueden desconectar la potencia del

motor del resto del tren de -uer4a. Esto hace que el motor -uncione cuando la

m/quina no est/ en movimiento. os convertidores de par los divisores de

par suministran siempre un acoplamiento hidr/ulico+ para conectar el motor al

resto del tren de -uer4a. a conexin puede ser directa si la m/quina tiene un

embrague de traba.

Tran!mi!i"n: Controla la velocidad de salida+ la direccin el par de -uer4a

suministrado al resto del tren de -uer4a.
https://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttps://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttps://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo_diferencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo_diferencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ruedahttps://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice_(dispositivo)https://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice_(dispositivo)https://es.wikipedia.org/wiki/Tractor_orugahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Tanque_de_combustiblehttps://es.wikipedia.org/wiki/Tanque_de_combustiblehttps://es.wikipedia.org/wiki/Veh%C3%ADculohttps://es.wikipedia.org/wiki/Motorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Eje_de_transmisi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Mecanismo_diferencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ruedahttps://es.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9lice_(dispositivo)https://es.wikipedia.org/wiki/Tractor_orugahttps://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttps://es.wikipedia.org/wiki/Tanque_de_combustible


4/367


Di#erencia: #ransmite la potencia al mando -inal a las ruedas+ mientras hace

que cada rueda gire a di-erente velocidad.

Mando #ina: Conecta la potencia a las ruedas o cadenas.

Mecani!mo de tracci"n: !mpulsa la m/quina por medio de las ruedas ocadenas.

$i%&ra '()#ren de potencia mec/nico


5/36"


Tren De *otencia +idro!ttico

Como su nombre lo indica usan -luido para transmitir la potencia del motor a los

mandos -inales de la m/quina. a potencia del motor es trans-erida a una bomba

hidr/ulica+ la bomba hidr/ulica provee de caudal a presin de aceite a un motor

hidr/ulico de mando el motor hidr/ulico trans-iere la potencia a la transmisin o

directamente al mando -inal.

os siguientes son los componentes principales de un tren de -uer4a hidrost/tico

t'pico.

Motor: 5uministra la potencia para operar el veh'culo la(s) bomba(s)

hidr/ulica(s).

,om-a.!/: Producen) el -lu,o hidr/ulico para accionar el (los) motor(es) de

impulsin.

Motor.e!/: 5uministra(n) la potencia a la transmisin o al mando -inal.

Tran!mi!i"n: .Si e!t e0&ipado/: Controla la velocidad de salida+ la direccin

el par de -uer4a entregados al resto del tren de -uer4a.

Di#erencia .!i e!t e0&ipado/: #ransmite la potencia al mando -inal a las

ruedas+ mientras hace que cada rueda gire a di-erente velocidad.

Mando #ina: Conecta la potencia a las ruedas o cadenas.

Mecani!mo de tracci"n:

$i%&ra '1) Esquema de un tren de -uer4a hidrost/tico


6/36%


$i%&ra '2) 5istema de un tren de trasmisin de -uer4a hidrost/tico

Tren de potencia e3ctrica:

Componente! de mando e3ctrico CC

En el mando elctrico CC se usa electricidad para transmitir la potencia del motor al

mando -inal de la m/quina. a potencia del motor se trans-iere a un generador C6. a

electricidad del generador C6 se usa para impulsar los motores en el mando -inal.

Motor: 5uministra la potencia para operar el veh'culo.

Generador CA: Convierte la potencia mec/nica del motor en electricidad.

Recti#icador: Convierte la corriente alterna (C6) en corriente continua (CC).

E4citador de campo: Controla la velocidad de los motores.

Motore! CC: 5uministran la potencia al mando -inal.

Mando #ina: Conecta la potencia a las ruedas.

Mecani!mo de tracci"n: !mpulsa la m/quina a travs de las ruedas.

&n mando elctrico C6 opera lo mismo que un mando elctrico CC+ excepto que un

inversor de CC a C6 variable controla la velocidad del motor+ los motores elctricos

son motores C6 que suministran potencia al mando -inal.


7/36'


os mandos elctricos se usan en algunos camiones de miner'a. a maor'a de los

camiones de miner'a tienen un mando elctrico CC7 sin embargo+ los camiones

grandes de miner'a actuales tienen un mando elctrico C6. os camiones de miner'a

con mandos mec/nicos generalmente tienen un tren de -uer4a de maor e-iciencia

maor velocidad de operacin en pendientes -uertes. os camiones de miner'a

tambin cuentan con -renado din/mico+ en lugar de -renos de disco en-riados por

aceite.

$i%&ra '5)#ren de potencia elctrico

Mando! 6idr&ico!:

ACO*LAMIENTO +IDRAULICO) #rae venta,as como* menos pie4as en movimiento+

menos desgaste en las pie4as gamas de velocidades in-initas.

