El convertidor de par hace las funciones de embrague entre el motor y la transmisión.
Las ventajas de un convertidor de par sobre un embrague convencional son las siguientes:
· Absorbe las 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
El funcionamiento del convertidor de par es relativamente sencillo. Consta de dos turbinas enfrentadas, una de las cuales movida por el motor diesel impulsa el aceite que hay en el interior del convertidor contra la otra turbina, haciendo que esta gire y venza la resistencia de la transmisión y de las ruedas o cadenas. El cigüeñal del motor hace girar el Impulsor y este la turbina que mueve el eje de salida. Hasta ahora hemos descrito un embrague convencional que funciona por aceite, lo que en realidad hace cambiar el par es una tercera turbina llamada estator que proporciona una cierta graduación de la energía que se transmite del motor a la transmisión. Al girar el motor, la fuerza centrífuga lanza el aceite hacia la periferia del impulsor, en cada uno de los espacios delimitados por cada dos paletas; de éstos pasa a los espacios análogos delimitados por las paletas de la turbina, desde la periferia al centro, y después vuelve nuevamente al impulsor estableciéndose un circuito cerrado. Si la velocidad de rotación es suficientemente elevada, la turbina es arrastrada y gira a la misma velocidad, transmitiendo así el giro del motor a la transmisión, sin resbalamiento de la turbina. Esto ocurre, por ejemplo, cuando la máquina se mueve por inercia , sin carga. Cuando la máquina tiene que vencer una carga, baja la velocidad de giro de la transmisión, y por lo tanto la de la turbina. Al girar la turbina más despacio que el impulsor el aceite choca contra las paletas convirtiendo la energía en perdida en calor. Mientras más despacio gire la turbina, con respecto al impulsor, habrá más pérdidas de energía del aceite. Vemos que si solamente usamos dos turbinas al aumentar la carga no hay aumento de par.
Las partes que forman realmente un convertidor de par que funciona como tal, son las siguientes (ver figura):
A. Impulsor
B. Turbina
C. Estator
D. Carcasa giratoria
E. Carrier o soporte
F. Eje de salida
Flujo de aceite dentro de un convertidor de par.
La carcasa giratoria D es impulsada por un estriado interior que lleva el volante del motor, y el impulsor A está empernado a la carcasa, por lo que gira con ella. La carcasa suele ser de fundición y el impulsor de aluminio.
La turbina B recibe el aceite procedente del impulsor y acciona el eje de salida F del convertidor. La turbina suele ser de aluminio y manda aceite al estator.
El estator C está fijado por el soporte E a la tapa o cárter del convertidor y permanece estacionario. El aceite que recibe de la turbina lo manda al impulsor. El estator suele ser de acero.
Veamos el flujo que sigue el aceite en el convertidor. El aceite, procedente del grupo de válvulas de control de la transmisión, entra al impulsor A por un conducto taladrado que tiene el soporte E. El impulsor A, accionado por la carcasa giratoria D y por el motor, actúa como una bomba centrifuga y arroja el aceite hacia la periferia, el aceite es obligado a pasar a la turbina B. El aceite a elevada velocidad golpea las paletas de la turbina, haciendo girar a ésta y al eje de salida F. El aceite procedente de la turbina B pasa al estator C y éste lo dirige nuevamente al impulsor A, comenzando de nuevo el ciclo.
👉Multiplicación de par.
Cuando en el eje de salida no hay ninguna resistencia a girar, y el eje de salida gira a la misma velocidad que el volante del motor, el impulsor y la turbina giran a la misma velocidad. Bajo estas condiciones el aceite sale del estator con una dirección tal que choca bruscamente contra las paletas del impulsor. Como el impulsor no puede girar más deprisa, porque va unido al volante del motor, el aceite pierde la velocidad que llevaba y por lo tanto, la casi totalidad de su energía se transforma en calor producido por el choque con las paletas del impulsor. Como en anteriores choques con las paletas de la turbina y del estator el aceite ha ido perdiendo velocidad y energía, con respecto a la que llevaba cuando salió del impulsor, resulta que al llegar de nuevo a éste no puede ayudar al aceite que sale de él a circular más deprisa y con más energía, que es la única forma de poder aumentar el par de salida con respecto al de entrada.
Si el eje de salida toma carga, dicho eje, y por lo tanto la turbina, giraran más despacio que el impulsor; al girar más despacio la turbina, el aceite entra al estator con una dirección tal que cuando sale de él se dirige al impulsor de tal forma que ahora parte del aceite no choca y se incorpora al que mueve el convertidor, comunicándole su energía y velocidad. Ahora tenemos dos puntos muy importantes; por un lado la turbina gira más despacio, y por lo tanto cada espacio entre paletas está más tiempo enfrentado con cada chorro de aceite que sale del impulsor, y por otro lado tenemos que además le entra aceite a más velocidad y con más energía que antes, debido a esa energía que le ha comunicado al aceite que sale del impulsor el aceite procedente del estator.
Como la velocidad en el eje de salida es menor, y la potencia del motor no baja al tomar la carga el eje de salida, sino que permanece casi constantemente gracias a ese aumento de aceite sobre la turbina y que es en definitiva el que soporta el aumento de carga del eje de salida, el par aumenta. Entonces está claro que el aumento de par depende de la dirección con que el aceite sale de la turbina, entra en el estator, sale del estator y entra al impulsor y la dirección con que el aceite sale de la turbina depende de la velocidad de ésta con respecto al impulsor. Hay una determinada velocidad de la turbina con respecto al impulsor en la cual el aceite entra a éste con tal dirección, procedente del estator, que se aprovecha toda la velocidad y energía con que el aceite sale del estator y no se pierde prácticamente nada en choques y rozamientos, o sea, en calor.
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