Un convertidor de par ( transformador hidrodinámico ) es una transmisión hidrodinámica que convierte el par transmitido en magnitud (ya veces en dirección). [una]
Es uno de los elementos de las transmisiones hidromecánicas y transmisiones hidráulicas , que se utilizan en vehículos de transporte con motor de combustión interna desde turismos hasta barcos. Los convertidores de par se utilizan ampliamente en la tecnología automotriz, ya que brindan un arranque suave del automóvil desde un lugar y reducen la transferencia de cargas de choque desde la transmisión al eje del motor. Se usa más comúnmente con transmisiones automáticas o CVT .
Cualquier convertidor de par consta de:
Durante el funcionamiento del convertidor de par, el líquido es acelerado por la rueda de la bomba y se mueve a lo largo de una trayectoria compleja, que se puede dividir en dos componentes simples: relativa (la velocidad se dirige radialmente desde el eje hasta la periferia de la rueda de la bomba y desde la periferia al eje de la rueda de la turbina), portátil (rotación junto con la bomba y las ruedas de la turbina). Dependiendo de la relación de estos componentes, el convertidor de torque puede operar en diferentes modos.
Hay tres modos de funcionamiento del convertidor de par:
En este video se puede ver una descripción del principio de funcionamiento del convertidor de par. Convertidor de par de transmisión automática. Toda la verdad sobre el principio del trabajo .
Todas las piezas se ensamblan en una caja común. El cuerpo del convertidor de torque generalmente está montado en una placa de transmisión, que a su vez está unida al cigüeñal del motor de la máquina. Aunque, hay excepciones. Por ejemplo, en las transmisiones del bus LiAZ-677 y del tractor DT-175S, la transmisión de torque del motor al convertidor de torque ocurre a través del eje cardán. El convertidor de par está lleno de aceite, que se mezcla activamente durante su funcionamiento.
La rueda de la bomba está conectada rígidamente a la carcasa del convertidor de par; cuando gira el eje del motor, crea un flujo de aceite dentro del convertidor de par, que hace girar la rueda del estator (reactor) y la turbina.
La diferencia estructural entre un convertidor de par y un acoplamiento hidráulico es la presencia de un estator (reactor). El estator está montado sobre una rueda libre . Con una diferencia significativa en la velocidad de la bomba y la turbina, el estator (reactor) se bloquea automáticamente y transfiere un mayor volumen de líquido a la rueda de la bomba. Gracias al estator (reactor), el par aumenta hasta tres veces [5] al arrancar desde parado.
La turbina está rígidamente conectada al eje de transmisión automática .
Debido a que la transmisión de torque dentro del convertidor de torque ocurre sin una conexión cinemática rígida , se eliminan las cargas de choque en la transmisión y el automóvil adquiere mayor suavidad. El efecto negativo del convertidor de par es el "deslizamiento" de la rueda de la turbina en relación con la rueda de la bomba; esto conduce a una mayor generación de calor (en algunos modos, el convertidor de par puede generar más calor que el propio motor) y un aumento en el consumo de combustible. consumo.
Para mejorar la eficiencia del combustible, se introduce un mecanismo de bloqueo en el diseño de los convertidores de par modernos, que permite conectar de forma rígida la bomba y la turbina. Cuando el convertidor de par está bloqueado, la transmisión automática funciona en el modo de una conexión cinemática rígida entre el motor y la transmisión, similar a la transmisión manual . En las transmisiones automáticas controladas electrónicamente, el momento del bloqueo lo determina la computadora, por lo que se puede encender casi en cualquier momento de acuerdo con el programa de control.