El convertidor de par es una -orma de acoplamiento hidr/ulico usado para transmitir

potencia del motor al e,e de entrada de la transmisin. En los convertidores de par se

usa -luido (aceite) para conectar hidr/ulicamente el volante del motor al e,e de entrada

de la transmisin. 6 menos que la m/quina est equipada con un embrague de traba+

no ha conexin directa entre el motor la transmisin+ slo act8a el mecanismo de

mando hidr/ulico.

9a tres tipos de mecanismos hidr/ulicos que se usan para transmitir potencia*

El acoplamiento hidr/ulico.


8/36=


El convertidor de Par. El divisor de par.

#odos son dispositivos de mando hidr/ulico en los que usa la energ'a de un -luido en

movimiento para transmitir potencia.

$i%&ra '7)Varios tipos de acoplamiento hidr/ulico.

a operacin de un acoplamiento hidr/ulico se puede comparar con la operacin de

dos ventiladores elctricos en-rentados 5i un ventilador est/ -uncionando+ la energ'a

del aire en movimiento hace girar el otro ventilador.

En un acoplamiento hidr/ulico+ el -luido act8a como el aire entre los dos ventiladores.

6l igual que en los ventiladores+ la -uer4a del -luido de salida del componente impulsor

act8a como la -uer4a de entrada del componente impulsado. Como el l'quido tiene

maor masa que el aire+ el l'quido transmite maor energ'a. a potencia mec/nica del

motor se convierte en potencia hidr/ulica la potencia hidr/ulica se convierte de

nuevo en potencia mec/nica para impulsar el e,e de salida.


9/36*


$i%&ra '8) Principio de -uncinamiento del embrague hidraulico

DE$INICIN:

&n convertidor de par es un acoplamiento hidr/ulico al que se ha a:adido un estator.

6l igual que en el acoplamiento hidr/ulico+ el convertidor de par acopla el motor a la

transmisin proporciona la potencia requerida para mover la m/quina. a -igura

siguiente muestra un corte del convertidor de par. a ca,a se cort transversalmente

para permitir ver las pie4as internas. 6 di-erencia del acoplamiento hidr/ulico+ el

convertidor de par puede tambin multiplicar el par del motor+ con lo cual aumenta el

par a la transmisin. En el convertidor de par se usa un estator+ que dirige de nuevo el

-luido al rodete en el sentido de rotacin. a -uer4a del aceite del estator incrementa el

par que se trans-iere del rodete a la turbina multiplica el par.

Es un mecanismo que se utili4a en los cambios autom/ticos en sustitucin del

embrague+ reali4a la conexin entre la ca,a de cambios el motor. En este sistema

no existe una unin mec/nica entre el cig;e:al el e,e primario de cambio+ sino que

se aprovecha la -uer4a centr'-uga que act8a sobre un -luido (aceite) situado en el

interior del convertidor. Consta de tres elementos que -orman un anillo cerrado en

-orma toroidal (como un


10/36


,REVE +ISTORIA .EVOLUCION A TRAVES DEL TIEM*O/

El convertidor de par -ue usado por primera ve4 por la casa inglesa eland que lo

aplic a autobuses autocares siendo adoptado m/s tarde por las grandes -/bricas

americanas para equipar automviles camiones dando origen el Po=erglide al

%na-lo= de Chevrolete7 al ultramatic del Pac>ard de la -/brica C9?@5E? al

C?&5ABA6#!C E?CB#!C de la 0B?% en el especial+ al 0B?6#!C+

modalidad esta 8ltima que puede considerarse t'pica por las soluciones dadas a los

mecanismos de las transmisiones con convertidor de par.

COM*ONENTES DEL CONVERTIDOR DE *AR

En las partes que con-orman un convertidor de par+ se destacan cinco componentes

que interact8an entre si que producen la conexin acoplamiento del motor de

combustin interna la transmisin de un equipo+ estos son*

Imp&!or o ,om-a

#ambin conocido como impelente. Este elemento tiene paletas que se

encargan de impulsar el aceite a la turbina. 5e considera el elemento

conductor+ debido a que es el que recibe el movimiento del motor+ al que est/

unido+ e impulsa el aceite contra l.

El impulsor+ llamado en ocasiones la bomba+ est/ -i,ado al volante del motor

la turbina est/ -i,ada al e,e de entrada de la transmisin.

Cuando se arranca el motor+ el impulsor comien4a a girar empu,a el aceite

desde su centro hacia el borde exterior.

$i%&ra (') !mpulsor o Domba

T&r-ina

Es el elemento conducido+ va acoplada a la ca,a de cambios. a parte de la

bomba del convertidor de par dirige aceite presuri4ado contra la turbina para

hacerla girar.


11/3614


a turbina est/ conectada a una -lecha+ para trans-erirle potencia a la

transmisin. #iene como misin recibir el aceite enviado por el impulsor. a

turbina gira en con,unto con el e,e de salida a que estos est/n unidos en un

mismo e,e.

$i%&ra (() #urbina

E!tator

El convertidor de par inclue un tercer elemento que viene a me,orar las

condiciones de -uncionamiento en la circulacin del aceite+ se trata del estator.

