Convertidor Hidraulico de Par Kia

8/17/2019 Convertidor Hidraulico de Par Kia

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Principios básicos de la transmisión automática

2. Convertidor de Torque2.1 Términos para el convertidor de torque

ElementoUn factor tiene la función de multiplicar y transmitir lapotencia mediante los flujos de aceite. (Impulsor, Turbina,

Reactor (Estator): 3 Elementos)

Etapa El número de turbina (elemento de salida)

FaseEl número del cambio funcional dentro del convertidor detorque.

DIÁMETRO Máx. DelCamino del Flujo

El factor tiene efecto en la capacidad del convertidor detorque (∅ 230, ∅ 240)

Diseño del CaminoEl camino del aceite válido promedio para definir el ángulo,radio del álabe de entrada y de salida

Sección del ToroLa sección direccional del eje del circuito del flujo dentrodel convertidor de torque

ImpulsorEl elemento de entrada de la potencia (generalmente sellama “bomba”)

Turbina El elemento de salida de la potencia

EstatorEl elemento de reacción (Determina la capacidad del OWC(Embrague Unidireccional)

Casco La pared exterior de la sección del toro

NúcleoLa pared interior de la sección del toro

DIÁMETROMáximo delCamino del

Flu o

11 Centro de Entrenamiento Técnico de Chonan – CoreaTraducido y Adaptado por el Departamento de Asistencia Técnica de Diasa Ltda. – Chile


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Al igual que los automóviles con transmisión mecánica, los automóviles contransmisiones automáticas necesitan una forma para dejar girar el motor mientraslas ruedas y los engranajes de la transmisión llegan a detenerse. Los automóvilescon transmisión mecánica usan un embrague, el cual desconecta completamenteel motor desde la transmisión. Los automóviles con transmisión automática usan

un convertidor de torque. Un convertidor de torque es un tipo de acoplamiento delíquidos, el cual permite que el motor gire en cierto modo en forma independientede la transmisión. Si el motor está girando lentamente, tal como cuando elautomóvil está funcionando en ralentí en un semáforo, la cantidad de torque quepasa a través del convertidor de torque es muy pequeña, por lo tanto, mantener elautomóvil quieto requiere sólo una presión leve en el pedal del freno.

Si tuviera que presionar el pedal del acelerador mientras el automóvil estádetenido, tendría que presionar más fuerte en el freno para evitar que el automóvilse mueva. Esto se debe a que cuando pisa el acelerador, el motor aumenta lavelocidad y bombea más líquido dentro del convertidor de torque, haciendo que setransmita más torque hacia las ruedas.

Turbina

Impulsor

Embrague del

amortiguador

Estator

Además del trabajo muy importante de permitir que su automóvil se detenga porcompleto sin detener el motor, el convertidor de torque realmente entrega alautomóvil más torque cuando acelera para salir de una detención. Losconvertidores modernos de torque pueden multiplicar el torque del motor en dos atres veces. Este efecto sólo sucede cuando el motor está girando mucho másrápido que la transmisión.

A velocidades mayores, la transmisión alcanza al motor, finalmente

moviéndose casi a la misma velocidad. Idealmente, aunque, la transmisión semueva exactamente a la misma velocidad que el motor, debido a esta diferenciaen velocidad pierde potencia. Esta es parte de la razón por la cual los automóvilescon transmisión automática rinden menos kilómetros por litro que los automóvilescon transmisión mecánica. Para contrarrestar este efecto, algunos automóvilestienen un convertidor de torque con un embrague de bloqueo. Cuando las dosmitades del convertidor de torque se levantan para acelerar, este embrague losbloquea juntos, eliminando el patinamiento y mejorando la eficiencia.



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2.2 Conexión con la Bomba de Aceite

2.3 Tres Elementos del Convertidor de Torque

Cuerpo de la bomba

de aceite

Cubierta de la bomba deaceite

Estator

Desde el Motor

Embrague unidireccional

Embrague delamortiguador

(embrague de bloqueo)

Roldana de la turbina

Impulsor de la bomba

Eje de entrada de la T/A

Convertidor de torque

Placa de transmisión

Los tres elementos en que consisteel convertidor de torque son unimpulsor, una turbina y un conjuntodel estator. El impulsor es una pieza

integral del cuerpo del convertidor detorque la cual también incluye laturbina y el estator. La turbina estáchaveteada al eje de entrada de latransmisión.El conjunto del estator incorpora unembrague unidireccional que estámontado a una extensión del cuerpodelantero de la bomba. Estaextensión se llama el eje de reacción.

