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¿Qué es un Convertidor de par o torque? Tipos, funcionamiento, fallas y más

Convertidor de par

Hoy les traemos toda la información sobre los convertidores de par o también llamados convertidores de torque, empecemos.

¿Qué es un convertidor de par?

Es un mecanismo que se utiliza para la sustitución del embrague en los cambios automáticos, este realiza una conexión entre la caja de cambios y el motor. Mediante el convertidor de torque es realizada la transmisión del par del motor al cambio. A través de la implementación de diferentes convertidores se realiza la adaptación a la potencia y a las características de diversos motores. Algunas formas para diferenciarlos son por medio de sus dimensiones o volumen, su factor de conversión, el amortiguador torsional y la versión del embrague anulador.

¿Cómo funciona un convertidor de par?

La bomba comienza a girar mediante un movimiento realizado por el cigüeñal, el aceite se empuja por la rueda de comba hasta la rueda de turbina. Al salir el aceite choca con los alabes del reactor (tienen una curva que s contraria a las ruedas de bomba y la turbina).

La fuerza del aceite manda el reactor con un giro contrario a la bomba y la turbina. El reactor no puede hacer este movimiento ya que esta trabado por la rueda libre, debido a esto el aceite frena y dicho movimiento se transmite por medio del aceite sobre la bomba.

El par cederá por la turbina y será la suma de lo transmitido por la bomba mediante el aceite y el par, lo que genera una reacción desde el reactor sobre la bomba y es transmitido nuevamente sobre la turbina. Lo que quiere decir que a mayor diferencia de giro entre bomba y turbina habrá más diferencia de par entre entrada y salida del convertidor. La salida podría ser tres veces mayor.

A medida que se reduce la diferencia de velocidad se va reduciendo la desviación de corriente del aceite, por lo que el empuje adicional en la turbina ayuda a que la relación de par entre entrada y salida se disminuya notoriamente.

En el momento que las velocidades de giro de impulsor y turbina se emparejan, el reactor gira. A esto se le conoce como “punto de embrague”.

Ventaja del convertidor hidráulico de par:

Generar en situaciones de subida de pendientes el movimiento del reactor por lo que el par que se trasmite aumenta ayudando al motor si lo necesita. También por medio del aceite amortigua vibraciones que pasen a alguna pieza de la transmisión.

Partes de un convertidor de par o torque

Es importante conocer cuales son los componentes de los convertidores de torque y cuales son sus funciones dentro del convertidor de par. Estos son:

Impulsor o bomba

Se compone por unas paletas que dejan pasar el aceite a la turbina. Conocido como elemento conductor, pues recibe el movimiento del motor y después impulsa el aceite al motor.

Este se conoce también como bomba y se encuentra ubicado en el volante del motor y la turbina en el eje de entrada de la transmisión.

El impulsor funciona empujando el aceite desde su centro hacia el borde exterior cuando el motor es arrancado.

Turbina

Se encuentra en la caja de cambio y esta comienza a girar luego de que el aceite presurizado es enviado por la bomba del convertidor.

La función principal de la turbina es recibir el aceite que envía el impulsor. Esta gira conjuntamente con el eje de salida debido a que estos se encuentran unidos por un mismo eje. La turbina se conecta a una flecha para la transmisión de potencia a la transmisión.

Estator

Ubicado en un mecanismo llamado rueda libre, significa que esta pieza tiene libertad de movimiento cuando las otras piezas del convertidor giran con una velocidad que puede ser igual.

En la parte interna del estator hay un cojinete de un solo sentido, que permite que gire en un mismo sentido. Es usado para redirigir el flujo de la turbina hacia la bomba y así completar el flujo de aceite.

Eje de salida

Conectada el engranaje mediante una horquilla y un eje de mando, alberga fuerza desde la turbina y la envía al eje de entrada de la transmisión.

Se conecta al engranaje de entrada de transmisión o por medio de una horquilla y un eje de mando, este alberga la fuerza desde la turbina y la manda al eje de entrada de la transmisión.

Aceite Hidráulico

Gracias a este se evitan las vibraciones en el motor antes de su llegada a otras partes de la transmisión, también produce el movimiento de las piezas internas del convertidor.

Convertidores de torque ubicados en carros de trabajo ligero como automóviles y camiones pickup se encuentran cerrados por soldadura, mientras que camiones para trabajo pesado cuentan con convertidores de par armados con pernos.

Esta segunda característica permite que el convertidor de torque pueda ser desarmado y tener mantenimiento cuando lo requiera.

Mantenimiento de un convertidor de par

Se queremos que nuestro convertidor funcione de la forma correcta por lo que debemos saber que el aceite es una pieza fundamental y debemos tener dos precauciones:

  1. Mantener siempre aceite en el convertidor.
  2. Mantener una adecuada temperatura en el funcionamiento del aceite.

Cuando el aceite roza con las paredes y aspas de los rodetes se produce alta temperatura, esto generaría deterioro del aceite y que los sellos de transmisión y convertidor se dañen.