#iene como misin redirigir el aceite ocupado por la turbina entregarlo al

impulsor+ cambia de direccin el -lu,o de aceite+ esto permite aumentar el

impulso del aceite.

%entro del estator se encuentra un co,inete de un solo sentido+ lo que permite

que este solo gire en un determinado sentido. El estator se usa para redirigir el

-lu,o de la turbina de regreso hacia la parte de la bomba+ para completar el -lu,o

de aceite.

Est/ montado sobre un mecanismo de rueda libre que le permite despla4arse

libremente cuando los elementos del convertidor giran a una velocidad

aproximadamente igual.

$i%&ra (1) #urbina


12/36


13/3612


$i%&ra (5) 0uncionamiento interno del convertidor de par

En el traba,o del convertidor de par se pueden di-erenciar tres etapas*

() Arran0&e:

Es el momento en que se aprieta el acelerador el motor hace girar la bomba con

bastante potencia+ pero la turbina est/ en reposo porque el automvil est/

detenido su inercia se opone al movimiento. %urante esta etapa se produce la

maor ampli-icacin del torque. El -luido que llena el convertidor no gira+ es solo

bombeado a la turbina para hacerla girar retorna con gran velocidad.

1) Aceeraci"n:

El automvil va ganado en velocidad+ pero todav'a ha una di-erencia

relativamente grande de velocidad de giro entre la bomba la turbina. Da,o esta

condicin+ el convertidor produce una alta ampli-icacin del par+ pero menor que

en las condiciones de arranque. El 'ndice de multiplicacin depender/ de la

di-erencia real entre las velocidades de giro de ambas pie4as+ as' como otros

-actores de dise:o.


14/3617


2) Acopamiento:

a turbina ha acelerado gira a una velocidad mu prxima a la de la bomba. a

ampli-icacin del par casi es inexistente el convertidor de par se est/

comportando de una manera similar a un embrague hidr/ulico.

Como a se ha dicho la clave para que el par sea ampli-icado radica en el estator.

En el cl/sico embrague hidr/ulico+ durante los per'odos de alto patina,e+ es decir

cuando las velocidades de giro de la bomba la turbina son mu di-erentes+ el -lu,o del

-luido que regresan de la turbina a la bomba lo hace en una direccin que no es la de

los /labes de esta 8ltima+ por lo que de cierto modo obliga a la bomba a cambiar su

direccin dirigirlo de nuevo a la turbina para trasmitir el par+ claro est/ que este

e-ecto conlleva a una prdida signi-icativa de la e-iciencia una generacin de calor

residual considerable.

En las mismas condiciones+ en un convertidor de par+ el l'quido que regresa de la

turbina por los /labes interiores ser/ redirigido por el estator de modo que entrar/ a los

/labes interiores de la bomba en una direccin mu prxima al per-il de los /labes de

esta+ as' una buena parte de la energ'a del -luido de retorno se recupera se a:ade

a la energ'a que aplica a la bomba. Esta accin provoca un aumento sustancial de la

masa de -luido que se dirige a la turbina+ produciendo un aumento en el par de salida.

%ebido a que el l'quido que retorna+ desde la salida de la turbina+ via,a en direccin

opuesta a la rotacin de la bomba+ tratar/ de hacer girar el estator en ese sentido+

cosa que se impide por el mecanismo de rueda libre+ por tanto+ la curvatura de los

/labes del estator desviar/n el aceite en la direccin correcta a -avor del giro de la

bomba.

$i%&ra (7) Cambio de %ireccin de 0lu,o


15/361"


En el convertidor de par+ a di-erencia de los /labes colocados radialmente en un

embrague hidr/ulico normal+ tanto la turbina como el estator tienen /labes en /ngulo

curvos. a -orma de los /labes del estator es lo que altera la traectoria del -luido+ lo

obliga a coincidir con la rotacin de la bomba. a curvatura de los /labes de la

turbina auda a dirigir correctamente el l'quido de regreso al estator por lo que este

8ltimo puede hacer su traba,o. a -orma de los /labes es importante a que peque:as

variaciones pueden resultar en cambios signi-icativos en el desempe:o del convertidor.

%urante el arranque la etapa de aceleracin+ en las que se produce la ampli-icacin

del par+ el estator permanece estacionario debido a la accin de su embrague

unidireccional porque recibe -lu,o de la turbina que lo tiende a hacer girar en contra

de la bomba. 5in embargo+ cuando el convertidor de par se aproxima a la -ase de

acoplamiento+ la energ'a el volumen del l'quido que regresan de la turbina disminuir/

gradualmente+ todo el sistema girar/ como parte del torbellino rotatorio de -luido+ el

mecanismo de rueda libre se libera las tres pie4as giran en la misma direccin de la

bomba como un con,unto.

%esa-ortunadamente+ una parte de la energ'a cintica del -luido se perder/ debido a la

-riccin la turbulencia+ lo que causa que en el convertidor se genere calor residual+

hace que la e-iciencia nunca ser/ del 1F. Este e-ecto+ a menudo re-erido

como prdidas por bombeo+ ser/ m/s pronunciado cerca de condiciones dearranque. En los dise:os modernos+ la geometr'a de las aspas minimi4a las prdidas+

lo que permite que la turbina se pueda quedar bloqueada durante largos per'odos

con poco peligro de sobrecalentamiento.