Flu o del vórtice

Cubo del

convertidor detorque

Conjunto de la bomba

Soporte del eje

de reacción

Turbina

Im ulsor

Cigüeñal del

motor

Estator

Eje de entrada

de latransmisión

Embrague unidireccional(cubo del estator)



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2.4 Impulsor de la Bomba del Convertidor de Torque

2.5 TurbinaLa turbina es el conjunto impulsado oconjunto de salida del convertidor. El

diseño de la turbina es similar a aquéldel impulsor excepto que los álabes dela turbina están curvados en ladirección opuesta a los álabes delimpulsor.El líquido proveniente del impulsorgolpea los álabes de la turbina y haceque la turbina gire junto con el impulsor,girando de esta forma el eje de entradade la transmisión en la misma direccióndel cigüeñal del motor.

Aspa de la

turbina

Flujo de aceite

dentro de la

sección de la

turbina

Rotación del motor

Rotación del

motor

Eje de

entrada

Parte de la cubierta

del convertidor de

torque

Construcción del

aspa

2.6 Conjunto del Estator

El líquido que sale de la turbina vuelve al impulsor por medio de un tercer conjuntode álabes conocido como el conjunto del estator. El estator está montado en uneje estacionario que es una pieza integral de la bomba de aceite.

El embrague unidireccional permite que el estator gire sólo en la misma direcciónque el impulsor. El embrague engancha el estator al eje con el propósito deentregar el efecto de multiplicación de torque.



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Menor que ‘A’

Anillo exterior

Cuña

Mayor que ‘A’

Guía interior

Liberación de la

cuñaGuía interior(Conjunto de rotación)

Cuña

Ubicación del

embrague de la cuña

en el estator

Instalaciónde la cuña

Anillo exterior (Conjunto

estacionario)

¾ de visión del costado del motor

del estator que muestra la

curvatura del aspa

2.7 Acción del Estator dentro del Convertidor de TorqueCuando el vehículo está estacionario, la turbina también está estacionaria.

A medida que el motor comienza a girar, el aceite es tirado dentro de la turbinadesde el impulsor con una gran cantidad de fuerza; debido al diferencial develocidad entre los dos conjuntos.

Existe la tendencia para un efecto de recuperación de fuerza, como se

explicó anteriormente. Con esta condición, el aceite está saliendo de los bordestraseros de las aspas de la turbina en una dirección “hacia atrás”. Es decir, si nose cambiara su dirección antes de entrar al impulsor, tendería a disminuir lavelocidad del impulsor. Bajo condiciones de detención, el aceite golpea las carasde las aspas del estator y trata de volver la rotación del estator opuesta a la delmotor. El embrague unidireccional engancha y mantiene el estator estacionario.

Ahora, a medida que el aceite golpea las aspas del estator, se gira en unadirección “de ayuda” antes de que entre en el impulsor. Esta circulación desde elimpulsor hacia la turbina, desde la turbina hacia el estator y desde el estator devuelta hacia el impulsor puede producir una multiplicación máxima de torque deaproximadamente 2,17: 1.

A medida que aumenta la velocidad del vehículo, la velocidad de la turbinase aproxima a la velocidad del impulsor y la multiplicación del torque baja 1: 1. Eneste punto, el aceite comienza a golpear las partes traseras de las aspas delestator. Esto hace que el estator comience a girar en rueda libre o a girar libre.

De hecho, el estator sale del camino del aceite y con eso ya no entra en laacción del convertidor de torque. Entonces el convertidor actúa como unacoplamiento de líquidos.



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El estator de dirección se

engancha debido al empujedel aceite contra las aspas

del estator

El estator de dirección seengancha debido al empuje del

aceite contra las aspas del estator

El flujo atraviesa casi másdirectamente (el ángulo es

menor)

Detenido


2.8 Flujo de los Líquidos en la Etapa de Acoplamiento

El ángulo aumenta a

medida que el aceite golpeael aspa

Crucero

Parte delantera del motor

A medida que aumenta la velocidad de la turbina para igualar la velocidad delimpulsor, o la velocidad del motor, la mayor parte del aceite que había estado enun vórtice violento, y flujo de rotación, no está en la parte exterior de ambosconjuntos. Aún hay un flujo de rotación y de vórtice que ocurre en el convertidor detorque, pero es una cantidad muy limitada. Es en este punto que el estator estágirando libre y el convertidor es realmente un acoplamiento de líquidos. La

actividad que ocurrió en estado detenido ha disminuido inmensamente a unavelocidad de crucero (aproximadamente 20 km/h (12 mph) y mayor) donde ocurreesta etapa de acoplamiento.