Diagnosticar fallas en un convertidor de par

Se pueden realizar dos pruebas simples al convertidor de torque si creemos que tiene alguna falla. Estas son:

Prueba de calado del convertidor

Esta se puede realizar si se tiene la sospecha de algún problema en el convertidor de torque.

Esta prueba se debe realizar cuando el motor esté funcionando y en su máxima aceleración, el resultado indicará el rendimiento del tren de mando y el motor basado en la velocidad del motor. Algunos resultados de esta prueba pueden ser:

  • Velocidad mas alta o baja que la especificada indica problemas en motor o tren de mando.
  • Velocidad de calado baja indica problemas en el funcionamiento del motor.
  • Velocidad de calado alta indica problemas en el tren de mando.

Prueba de la válvula de alivio

Existen dos tipos de prueba, estas son:

Válvula de alivio de entrada: Su función dentro del convertidor de par es controlar la máxima presión. Evita daños en piezas del convertidor cuando el motor se enciende con el aceite frio.

Válvula de alivio de salida: Su función es mantener la presión del convertidor de torque. Dicha presión se debe mantener ya que evita cavitación y vigila la función adecuada del convertidor. Se pueden hallar dos resultados al realizar esta prueba:

  1. Presión baja, indicaría fuga en el convertidor, flujo incorrecto de la bomba o mal funcionamiento de la válvula de alivio.
  2. Presión alta, indicaría incorrecto funcionamiento de la válvula de alivio o bloqueo del sistema.

Tipos de convertidor de par o torque

Existen diferentes clases de convertidores que tienen funciones específicas. Nombraremos algunos de ellos a continuación.

Convertidor de par con embrague unidireccional

La turbina, el impelente y el eje de salida tienen una función similar a la de un convertidor de par convencional, pero el estator se encuentra ubicado en el embrague unidireccional, que permite que este gire de manera libre y sin necesidad de la multiplicación de par. Funciona en la modalidad de cerrado y giro libre.

Un embrague unidireccional esta diseñado para transmitir movimiento y potencia, al fijar el estator a una dirección de rotación el eje conductor gira en la dirección opuesta. Cuando se invierte el sentido de rotación del eje conductor, los ejes de transmisión actúan como si no estuvieran acoplados.

Componentes: Las piezas del embrague unidireccional son:

  • Leva: Se empalma en estrías y va conectado al embrague unidireccional por medio del estator.
  • Rodillos: Realizan la conexión entre la maza y la leva.
  • Resortes: Son los encargados de sostener los rodillos en la apertura de la leva.
  • Maza: Conecta el portador al embrague unidireccional y está unida al mismo por medio de estrías.
  • Ventajas y características: A continuación, algunas fases de este convertidor de par
  • Fase fija del estator: Traba el estator en su sitio y aumenta la multiplicación de par bajo cargas pesadas.
  • Fase de giro libre del estator: Permite que el estator gire libremente y multiplica el par en cargas altas, genera que la temperatura no aumente en cantidad y disminuye el arrastre del convertidor.

Aplicaciones: Conoceremos en que maquinas se pueden encontrar este tipo de convertidores de par. Algunas maquinas Caterpillar como:

  • Mototrailla
  • Retroexcavadora
  • Camión minero

Convertidor de par de capacidad variable

Permite que el operador limite el incremento de fuerza para que se disminuya el deslizamiento de las ruedas y desviar potencia al sistema hidráulico.

Funcionamiento: Funciona a capacidades diferentes:

  • Cambio en la capacidad del impelente indica cambio en el par de salida
  • Flujo de aceite dentro del convertidor incorpora el embrague del impelente y hace que el impelente externo gire con el interno.
  • Presión máxima del impelente del embrague permite que el convertidor funcione como un convertidor de torque tradicional
  • Presión mínima del impelente del embrague indica que el impelente externo no esta enganchado y esta al mínimo la capacidad del convertidor.
  • Capacidad mínima del convertidor de par variable es parecida a la de un convertidor de torque convencional, solo que el tamaño real se disminuye por el deslizamiento del embrague del impelente.

Partes: Las piezas fundamentales de este convertidor son:

  • Impelente externo: Unido a la caja del convertidor gracias a la presión del aceite que procede sobre el pistón del embrague y une el paquete del embrague. Cuando hay una disminución en la presión del aceite se genera un deslizamiento del embrague que genera que el impelente externo gire mas lento y reduzca la capacidad del convertidor de torque.
  • Embrague de impelente: Se activa hidráulicamente y es manejado por medio del sistema hidráulico de la transmisión. Junta el impelente externo con la caja de embrague que permite que impelentes externos e internos giren juntos.

Finalmente, esperamos que está información sea de gran utilidad para tu formación o para tu trabajo, como dato curioso, muy pocas empresas se dedican a la reparación de convertidores de par.

Autor: Stefania Herrera Sanchez