%e todas -ormas+ al igual que en los embragues hidr/ulicos+ el convertidor de par

necesitar/ de un sistema de en-riamiento del aceite para evitar que la temperatura

llegue a valores peligrosos para el -luido el sistema.

*ROCESOS $ISICOS ;UE INTERVIENEN EN UN CONVERTIDOR *AR

En la -ase de conversin+ el convertidor de par trans-orma la reduccin del n8mero de

revoluciones en un aumento del par motor. En el momento de arrancar el veh'culo+ al

principio slo gira el rodete de la bomba (impulsor). a turbina todav'a est/ parada. a

di-erencia de n8mero de revoluciones A designada como resbalamiento A es del 1 F.

En la medida en que el aceite cede energ'a cintica al rodete de turbina+ disminue el

resbalamiento. El n8mero de revoluciones de la bomba se aproxima al de la turbina.

El resbalamiento del convertidor representa el criterio necesario de -uncionamiento enla conversin del par motor. En caso de un resbalamiento elevado+ el aumento del par


16/361%


motor es m/ximo+ es decir+ en caso de una gran di-erencia de n8mero de revoluciones

entre los rodetes de la bomba de la turbina+ la rueda directri4 desv'a la corriente de

aceite. Por tanto+ en la -ase de conversin+ la rueda directri4 act8a haciendo aumentar

el par motor. 6l hacerlo+ se apoa en la ca,a del cambio mediante un pi:n libre. En

caso de un resbalamiento ba,o+ por tanto+ si los rodetes de la bomba de la turbina

giran aproximadamente al mismo n8mero de revoluciones+ la rueda directri4 a no

act8a para aumentar el par motor.

Por accin de la -uer4a centr'-uga+ el aceite es impulsado hacia -uera entre los /labes

del rodete de la bomba. El -luido es conducido al rodete de turbina donde su energ'a

cintica la absorben las paletas.

a curvatura de los /labes de la turbina+ tiene dos -unciones*

?educe prdidas por impacto provocadas por repentinos cambios de direccin del

aceite entre la bomba la turbina.

6provecha el principio hidr/ulico de que Gcuanto m/s se desv'a la direccin de un

-luido en movimiento+ maor es la -uer4a que dicho -luido e,erce sobre la super-icie

desviadora

Re!-aamiento:

?elaciona las rpm de la turbina respecto a las de la bomba.

nt+ rpm de la turbina

nb+ rpm de la bomba

La 6idrodinmica

#iene numerosas aplicaciones industriales+ como dise:o de canales+ construccin de

puertos presas+ -abricacin de barcos+ turbinas+ etc.

*rincipio de ,erno&i

El principio de Dernoulli es una consecuencia de la conservacin de la energ'a en los

l'quidos en movimiento. Establece que en un l'quido incompresible no viscoso+ la

suma de la presin hidrost/tica+ la energ'a cintica por unidad de volumen la energ'a

potencial gravitatoria por unidad de volumen+ es constante a lo largo de todo el

circuito. Es decir+ que dicha magnitud toma el mismo valor en cualquier par de puntos

del circuito


17/361'


a transmisin de potencia entre m/quina conductora conducida se produce

predominantemente de acuerdo con el principio de operacin directo+ por e,emplo a

travs de e,es+ acoplamientos mec/nicos o reductores. En contraste+ la transmisin

hidrodin/mica de potencia se produce en base a un principio de operacin de modo

indirecto+ es decir+ la rueda primaria (bomba) trans-orma la energ'a mec/nica en

energ'a cintica en -orma de caudal de un -luido interno. Este -luido con su alta

energ'a -lue de -orma centr'-uga desde la rueda primaria hasta la rueda secundaria

(turbina) donde se produce de nuevo una conversin de energ'a cintica en energ'a

mec/nica. a potencia es transmitida desde la bomba hasta la turbina sin que se

produ4ca contacto alguno entre ambos elementos por tanto sin desgaste evitando

la transmisin de vibraciones entre el e,e conductor conducido. Hnicamente est/n

sometidos a desgaste los necesarios elementos constructivos como rodamientos+

retenes+ etc.

$i%&ra (8) Vista de 5eccin de un Convertidor de par

C


18/361=


simult/neamente con la bomba+ a que esta 8ltima tiene que girar m/s r/pido que

la turbina para poder multiplicar el par7 con el transcurrir del tiempo supongamos que

estemos en nuestro automvil conduciendo sobre una carretera el traecto tiene

una -orma lineal en un tramo largo + entonces el motor de nuestro veh'culo tendr/

un rgimen casi constante aproximado entre " I " ?P para los gasolineros

generalmente+ por ende las partes internas tanto la bomba como la turbina el

estator tendr/n simult/neamente el mismo rgimen de giro igual al del motor + es

ba,o estas 8ltimas condiciones que aproximadamente calcularemos la rapide4

angular de la carcasa del convertidor as' como la rapide4 tangencial de la bomba+ de

la turbina del estator aud/ndonos de algunas herramientas de la -'sica b/sica .

