Principios Fisicos en el Convertidor

En el convertidor intervienen diferentes fenomenos fisicos entre los cuales tenemos:

- La Hidrodinamica

Debemos tener en cuenta que la hidrodinámica del convertidor sólo puede transmitir un par de giro en caso   de diferencia en el número de revoluciones entre bomba y turbina. De manera que si durante la marcha se ha igualado el número de revoluciones en bomba y turbina, entrará en funcionamiento un acoplamiento de transición que se accionara hidráulicamente por la caja de cambios. El resbalamiento se elimina por lo que desaparece la pérdida de potencia y, como consecuencia se reduce el consumo de combustible. El innovador amortiguador de LuK garantiza el rápido acoplamiento y con ello un consumo rentable.

 

- Movimiento circular
Nuestro convertidor desarrolla un movimiento de giro, ya que se tienen diferentes parametros como:

• Eje de giro: es la línea recta alrededor de la cual se realiza la rotación, este eje puede permanecer fijo o variar con el tiempo pero para cada instante concreto es el eje de la rotación (considerando en este caso una variación infinitesimal o diferencial de tiempo). El eje de giro define un punto llamado centro de giro de la trayectoria descrita (O).
• Velocidad angular: es la variación del desplazamiento angular por unidad de tiempo (omega minúscula, ).
• Velocidad tangencial (v).
• Aceleración angular: es la variación de la velocidad angular por unidad de tiempo (alfa minúscula, ).

• Momento de inercia (I): es una cualidad de los cuerpos que depende de su forma y de la distribución de su masa y que resulta de multiplicar una porción concreta de la masa por la distancia que la separa al eje de giro.
• Momento de fuerza (M): o par motor es la fuerza aplicada por la distancia al eje de giro (es el equivalente a la fuerza agente del movimiento que cambia el estado de un movimiento rectilíneo).

- Dinamica de fluidos
En esta parte sabemos que hay un fluido que es el aceite en nuestro convertidor donde una de susu funciones es proteger al convertidor, y a traves de la dinamica de fluidos podemos estudiar su viscocidad, movimiento rotacional, densidad y otras propiedades.

 

En el grafico observamos el flujo de aceite dentro del convertidor de par y el funcionamiento de sus partes.

Velocidad Tangencial del Convertidor

Como sabemos la velocidad tangencial es una de las componentes de la velocidad total del convertidor ya que tambien tenemos a la velocidad angular.

Para nuestro convertidor obtuvimos los siguientes datos:

- Radio

   R = 0.074 m 

 

- Frecuencia

  f = 2700 rpm = 45 Hz

 

Como primer paso calculamos la velocidad angular "w":

ω  =2π.f      

ω= (2π)(45)  

ω=282,74 rad/s

 

Ahora como ultimo paso calculamos la velocidad tangencial:

 

Vt = ω.R   

Vt= (282,74 rad/s)(0,074m)
Vt=20,92 m/s 

 

 

Por lo tanto la velocidad tangencial experimental de nuestro convertidor fue de:

 

 Vt=20,92 m/s 

Propiedades de los Lubricantes

Propiedades de los Lubricantes (Aceite)

1. Refrigeración

   El aceite actúa como refrigerante en el motor, de forma complementaria a otros sistemas de enfriamiento (agua, radiador, bomba de agua y circuito de enfriamiento, sin olvidar el enfriamiento asegurado por el flujo continuado de aire que recorre las paredes del motor y el cárter de aceite)

   

   
   

2. Limpieza y protección

   Los desechos de combustión, los eventuales residuos de aceite oxidado o quemado pueden conllevar a la formación de depósitos o capas. El aceite debe limpiar el motor y arrastrar las impurezas al filtro donde estas quedarán paralizadas.

   

   
   

3. Estanqueidad

   Es importante, ya que el aceite garantiza esta función. Su misión es cerrar ciertas partes del motor.

   

    

4. Reducción del frotamiento

   Examinemos las propiedades lubricantes del aceite. Entendemos por lubricación el hecho de que el aceite mantenga, en principio, separadas las piezas móviles, impidiendo que éstas se toquen de forma directa.

   

   
   

5. Protección contra la oxidación

   Un buen aceite debe en principio proteger todas las piezas del motor. Su función es evitar que este sufra corrosiones y que sea invadido por las impurezas, etc.

   

   
   

 

 

 

 

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Ahora obsevaremos como se fabrica un Convertidor de Par:

Ahora un especialista nos fa una  explicacion como funciona:

 Despues vemos su funcionamiento en algunas simulaciones en 3D:

Beneficios y Averias

En este tipo de convertidores encontramos lo siguiente:

Beneficios:

Beneficios del convertidor de par:

- Absorbe la carga de choque.

- Evita que el motor se cale por sobrecarga del motor.

- Se utilizan menos cambios de velocidad.

- Se elimina la necesidad de embrague.

- La carga de trabajo va tomándose de forma gradual. 

Averías:

Averías más frecuentes del convertidor de par:

Es difícil que dándole un uso correcto al vehículo el convertidor sufra alguna rotura, lo más común es que se rompan antes los discos de la caja automática.

Una de las averías mas comunes del convertidor es el desgaste de los anillos de cierre de la presión del aceite hidráulico. Este al quedarse sin presión no puede arrastrar una turbina a la otra y el vehículo pierde la tracción.