Las transmisiones automáticas producidas en el siglo XX incluían un bloqueo del convertidor de par solo cuando se alcanzaba una velocidad suficientemente alta (más de 70 km/h). Las transmisiones automáticas modernas incluyen el bloqueo del convertidor de par a velocidades bastante bajas (a partir de 20 km/h), lo que le permite ahorrar combustible no solo cuando conduce en la carretera, sino también cuando conduce en la ciudad. Además, el bloqueo del convertidor de par se utiliza, como una transmisión manual, para el frenado del motor. En este caso, el suministro de combustible al motor se detiene mientras dura el bloqueo, el eje del motor gira debido al movimiento del automóvil. En los tractores, el bloqueo del convertidor de par se usa para arrancar el motor del tractor "desde el empujador" o cuando el tractor está funcionando en modo estacionario.
Cabe señalar que, si bien el bloqueo del convertidor de par genera ahorros tangibles de combustible, tiene algunas desventajas:
Los convertidores de par se utilizan ampliamente en vehículos que van desde turismos y carretillas elevadoras ligeras hasta chasis de camiones especiales superpesados. La mayoría de las veces funcionan con reductores planetarios , aunque también existen combinaciones con diseños convencionales de dos y tres ejes. La popularidad de las máquinas equipadas con un convertidor de par puede variar mucho según la región. Entonces, a fines del siglo XX en Europa occidental, aproximadamente el 20% de los automóviles tenían un convertidor de par. La gran mayoría de las transmisiones hidráulicas de media y alta potencia en Europa están diseñadas y fabricadas por Voith en Alemania.
Al mismo tiempo, en los EE. UU., su participación fue de aproximadamente el 80%. En los últimos años, los convertidores de par han sido reemplazados por transmisiones manuales automatizadas o “robóticas” de la industria de automóviles de pasajeros.
En la URSS, y más tarde en la CEI, se utilizaron en las transmisiones hidrodinámicas de los automóviles Volga, Chaika y ZIL, los tractores multipropósito MZKT y KZKT, la familia BelAZ , los autobuses LAZ-695Zh y LiAZ-677 ", en tractores" DT-175S "y" T-330 "y en varias locomotoras diésel de maniobras (TGM3, TGM6, TGK2) y locomotoras de línea principal - TG102, TG16, TG22. Además, los convertidores de par se utilizan en transmisiones de algunos tipos de grúas y excavadoras con transmisión por cable de cuerpos de trabajo, en transmisiones de cintas transportadoras de minas y canteras. Además, se instalaron convertidores de par en la transmisión de hélice del remolcador de empuje fluvial más poderoso de la URSS " Marshal Blucher ", lo que permitió que los motores del barco gigante funcionaran de manera eficiente a bajas velocidades sin el uso de hélices de paso controlable (la implementación de que en los barcos fluviales es muy difícil).
En los sistemas de accionamiento hidráulico volumétrico , existen unidades que se denominan transformadores hidráulicos, pero que no tienen nada en común con los transformadores hidrodinámicos en el diseño. Un ejemplo es la unidad HC53, que se encuentra en el avión An-124 Ruslan y algunos otros, consta de dos máquinas hidráulicas idénticas (motor-bombas) con un eje común, cada una de las cuales está conectada a su propio sistema hidráulico autónomo. En cuál de los sistemas hay más presión: la máquina de ese sistema gira el eje y transfiere energía mecánica a otra máquina, que crea presión en su sistema. Este diseño le permite transferir energía de un sistema a otro sin intercambio de fluidos, lo que, en caso de despresurización o contaminación de un sistema hidráulico, excluye la falla de otro. En los aviones Airbus y Superjet-100 , una unidad similar se denomina unidad de transferencia de potencia (PTU) y los sonidos que acompañan su funcionamiento recuerdan el sonido de una sierra circular o el ladrido de un perro (este último se observa durante el arranque del motor) , a menudo asustar a los pasajeros. Durante el vuelo normal, con la aeronave en buen estado de funcionamiento, la PTU suele estar inactiva.
| Turbinas y mecanismos con turbinas en la composición. | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tipos |
| ||||||||||
| vehículos | |||||||||||
| Elementos estructurales |
| ||||||||||