Juestro convertidor pertenece al automvil de la marca #oota+ modelo Corona su

a:o de -abricacin es de 1KK3. #ericamente el convertidor de par puede permanecerestable a un poco m/s de $ ?P+ pero asumiremos que el rgimen del motor

permanece constante por un determinado tiempo a " ?P ba,o las condiciones

descritas anteriormente+ entonces el convertidor tambin tendr/ una determinada

-recuencia o las mismas vueltas por minuto.

a) Cc&o de a rapide= an%&ar de a carca!a de con>ertidor

Para esto utili4aremos la siguiente relacin matem/tica*

w=2f

%nde*

w L rapide4 angular en (radMs)

f L -recuencia en (sA1)

Procedimiento*

as " vueltas en un minuto (?P) las pasamos a vueltas por segundo

(?P5)

Entonces*

5000 vueltas

1minuto 1minuto

60 segundos =

83.33vueltas

seg =83.33s

1=83.33Hz=83.33RPS


19/361*


w=283.33=523.599rad

s

-) Cc&o de a rapide= tan%encia de a -om-a

6hora nos audamos de esta nueva relacin matem/tica

Vt=wr

%nde*

Vt L rapide4 tangencial en (mMs)

w L rapide4 angular en (radMs)

r L radio de giro en (m)

a medida del di/metro de la bomba resulta aproximadamente 2"cm+

entonces el radio es la mitad con 12."cm+ esto expresado en

metros es .12"m. 6hora tenemos el valor del N el cual es "23."KK radMs ser/ el mismo

para todos los dem/s componentes considerando que sus radios barren

/ngulos iguales en un determinado tiempo como si -uesen poleasconcntricas unidas entre s' por un e,e.

?empla4ando en la -rmula*

Vt L "23."KK rad Ms O .12"mL $"."mMs

c) Cc&o de a rapide= tan%encia de a t&r-ina

a medida del di/metro de la turbina es 2cm+ el radio resulta 12cm

equivalente a .12m

Vt L "23."KK rad Ms O .12mL $2.32mMs

d) Cc&o de a rapide= tan%encia de e!tator o reactor

a medida del di/metro del estator es de 1$ cm+ el radio nos resulta .m.

Vt L "23."KK rad Ms O .m L 1.mMs

5e puede observar que escalarmente la rapide4 tangencial obtiene unvalor superior cuando el radio es de maor longitud a di-erencia de uno


20/361


menor+ esto tiene sentido+ porque las part'culas exteriores de una polea

recorren un maor arco en un determinado tiempo que las part'culas

interiores respecto de un e,e de rotacin la l'nea imaginaria que

coincide con el radio donde se encuentran las part'culas que podremos

considerar como puntos+ entonces para que ambos puntos interior

exterior de di-erentes longitudes respecto del centro de rotacin puedan

permanecer en la l'nea imaginaria del radio + su rapide4 tangencial de

cada uno ser'a di-erente.

TI*OS

() Con>ertidor de par con>enciona)

Es el que se ha explicado anteriormente.

1) Con>ertidor de par de em-ra%&e &nidirecciona

El convertidor de par de embrague unidireccional opera en -orma similar al

convertidor de par convencional. El rodete usa -luido para accionar la turbina el

e,e de salida. 5in embargo+ el estator va montado en un embrague unidireccional

en ve4 de una ca,a estacionaria. Este embrague unidireccional permite que el

estator gire libremente cuando no se requiere multiplicacin de par.

El embrague unidireccional tambin se usa con los convertidores de par deembrague de traba. En los convertidores de par de embrague de traba+ el

embrague unidireccional permite que el estator gire libremente cuando el equipo

est/ en mando directo.


21/3624


$i%&ra (?) Convertidor de par de embrague unidireccional

$&ncionamiento de Con>ertidor de par de em-ra%&e &nidirecciona

El disco de leva conecta el embrague unidireccional al estator est/ conectado

por estr'as al estator. os rodillos proveen la conexin mec/nica entre la leva la

ma4a. os resortes sostienen los rodillos en la abertura de la leva. a ma4aconecta el embrague unidireccional al portador se conecta mediante estr'as a

ste.

$i%&ra (@)


22/3621


Cuando se tiene una carga pesada se requiere multiplicar el par+ la -uer4a del

aceite sobre la parte delantera de los /labes del estator tratar/ de hacer girar el

disco de leva a la derecha. Esta accin hace que los rodillos se


23/3622


la rueda desviar la potencia al sistema hidr/ulico. os componentes principales

de la unidad son el rodete interior+ el rodete exterior+ el embrague impulsor+ la

turbina el estator.

El rodete interior+ la turbina el estator -uncionan esencialmente igual que en el

convertidor de par convencional. a di-erencia principal es que el rodete est/

dividido+ de modo que ha un rodete adicional para aumentar la -lexibilidad del

mane,o del par mu alto.