Otra de las averías más frecuentes es que el vehículo se quede bloqueado con algún obstáculo, al quedarse una turbina parada y la otra acelerada se comienza a calentar la temperatura y se rompe la película de aceite de los componentes del convertidor, este aumento de temperatura provoca que las turbinas se peguen entre ellas y el convertidor quede inservible. Esta avería puede llegar a romper por completo la caja automática.

Comparación

Digamos que tenemos dos ventiladores uno frente al otro y que a su vez sólo uno de ellos en el otro ventilador pronto comenzará a moverse, ahora lo describimos:

• El primer ventilador, que se alimenta, puede ser considerado como el impulsor que está conectado a la carcasa del convertidor. El abanico de la segunda "impulsado" se puede comparar a la turbina, que tiene el eje de entrada estriado a la misma. Si se va a sostener el ventilador no-accionado (la turbina) la potencia (el rotor) todavía sería capaz de mover, lo que explica cómo se puede tirar a una parada sin el motor se cale.

• Ahora imaginamos que un tercer componente colocado entre los dos, lo que serviría para alterar el flujo de aire y hacer que el ventilador alimentado a ser capaz de conducir el ventilador no-accionado con una reducción de la velocidad, sino también con un aumento de la fuerza (torque). Esto es esencialmente lo que hace el estator.

• En un momento determinado (generalmente alrededor de 30-40 mph), la misma velocidad que puede alcanzar entre el impulsor y la turbina (los dos ventiladores). El estator, que está unido a un embrague unidireccional, ahora comenzará a girar en conjunto con los otros dos componentes y alrededor del 90% de eficiencia de entre el cigüeñal y el eje de entrada se puede lograr.

• El deslizamiento 10% restante entre el motor y la transmisión puede ser eliminado mediante la conexión del eje de entrada al cigüeñal a través de la aplicación del bloqueo del embrague que se ha mencionado antes.

• La principal función de este embrague es para aumentar la eficiencia de combustible y reducir la cantidad de calor que se genera por el convertidor de par. 

Clases más común de convertidores de torque

Convertidor Blindado, utilizados generalmente en Auto elevadores o maquinas de pequeño porte

Convertidor Abierto (abulonado), utilizado en equipos Viales, Mineros y Grúas

Desarmado

Para poder desarmar el convertidor de par, se deben de retirar los tornillos que lo mantienen fijado a la base de la carcasa, está fijada a la caja de cambios, hasta dejar solamente el convertidor de par. Originalmente esta pieza esta soldada, por lo mismo si esta averiada, la única solución es caviar toda la pieza del convertido de par.

Si el convertido de par esta ya desoldado, esta pieza contiene, una turbina, un estator, un impulsor y un cojinete de un solo sentido. Por lo general el desarmado es muy sencillo ya que dentro del mecanismo, solo van puestas las piezas.

Armado

Al momento de armar el convertidor de par, solo de debe de colocar el estator dentro de la turbina, luego esta debe de estar sobre el TCC. Después do colocar la turbina sobre el TCC, este conjunto se coloca dentro de la carcasa, La cual está fijada a la base del convertido de par. Cuando esto este realizado. Se coloca la turbina y se aprietan los tornillos que mantenían el convertido de par sobre la base del mismo

 

Funcionamiento de un Convertidor

El convertidor de par es uno de los componentes menos entendido en un vehículo equipado con transmisión automática. Voy a tratar de explicar lo que hace y cómo lo hace. 

El convertidor de par tiene una funciones diferentes:

1. Primero tenemos que entender que no existe un vínculo directo entre el cigüeñal y el árbol de transmisión de entrada, esto significa que la primera función del convertidor es conectar el cigüeñal y el eje de entrada para que el motor puede mover el vehículo, esto se logra mediante la utilización de un efecto de acoplamiento fluido.
2. El convertidor de par también reemplaza el embrague que se requiere en una caja de cambios manual, esto es como un vehículo de transmisión automática se puede llegar a una parada pero sigue estando en marcha sin dañar el motor.
3. El convertidor de par también actúa como un multiplicador de par, o relación de transmisión adicionales, para ayudar al coche a moverse de una parada. En los convertidores de hoy en día esta relación teórica es en cualquier lugar entre 2:1 y 3:1.

Convertidores de par consta de 4 componentes principales que tenemos que preocuparnos por el propósito de la explicación:

• El primer componente, que es el miembro de la conducción, se llama el impulsor o la "bomba". Se conecta directamente al interior de la carcasa del convertidor, y porque el convertidor está atornillado a la placa flexible, se está convirtiendo en cualquier momento que el motor gira.

• El siguiente componente, que es la salida o de sus Miembros, se llama la turbina. El eje de la transmisión de entrada es estriado a la misma. La turbina no está conectado físicamente a la de la carcasa del convertidor y puede girar de forma completamente independiente de ella.

• El tercer componente es el montaje del estator, y su función es la de redirigir el flujo de fluido entre la turbina y la turbina, lo que da el efecto de multiplicación de par de una parada.

• El último componente es el bloqueo del embrague. A velocidades de autopista este embrague se puede aplicar y proporcionará un enlace mecánico directo entre el cigüeñal y el eje de entrada, lo que redundará en la eficiencia de 100% entre el motor y la transmisión. La aplicación de este embrague es generalmente controlada por la computadora del vehículo que activa un solenoide en la transmisión.