Convertidor de Par y Tren de Engranaje

Transmisiones Automáticas- Convertidor de Par y Engranaje Planetario.

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CONVERTIDOR DE PAR Y ENGRANAJE ENGRANAJE PLANETARIO Jairo Jaque 972 jaqueaucar!jairovinicio"#otmail.c jaqueaucar!jairovinicio"#otmail.com om

RESUMEN:

la inf inform ormació ación n prese resent ntad ada a a continuación se trata del convertidor convertidor de par de una caja de cambios automática, con una breve introducción, su funcionam funcionamient iento, o, sus component componentes es detallándo detallándolas las cada una de ellas tales como son la turbina la bomba y el estator estator o rotor, rotor, como también también sus ventajas. ventajas. Además tamb tambié ién n se encu encuen entr tra a info inform rmac ació ión n del del engr engran anaj aje e planetario su funcionamiento sus partes y relaciones que se logra con este sistema. %om%a& engrane engrane e'cicloi e'cicloidal& dal& PALABRAS PALABRAS CLAVE$ %om%a& estator o reactor y tur%ina.

1 CONVERTIDOR DE PAR El convertidor de ar tiene un (uncionamiento que se asemeja al de un em%rague #idráulico ero osee una di(erencia (undamental& y es que el convertidor es caa caa) ) de aume aument ntar ar or or s' s*lo s*lo el ar ar del del moto motorr y transmitirlo. En la (igura in(erior vemos el rinciio de (uncio (uncionam namien iento to tanto tanto del em%rag em%rague ue #idráu #idráulic lico o y del convertidor. En a tenemos una rueda con unas ca)oletas como si se tratara una rueda de noria de las utili)adas ara sacar agua de los o)os. +acemos incidir un c#orro de aceite a resi*n so%re la ca)oleta& esta es emujada moviendo la rueda. ,emos que la (uer)a de emuje no es grande ya que con un dedo de la mano aramos la rueda. En % #emos aadido una laca de(lectora entre el c#orro de aceite y la ca)oleta$ A#ora el c#orro de aceite emuja la ca)oleta ero en ve) de erderse re%ota en la laca de(lector que lo dirige otra ve) contra la ca)oleta or lo que se re(uer)a el emuje del c#orro contra la ca)oleta. ,emos a#ora que el emuje del c#orro so%re la ca)oleta es mayor y necesitamos mas (uer)a en la mano ara evitar que gire la rueda.

igura /. Em%rague +idráulico y Convertidor de Par. Tomado de #tt$00111.transart.com07.#tml En la (igura in(erior se muestra un esquema de los comon comonent entes es del conver convertid tidor or #idráu #idráulic lico. o. Además Además de la %om%a y de la tur%ina caracter'sticos de un em%rague #idráulico& el convertidor de ar disone de un elemento intermedio denominado reactor. a rueda de la %om%a está accionada directamente or el motor mientras que la tur% tur%in ina a acci accion ona a el eje eje rim rimar ario io de la caja caja de velocidades. El reactor tiene un (uncionamiento de rueda li%r li%re e y está está aoy aoyad ado o en un ár%o ár%oll #uec #ueco o unid unido o a la carcasa de la caja de cam%ios. Tanto la %om%a como la tur%in tur%ina a y el reacto reactorr tienen tienen ala%es ala%es curvad curvados os que se encargan de conducir el aceite de (orma adecuada.

igu igura ra 2. 3es 3esie iece ce de un conve convert rtid idor or de ar. ar. Tomado de #tt$00111.transart.com07.#tml #tt$00111.transart.com07.#tml..

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. 1.1 FUNCIONAMIENTO

a ventaja (undamental del convertidor #idráulico de ar so%re el em%rague #idráulico es que el rimero ermite& en situaciones donde se necesita mayor tracci*n como su%ida de endientes o arranques& el movimiento del reactor con lo que el ar transmitido se ve aumentado resecto al roorcionado or el motor en caso de necesidad. Además el convertidor #idráulico amortigua a trav5s del aceite cualquier vi%raci*n del motor antes de que ase a cualquier arte de la transmisi*n.

Al girar la %om%a accionada directamente or el movimiento del cig4eal& el aceite se imulsa desde la rueda de %om%a #asta la rueda tur%ina. A la salida de 5sta el aceite troie)a con los ala%es del reactor que tienen una curvatura ouesta a los de las ruedas de %om%a y tur%ina. Esta corriente de aceite emuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la %om%a y la tur%ina. Como el reactor no uede reali)ar ese giro ya que está retenido or la rueda li%re& el aceite se (rena y el emuje se transmite a trav5s del aceite so%re la %om%a. 3e esta (orma mientras e6ista di(erencia de velocidad de giro entre la %om%a y la tur%ina el momento de giro ar8 será mayor en la tur%ina que en la %om%a. El ar cedido or la tur%ina será ues la suma del transmitido or la %om%a a trav5s del aceite y del ar adicional que se roduce or reacci*n desde el reactor so%re la %om%a y que a su ve) es transmitido de nuevo so%re la tur%ina. Cuanto mayor sea la di(erencia de giro entre tur%ina y %om%a mayor será la di(erencia de ar entre la entrada y la salida del convertidor& llegando a ser a la salida #asta tres veces suerior. Con(orme disminuye la di(erencia de velocidad va disminuyendo la desviaci*n de la corriente de aceite y or lo tanto el emuje adicional so%re la tur%ina con lo que la relaci*n de ar entre salida y entrada va disminuyendo rogresivamente.