$i%&ra 1') Convertidor de par de capacidad variable

Rodete e4terior

El rodete exterior es el segundo rodete dentro del convertidor de par. El rodete

exterior gira con la ca,a del convertidor cuando la presin de aceite act8a en el

pistn del embrague al conectar el con,unto de embrague. Cuando la m/xima

presin de aceite conecta completamente el embrague+ el rodete exterior gira con

el rodete interior. Cuando ha una disminucin de la presin de aceite+ el

embrague patina da como resultado un giro m/s lento del rodete exterior una

disminucin de la capacidad del convertidor de par.


24/3627


$i%&ra 1() ?odete exterior

Em-ra%&e imp&!or

El embrague impulsor se activa hidr/ulicamente se controla mediante el sistema

hidr/ulico de la transmisin. El embrague conecta el rodete exterior a la ca,a de

rotacin+ para permitir que giren ,untos el rodete interior el rodete exterior.

$i%&ra 11) Embrague impulsor

$&o de aceite de em-ra%&e imp&!or

En la modalidad de potencia plena+ la presin de aceite act8a sobre el pistn de

embrague+ que conecta el embrague impulsor hace que el rodete exterior gire

con el rodete interior. Con ambos rodetes girando a la velocidad de la ca,a+ los

rodetes despla4an la totalidad del aceite el convertidor de par produce el parm/ximo. Cuando el embrague est/ completamente conectado no ha patina,e del


25/362"


embrague permite que el convertidor de par -uncione como un convertidor de

par convencional.

$i%&ra 12) 0lu,o de aceite del embrague impulsor

En la modalidad de potencia reducida la presin de aceite disminue en el pistn

del embrague permite que el embrague patine. El embrague transmite algo de la

-uer4a de la ca,a de rotacin a un rodete. &n rodete gira a la misma velocidad que

la ca,a de rotacin el otro rodete gira m/s lentamente. os rodetes no despla4an

la totalidad del aceite se reduce la salida del convertidor de par. En capacidad

m'nima+ la operacin del convertidor de par de capacidad variable es similar a la

operacin de un convertidor de par convencional+ excepto que el tama:o e-ectivo

del rodete se reduce debido al patina,e del embrague impulsor.El despla4amiento del rodete depende de la velocidad de ste. &na velocidad m/s

ba,a signi-ica menor despla4amiento+ menor despla4amiento signi-ica menor

trans-erencia de potencia. El embrague patina para evitar que las ruedas patinen.

El operador de la m/quina calibra la cantidad de patina,e var'a la presin en el

pistn del embrague.

Ventaa! de con>ertidor de par de capacidad >aria-e

5imilar al convertidor de par con embrague impulsor+ el convertidor de par decapacidad variable evita que las ruedas patinen durante la operacin de cargue

del cucharn. El convertidor de par de capacidad variable tambin aumenta la

disponibilidad de potencia del motor.

5) Con>ertidor de *ar de Em-ra%&e de Imp&!or

El convertidor de par con embrague impulsor hace posible variar en una amplia

gama el par de salida del convertidor. Este es similar al convertidor de parconvencional+ excepto que la ca,a de rotacin impulsa el rodete a travs de un


26/362%


embrague impulsor. a ca,a de rotacin gira a la velocidad del motor. El embrague

impulsor es un con,unto de embrague de disco m8ltiple. El embrague impulsor se

activa hidr/ulicamente se controla mediante la v/lvula solenoide del embrague

impulsor. a v/lvula solenoide del embrague impulsor se controla mediante el

dulo de Control Electrnico (EC) de la transmisin se activa por presin en

el pedal del -reno i4quierdo.

$i%&ra 15) El convertidor de par con embrague impulsor

Componente! de con>ertidor de par con em-ra%&e imp&!or

El embrague impulsor acopla el rodete a la ca,a del convertidor consta de un

pistn de embrague impulsor+ planchas discos.

Cuando el EC aumenta la corriente del solenoide del embrague impulsor+

disminue la presin del embrague impulsor. Cuando la corriente del EC est/ en

cero+ la presin del embrague impulsor est/ al m/ximo el convertidor -unciona

como un convertidor convencional.

$i%&ra 17) Componentes del convertidor de par con embrague impulsor


27/362'


Operaci"n de em-ra%&e imp&!or

Cuando la v/lvula solenoide del embrague impulsor no est/ energi4ada por el

EC no ha -lu,o de corriente al solenoide. El aceite -lue al conducto de aceite

del embrague impulsor desde el portador empu,a el pistn de embrague

impulsor (1) contra las planchas (2) discos (3). El pistn las planchas est/n

conectados a la ca,a del embrague impulsor con estr'as. El adaptador est/

asegurado al rodete () con pernos. a -riccin entre los discos las planchas

traba el rodete en la ca,a del convertidor hace que el rodete gire a la misma

velocidad de la ca,a del convertidor. El rodete despla4a todo el aceite el

convertidor de par estar/ en el m/ximo par de salida.