Hay dos tipos de flujos dentro del convertidor de torque que dependen de suvelocidad y fase.

Flujo muy pequeño en elvórtice en la etapa deaco lamiento

Flujo de Rotación


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- Flujo del Vórtice (Velocidad de Circulación): El flujo de circulación dentro de lasaspas debido a la fuerza centrífuga desde el impulsor.- Flujo de rotación: El aceite confinado dentro de las aspas fluye hacia la direcciónde rotación del impulsor.[Los flujos del vórtice o de rotación]

Im ulsor

Turbina

Flujo de Rotación

Flujo del Vórtice o Velocidadde Circulación

[Flujo del vórtice del impulsor]Flujo de Rotación

Impulsor

Flujo del Vórtice

Se pueden analizar aquellos dos tipos de flujos (del vórtice y de rotación) mediante

un diagrama de vectores de la siguiente forma.[El diagrama de vectores del flujo del vórtice y de rotación]

Fuerza resultante

Ángulo de Impacto enLos Álabes de la Turbina

R o t a c i ó n

Vórtice



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[El diagrama de vectores depende de la relación de velocidad ‘e’]

[Los flujos dependen de la relación de velocidad ‘e’]

2.9 Rendimiento del convertidor de torque

Flujo del

Vórtice

Flujo de

Rotación

Flujo de

Rotación

Flujo de

Rotación

(Enganche)

(Enganche)

Factor de capacidad (Cf): Capacidad del convertidor de torqueCf = Ti / Ni2 (Ti: Torque de entrada, Ni: RPM de

entrada)Relación detorque (Tr)

Tr = To / Ti(Ti: Torque de entrada, To: Torque desalida)

Relación develocidad (e)

e = No / Ni(No: RPM de salida, Ni: RPM deentrada)

Eficiencia (η)

η = Tr X e(Tr: Relación de torque, e: Relación

de velocidad)



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Zona de multiplicación del

torque Zona de acoplamiento

Eficiencia η (%)

Relación de torque

(Tr)

Factor de capacidad Cf (x 10 – 6 Nm / rpm2)

Relación de velocidad

2.10 Diseño óptimo (selección) del convertidor de torque

Cuando el diseñador del automóvil selecciona el convertidor de torque, las rpm dedetención del convertidor de torque se deben poner entre 2.000 rpm y 2.600 rpmen la condición de la mariposa totalmente abierta. Si las rpm de detención estánsobre la zona, hay algunas deficiencias como sigue.- En el caso de 2.000 rpm o menos: El factor de capacidad (Cf) es alto.(Debido a que el torque de entrada es alto pero las rpm son bajas) En este caso,el consumo de combustible en condiciones de funcionamiento del motor en ralentíes deficiente y el esfuerzo de frenada del pie será alto en la situación defuncionamiento en ralentí debido a un torque mayor de entrada.- En el caso de 2.600 rpm o más: El factor de capacidad (Cf) es bajo.(Debido a que el torque de entrada es bajo pero el ingreso de las rpm es alto) En

este caso, el consumo general de combustible será deficiente y producirá mayorruido del motor.



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Torque del Motor

rpm en

Torque del

Motor

Cf altoCf (bajo)

Torque de Partida(alto)

Torque de Partida

ba o

Punto de partida del

vehículo

Velocidad del motor (rpm)

detención

La igualación de la relación del cambio con el motor es crítica en lastransmisiones automáticas. Definimos velocidad de detención como la velocidaddel impulsor (rpm) cuando se produce la multiplicación máxima del torque. Para

entregar el torque máximo a las ruedas de transmisión, nos gustaría que lavelocidad de detención fuera la misma que la velocidad del motor cuando produceel torque máximo. Las rpm del torque máximo del motor deben igualar las rpm develocidad de detención del convertidor de torque para un rendimiento óptimo. Siel convertidor de torque es demasiado grande o demasiado pequeño para laaplicación, se puede reducir seriamente el rendimiento en la conducción. Si elconvertidor tiene muy poca capacidad para el motor, el motor funcionará a rpmmayores que las óptimas cuando transmita el torque máximo. Si el convertidor esdemasiado grande, y tiene demasiada capacidad para el motor, el motor no serácapaz de llevar al impulsor al punto de torque máximo.

La práctica normal es igualar la velocidad de detención y las rpm del torque

máximo del motor. El mensaje es que los mecánicos del ramo no deben tratar dealterar el tamaño del convertidor del motor para igualar lo diseñado por elfabricante.