A esar de ser el convertidor #idráulico un trans(ormador de ar& no es osi%le su utili)aci*n de (orma directa so%re un ve#'culo ya que en determinadas circunstancias de %ajos reg'menes de giro tendr'a un rendimiento muy %ajo. Además no odr'a aumentar el ar más del trile. Todo esto o%liga a equiar a los ve#'culos& además de con un convertidor& con un mecanismo de engranajes lanetarios que ermitan un cam%io casi rogresivo de ar. 1.2 COMPONENTES

DEL

CONVERTIDOR

DE PAR

En las partes que conforman un convertidor de par, se destacan cuatro componentes que interactúan entre si y que producen la conexión y acoplamiento del motor de combustión interna y la transmisión de un equipo, que son:

Cuando las velocidades de giro de tur%ina e imulsor se igualan& el reactor gira incluso en su mismo sentido sin roducirse ningn emuje adicional de (orma que la transmisi*n de ar no se ve aumentada comortándose el convertidor como un em%rague #idráulico convencional. A esta situaci*n se le llama :unto de em%rague:.

•La bomba. •La turbina. •El estator.

igura ;. uncionamiento interno de un convertidor de ar. Tomado de #tt$00111.transart.com07.#tml.

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igura <. Comonentes de un convertidor de ar. Tomado de #tt$00111.taringa.net0osts0auntes-ymonogra(ias0/=>?27<20El-convertidor-de-ar---Caja-automatica-de-cam%io.#tml 1.2.1

BOMBA

cuando los elementos del convertidor giran a una velocidad aproximadamente igual.

También conocido como impelente. Este elemento tiene paletas que se encargan de impulsar el aceite a la turbina. Se considera el elemento conductor, debido a que es el que recibe el movimiento del motor, al que está unido, e impulsa el aceite contra él.

1.3 VENTAJAS

1.3.1

DE

MULTIPLICACIÓN DEL TORQUE

En los momentos previos al encastrado completo, los convertidores de torque actúan como una especie de transmisión continuamente variable. Esta multiplicación del torque significa que un vehículo equipado así puede acelerar más rápida y suavemente que uno con embrague.

TURBINA

1.3.2

El elemento conducido se llama turbina, y va acoplada a la caja de cambios. La bomba dirige aceite presurizado contra la turbina para hacerla girar. La turbina está conectada a una flecha, para transferirle potencia a la transmisión. Tiene como misión recibir el aceite enviado por la bomba. La turbina gira en conjunto con el eje de salida ya que estos están unidos en un mismo eje. 1.2.3

CONVERTIDOR

PAR

La bomba está fijada al volante del motor y la turbina está fijada al eje de entrada de la transmisión. Cuando se arranca el motor, la bomba comienza a girar y empuja el aceite desde su centro hacia el borde exterior. 1.2.2

DEL

EFECTO VOLANTE

Debido a que los convertidores de torque son muy pesados, tienden a actuar como una especie de volante inercial. Este efecto volante significa que los vehículos con ellos tienen una regulación más constante y un funcionamiento más suave que los autos con embrague. 1.3.3

ESTATOR

DESLIZ INFINITO

Hasta un punto, un convertidor de torque puede deslizarse casi indefinidamente sin dañarse. Esto se compara agudamente con la tendencia de la transmisión manual a quemar embragues si se permite que se deslicen demasiado.

El convertidor de par incluye un tercer elemento que viene a mejorar las condiciones de funcionamiento en la circulación del aceite, se trata del estator. Tiene como misión redirigir el aceite ocupado por la turbina y entregarlo a la bomba, este cambia de dirección el flujo de aceite lo que permite aumentar el impulso del aceite. Dentro del estator se encuentra un cojinete de un solo sentido, lo que permite que este solo gire en un determinado sentido. El estator se usa para redirigir el flujo de la turbina de regreso hacia la parte de la bomba, para completar el flujo de aceite. Está montado sobre un mecanismo de rueda libre que le permite desplazarse libremente

1.3.4

TANQUE DE FLUIDO

Los convertidores de torque pueden contener varios cuartos de fluido de transmisión y pueden ayudar a disminuir el sobrecalentamiento de la transmisión dando una fuente de fluido frío cuando es necesario.

3


. movimiento con la relaci*n de transmisi*n resultante segn la relaci*n e6istente entre sus iones. Bi se %loquean dos de los comonentes& el conjunto queda %loqueado& movi5ndose todo el sistema a la velocidad de rotaci*n reci%ida or el motor.