Cuando se aumenta la corriente al solenoide+ disminue la presin de aceite al

pistn. a -riccin entre las planchas los discos disminue+ el rodete patina (giram/s lentamente) env'a menos aceite a la turbina. Con menos -uer4a en la

turbina+ disminue el par en el e,e de salida.

El despla4amiento del rodete depende de su velocidad. &na menor velocidad

signi-ica menor despla4amiento menor trans-erencia de potencia. El embrague

patina para evitar el patina,e de las ruedas. El operador del equipo puede a,ustar

el patina,e para adecuarlo al traba,o por reali4ar variando la corriente que env'a al

solenoide+ que a la ve4 var'a la presin del pistn del embrague.

$i%&ra 18) Bperacin del embrague impulsor


28/362=


Ventaa! de con>ertidor de par con em-ra%&e imp&!or

a venta,a m/s importante del embrague impulsor es su capacidad de evitar el

patina,e de las ruedas. as ruedas de un cargador de ruedas son particularmente

propensas a patinar durante la operacin de cargue del cucharn. os neum/ticos

se desgastan m/s r/pidamente cuando ocurre el patina,e su reempla4o es mu

costoso en la operacin del cargador de ruedas. El embrague impulsor tambin

aumenta la disponibilidad de potencia del motor.

Car%ador de R&eda! 991G con con>ertidor de par con em-ra%&e imp&!or

$i%&ra 1?) Cargador de ?uedas KK2C

7) Con>ertidor de *ar de Em-ra%&e de Tra-a

6lgunas m/quinas requieren mando de convertidor de par en ciertas condiciones

de mando directo en otras. El convertidor de par de embrague de traba (-igura

2.2.2) brinda una conexin directa entre la transmisin el motor. Este tambin

opera de igual -orma que un convertidor de par convencional cuando no est/ en el

modo de traba.

El embrague de traba est/ en la ca,a del convertidor de par. Cuando el embrague

de traba se acopla+ el embrague conecta la ca,a de rotacin directamente al e,e de

salida la turbina. El e,e de salida girar/ a la velocidad del motor. El mando

directo provee la m/s alta e-iciencia del tren de mando en velocidades altas. El

embrague de traba conecta la turbina a la ca,a de rotacin. a ca,a de rotacin

gira a la misma velocidad del rodete. El embrague de traba se conecta


29/362*


autom/ticamente en cualquier momento en que las condiciones de operacin del

equipo exi,an mando directo.

$i%&ra 1@) Convertidor de par de embrague de traba

Componente! de con>ertidor de par de em-ra%&e de tra-a

El embrague de traba consta de un pistn de embrague+ planchas discos. &na

v/lvula de control del embrague de traba+ ubicada en la cubierta externa+ controla

el -lu,o de aceite para la conexin del embrague de traba. En algunas

aplicaciones+ el embrague de traba se controla mediante un solenoide activado

por el dulo de Control Electrnico (EC) de la transmisin.

Cuando se requiere activar el embrague de traba+ el aceite -lue a travs de un

conducto de aceite en el e,e de salida al pistn de embrague de traba. El pistn de

embrague de traba las planchas se conectan a la ca,a del convertidor mediante

estr'as. a ca,a del convertidor gira a la velocidad del motor. os discos est/n

conectados al adaptador con estr'as el adaptador est/ apernado a la turbina. apresin de aceite del pistn empu,a el pistn contra las planchas los discos del

embrague de traba. as planchas los discos giran ,untos hacen que la turbina

el e,e de salida giren a la misma velocidad que la ca,a del convertidor. a turbina

el rodete giran ahora a la misma velocidad no ha multiplicacin de par del

convertidor de par.

Cuando el embrague de traba se libera+ el convertidor de par multiplica el par

como en un convertidor de par convencional


30/362


$i%&ra 19) Componentes del convertidor de par de embrague de traba

Ventaa! de con>ertidor de par con em-ra%&e de tra-a

El convertidor de par con embrague de traba permite -lexibilidad en la aplicacin

de la m/quina. Cuando la m/quina est/ con carga alta+ el convertidor de par con

embrague de traba -unciona como un convertidor de par convencional+ u multiplica

el par. Cuando el equipo via,a a alta velocidad+ el convertidor de par del embraguede traba provee mando directo para las velocidades altas economi4a

combustible.

Car%adore! de r&eda! mototraBa! %rande!

Varios tipos de m/quinas est/n equipados con convertidores de par con

embrague de traba+ como los cargadores de ruedas las mototra'llas grandes

mostrados


31/3674


8) Di>i!or de *ar

&n divisor de par brinda las venta,as combinadas del convertidor de par del

mando de engrana,es planetarios. El divisor de par es un convertidor de par

convencional con un con,unto de engrana,es planetarios integrados en la parte

delantera. Esta disposicin permite una divisin variable del par del motor entre el

convertidor el con,unto de engrana,es planetarios. a divisin puede ser tan alta

como QM3+ dependiendo de la carga de la m/quina. #anto el convertidor como la

salida del con,unto de engrana,es planetarios est/n conectados al e,e de salida

del divisor de par.