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2.11 Convertidores de EngancheLa idea del convertidor de torque de enganche no es nueva ha estado presentedurante una cantidad de años. Los beneficios del sistema de enganche son tres:1. Mejor economía de combustible.2. Menor temperatura de funcionamiento de la transmisión durante el

funcionamiento en carretera.3. Menor velocidad del motor durante el funcionamiento en carretera.La característica de enganche se ha agregado sin pérdida alguna en elfuncionamiento suave normal de la transmisión, de hecho, la mayoría de losconductores de automóviles no se darán cuenta en absoluto de la acción delenganche.2.12 Todos los acoplamientos de líquidos se deslizan un poco

A pesar de que los acoplamientos de líquidos proporcionen potencia suave sinimpactos ni transferencia del torque, es natural que todas las transmisiones delíquidos se deslicen de alguna forma, incluso en la conducción.El embrague de enganche mejora la economía de combustible eliminando elpatinamiento del convertidor de torque en directa sobre una velocidad determinadapreviamente.Con un convertidor convencional en transmisión directa, el impulsor y la turbinaestán girando aproximadamente a la misma velocidad. El estator está girando enrueda libre y no se produce ni se necesita la multiplicación del torque. Si ahorapodemos enganchar juntos la turbina y el impulsor, podemos lograr una condiciónde cero deslizamiento en la transmisión directa.

2.13 El pistón engancha la turbina al impulsor Se agregó un pistón movible a la turbina y se agregó material para el roce en elinterior de la caja del impulsor. Ahora, por medio de la presión del aceite, se puedeforzar el pistón de la turbina contra el material para el roce del impulsor dandocomo resultado el enganche total del convertidor.[El embrague del convertidor de torque tiene una fuerza de aproximadamente 800libras (363 kilogramos) cuando se aplica. Este valor es menor que aquél de unembrague de transmisión mecánica, debido a que el embrague de enganche seaplica sólo en la transmisión directa con el vehículo en movimiento. Ésta es unacarga mucho menor que la requerida para enganchar una transmisión mecánicadesde una detención muerta. No se requiere una fuerza mayor para enganchar

juntos los dos conjuntos del convertidor de torque con el vehículo en velocidad.]El resultado es una conexión mecánica 1: 1 directamente a través del motor y dela transmisión más la eliminación de todo el deslizamiento del líquido hidráulico enla transmisión directa.

2.14 Resortes del Amortiguador Puesto que el modo de enganche ha eliminado el efecto de amortiguación de lavibración del acoplamiento convencional de los líquidos, cualquier carga devibración de torsión transmitida por el motor ahora es absorbida por ocho resortesdel amortiguador entre el pistón de enganche y la turbina.El modo de enganche se activa sólo en la transmisión directa. Aunque haya algún



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deslizamiento hidráulico en todas las marchas, no se puede aplicar lacaracterística de enganche en las marchas bajas y segunda debido a que elenganche elimina la multiplicación del torque necesario para la aceleración. Estosignifica que el enganche sólo ocurre después del cambio hacia arriba de 2ª a 3ª.

[El enganche podría ocurrir en los cambios inferiores si se atasca la * válvula aprueba de fallas. Los cambios hacia arriba serían más ásperos de lo normal, yhabría una pérdida de rendimiento en los cambios inferiores debido a la pérdida dela multiplicación del torque en el convertidor de torque].* Válvula a prueba de fallas: Válvula solenoide de control del embrague delamortiguador.

Cuerpo de la válvula

(no se cambiará) Resorte del amortiguador

Válvula solenoide

Embrague del amortiguador

Módulo de control (Se

cambiará el ROM)

2.15 ATF (Líquido de la Transmisión Automática)Cuando está nuevo, el ATF (Líquido de la Transmisión Automática) debe ser rojo.Se agrega el tinte rojo para distinguirlo del aceite de motor o del anticongelante. Amedida que se conduce el vehículo, el líquido de la transmisión comenzará averse más oscuro. El color puede aparecer finalmente café claro. Además, el tinte,el cual no es un indicador de la calidad del líquido, no es permanente. Por lo tanto,no tome el color del líquido como un criterio para reemplazar el líquido de latransmisión. Sin embargo, se requiere mayor investigación de la transmisiónautomática si,

● El líquido está café oscuro o negro.● El líquido tiene olor a quemado.Las partículas de metal se pueden ver o sentir en la varilla para medir laprofundidad.



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