2 ENGRANAJE PLANETARIO

Tam%i5n llamado :engranaje eicicloidal:& son utili)ados or las cajas de cam%io automáticas. Estos engranajes están accionados mediante sistemas de mando normalmente #idráulicos o electr*nicos que accionan (renos y em%ragues que controlan los movimientos de los distintos elementos de los engranajes.

2.1 RELACIONES

EN

UN

TREN

EPICICLOIDAL

a ventaja (undamental de los engranajes lanetarios (rente a los engranajes utili)ados or las cajas de cam%io manuales es que su (orma es más comacta y ermiten un rearto de ar en distintos untos a trav5s de los sat5lites& udiendo transmitir ares más elevados.

as relaciones que se ueden o%tener en un tren eicicloidal deenden de si ante una entrada o giro de uno de sus elementos e6iste otro que #aga de reacci*n. En (unci*n de la elecci*n del elemento que #ace de entrada o que #ace de reacci*n se o%tienen cuatro relaciones distintas que se ueden identi(icar con tres osi%les marc#as y una marc#a invertida. El (uncionamiento de un tren eicicloidal es el siguiente$

En el interior centro8& el laneta gira en torno de un eje central.

2.1.1

os sat5lites engranan en el dentado del i*n central. Además los sat5lites ueden girar tanto en torno de su roio eje como tam%i5n en un circuito alrededor del i*n central.

1° RELACIÓN

Bi el movimiento entra or el lanetario y se (rena la corona& los sat5lites se ven arrastrados or su engrane con el lanetario rodando or el interior de la corona (ija. Esto roduce el movimiento del orta-sat5lites. El resultado es una desmultilicaci*n del giro de (orma que el ortasat5lites se mueve de (orma muc#o más lenta que el lanetario o entrada.

os sat5lites se alojan con sus ejes en el orta-sat5lites. El orta-sat5lites inicia el movimiento rotatorio de los sat5lites alrededor del i*n central@ con ello& l*gicamente& tam%i5n en torno del eje central.

2.1.2

a corona engrana con su dentado interior en los sat5lites y encierra todo el tren eicicloidal. El eje central es tam%i5n centro de giro ara la corona.

2° RELACIÓN

Bi el movimiento entra or la corona y se (rena el lanetario& los sat5lites se ven arrastrados rodando so%re el lanetario or el movimiento de la corona. El e(ecto es el movimiento del ortasat5lites con una desmultilicaci*n menor que en el caso anterior. 2.1.3

3° RELACIÓN

Bi el movimiento entra or el lanetario y& la corona o el orta-sat5lites se #ace solidario en su movimiento al lanetario mediante un em%rague entonces todo el conjunto gira simultáneamente roduci5ndose una transmisi*n directa girando todo el conjunto a la misma velocidad que el motor. 2.1.4

igura . Engranaje Eicicloidal. Tomado de #tt$00111.transart.com07.#tml

4° RELACIÓN

Bi el movimiento entra or el lanetario y se (rena el orta-sat5lites& se rovoca el giro de los lanetarios so%re su roio eje y a su ve) estos roducen el movimiento de la corona en sentido contrario& invirti5ndose el sentido de giro y roduci5ndose una desmultilicaci*n grande.

Estos tres comonentes laneta& sat5lites y corona8 del tren eicicloidal ueden moverse li%remente sin transmitir movimiento alguno& ero si se %loquea uno de los comonentes& los restantes ueden girar& transmiti5ndose el 4


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igura =. uncionamiento Engranaje Eicicloidal. Tomado de #tt$00111.transart.com07.#tml

nvirtiendo la entrada y la salida en las relaciones de desmultilicaci*n se o%tendr'an relaciones de multilicaci*n.

3 REFERENCIAS F/G #tt$00111.transart.com07.#tml

Estas relaciones se odr'an identi(icar con las t'icas marc#as de un cam%io manual& sin em%argo se necesitar'an ara ello distintos ár%oles motrices or lo que en la alicaci*n de un tren eicicloidal a un autom*vil las osi%ilidades se reducen a dos marc#as #acia delante y una #acia atrás. a entrada del ar motor se reali)ar'a or el lanetario y la salida or el orta-sat5lites o la corona. a rimera relaci*n descrita y la tercera ser'an la /D marc#a y la directa resectivamente y la cuarta relaci*n seria la marc#a atrás.

F2G #tt$00111.taringa.net0osts0auntes-ymonogra(ias0/=>?27<20El-convertidor-de-ar---Cajaautomatica-de-cam%io.#tml

Para oder com%inar tres o más velocidades se usan #a%itualmente com%inaciones de engranajes eicicloidales. as cajas de cam%io automáticas utili)an com%inaciones de dos o tres trenes eicicloidaidales que roorcionan tres o cuatro relaciones #acia adelante y una #acia detrás. Como ejemlo tenemos la (igura in(erior.

igura 7. ecanismo con dos engranes eicicloidales. Tomado de #tt$00111.transart.com07.#tml

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