$i%&ra 2') %ivisor de par


32/3671


Con>ertidor de par con&nto de en%ranae! panetario!

El divisor de par est/ unido al volante del motor. %urante la operacin+ el

convertidor de par el con,unto de engrana,es planetarios -uncionan ,untos para

proveer la m/s e-iciente divisin del par del motor.

El convertidor de par (-igura 2.2.1$+ i4quierda) provee multiplicacin del par para

cargas pesadas+ mientras que el con,unto de engrana,es planetarios (-igura

2.2.1"+ derecha) suministra cerca de 3 F del mando directo durante operaciones

de carga ligera.

$i%&ra 2() Convertidor de par con,unto de engrana,es planetarios

Componente! de di>i!or de par

os divisores de par combinan un mando hidr/ulico con un mando mec/nico se

a,ustan a las condiciones de la carga. 6l igual que el convertidor de par+ el divisor

de par (-igura 2.2.1Q) consta de cuatro componentes contenidos en una ca,a que

se llena de aceite mediante una bomba* el rodete (elemento impulsor)+ la turbina

(elemento impulsado)+ el estator (elemento de reaccin) el e,e de salida. Estos-uncionan del mismo modo que en un convertidor de par. El divisor de par tambin

contiene un con,unto de engrana,es planetarios.


33/3672


$i%&ra 21) Componentes del divisor de par

El con,unto de engrana,es planetarios di-erencia el divisor de par del convertidor

de par. El con,unto de engrana,es planetarios permite mando directo cuando el

equipo est/ con carga ligera. En carga pesada+ el divisor de par -unciona como un

convertidor de par convencional para aumentar el par de salida.

El con,unto de engrana,es planetarios consta de un engrana,e central+ una corona+ruedas planetarias un portaplanetarios. a corona se conecta por estr'as a la

turbina. El portaplanetarios se conecta por estr'as al e,e de salida. El engrana,e

central se conecta al volante del motor mediante estr'as gira a las revoluciones

por minuto del motor.

Con una carga ligera en la m/quina+ el portaplanetarios tiene ba,a resistencia para

girar+ de modo que el engrana,e central+ los engrana,es planetarios+ el

portaplanetarios la corona giran a la misma velocidad. El par del convertidor

del con,unto de engrana,es planetarios se transmite a travs del portaplanetarios

al e,e de salida a la transmisin. Ji el convertidor de par ni el con,unto de

engrana,e planetario multiplican el par del motor cuando giran a la misma

velocidad.

Cuando el equipo est/ con carga pesada+ el portaplanetarios se resiste a girar.

%ado que el engrana,e central est/ girando a la velocidad del motor+ esta

resistencia hace que los engrana,es planetarios giren sobre sus e,es. 5u rotacin

es contraria a la rotacin de la corona. Esto causa una disminucin en la velocidad


34/3677


de la corona. %ado que la turbina est/ conectada a la corona+ una disminucin en

la velocidad har/ que el convertidor de par aumente el par de salida. Este par se

env'a al portaplanetarios al e,e de salida a travs de la corona.

Con la disminucin de la velocidad de la corona+ el par del motor a travs del

engrana,e central del con,unto de engrana,e planetario tambin se multiplica.

Este par tambin se env'a al portaplanetarios al e,e de salida a travs de la

corona.

5i la resistencia por girar del portaplanetarios es mu alta+ la corona se detiene.

%urante algunas condiciones de carga mu altas+ la rotacin del portaplanetarios

el e,e de salida se parar/n esto se conoce como convertidor calado. Esto hace

que la corona gire lentamente en sentido contrario. En este momento+ se tiene la

multiplicacin m/xima del par del convertidor de par del engrana,e central.

Ventaa! de di>i!or de par

os divisores de par brindan una aplicacin continua de potencia aumentan el

par de salida disponible en cargas altas. os divisores de par absorben los

choques de potencia aumentan as' la vida 8til del tren de -uer4a. os divisores

de par permiten una operacin de mando directo de la m/quina+ que a su ve4

aumenta la e-iciencia la econom'a de combustible.

Tractor de cadena! con di>i!or de par

os divisores de par se usan en tractores de cadenas para impulsar la m/quina a

travs de terrenos di-'ciles sin producir crestas de potencia.

os convertidores de par de los tractores de cadena permanecen calados m/s

que en cualquier otra m/quina Caterpillar. En la -igura 2.2.1K se muestra un

#ractor de Cadenas equipado con un divisor de par.


35/367"


$i%&ra 22) #ractor de cadenas con divisor de par

?E0E?EJC!65 D!D!B?60RC65:

)undaci6n (ducaciona# (scondida @ 2442A ntoBa;astaA C&i#eA &ttpscdn.B3s3.com&p&otosEtp1


36/36


427271"%14"74*=L4+1NsM#,qc#RancGeHdon#oad

&ttpscdn.B3s3.com&p&otosEBp1

Documents

Convertidor de Par[1]