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MANUAL, 4 VELOCIDADES

RETROEXC AV ADOR AS –

ISTEMA D DE RANSMISIÓN

M AN ANUAL DE ENTRENAMIENTO

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R ETROEXCAVADORAS E TROEXCAVADORAS S ERIE E RIE M

CONVERTIDORES D DE P PAR

Fig. 1

I N T R O D U CC IÓ N El convertidor de par no es más que una transmisión hidráulica automática. automática. Transmit Transmite e el par motor motor transform transformánd ándolo olo en fuerza fuerza hidráulica y permite variar la velocidad de modo continuo.

diversificar diversificar los márgene márgenes s de velocidades. velocidades. Sin embargo, ningún cambio por engranajes permite obtener el infinito número de velocidades y pares motores que se obtienen con el convertidor de par.

La transmisión automática del automóvil cambia automáticamente los engranajes respondiendo a los requisitos del par de torsión además de la reacción automática del convertidor de par, que es parte del sistema de transmisión automática del automóvil.

El convertidor de par actúa también como embrague que acopla y desacopla el motor con la transmisión mecánica. Cuando actúa actúa como cambio de velocidades permite obtener muchas más desmutiplicaciones de las que se obtienen con un cambio de engranajes puro.

En la práctica, el convertidor de par se emplea acoplado a una transmisión por engranajes para

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ENTRENAMIENTO Y SERVICIO

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FUNDAMENTOS B B Á S IC O S para distingu distinguir ir un converti convertidor dor de par de una una transmisión hidrostática, basta aplicar la siguiente regla : en las transmisiones hidrostáticas los líquidos trabajan a alta presión, pero a velocidad relativamente baja, mientras que en los convertidores de par lo hacen a baja presión y alta velocidad. he aquí las fórmulas : •

transmisión hidrostática = ALTA presión presión + BAJA BAJA velocidad velocidad

•

convertid or de par = BAJA BAJA presión presión + ALTA velocidad velocidad

F UNCI ONAMI E NT O Para comprender el funcionamiento de un convertidor de par, tenemos que analizar primero un modelo de acoplamiento hidráulico elemental.

Los Los lí uidosa idosa alta alta velo velocid cidad ueden tran transmitir fue fuerza

En la fig. 2 se ilustra el principio en que se basa el acoplamien acoplamiento to hidráulico. En el dibujo superior de la figura, el líquido a gran velocidad choca contra las paletas de la turbina y hace girar girar la rueda. De este modo modo se transmite transmite el par motor por medio de un líquido. Para variar el par motor se varía la velocidad con que sale el líquido por por la boquill boquilla. a. A poca poca velocidad, el líquido líquido no mueve mueve la rueda. A gran velocidad, velocidad, el líquido líquido no mueve mueve la rueda. A gran velocidad velocidad la turbina empieza a girar y la rueda se acelera cada vez más. Ocurre lo mismo que cuando se dispone un ventilador eléctrico frente a otro, como puede verse en la mitad inferior inferi or de la misma misma fig. fig. 2. Basta Basta conectar a la red uno de los ventiladores para que el chorro de aire que produce ponga en movimiento al otro ventilador.

Una parte puede accionar accionar a la opuesta por por aire – o aceite

Fig. 2 – Principio básico del acoplamiento hidráulico

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Este principio se aprovecha en el acoplamiento hidráulico de la siguiente manera : Dentro de una caja llena de aceite (a, fig. 3) hay dos partes : una mitad activa, o bomba, y una mitad pasiva, o turbina. Al girar la bomba accionada por el motor de explosión, la fuerza centrífuga hace que el aceite salga despedido en sentido radial, pasando a la otra mitad, donde encuentra las paletas de la turbina. El aceite empuja las paletas y hace que la turbina gire en el mismo sentido que la bomba, transmitiendo de este modo la fuerza. En los dibujos B, C y D, se puede ver como actúa sobre la turbina la corriente de aceite centrifugado por la bomba.

Acoplamiento Hidráulico

En reposo, el líquido está nivelado

1 – Bomba

En B el nivel líquido cubre la taza. En C se hace girar la taza y la fuerza centrífuga proyecta el líquido hacia fuera. En D se ha puesto otra taza sobre la primera. Al girar rápidamente la taza activa, el líquido que sale proyectado por el borde circula en un plano radial que abarca ambas cavidades opuestas Con el dispositivo que acabamos de describir se transmite el par motor, pero no se aumenta. Aquí es, precisamente, donde el convertidor de par se diferencia del simple acoplamiento hidráulico. En efecto, con el convertidor de par se puede multipl icar el par motor transmitido.

Al girar el recipiente, el líquido sale proyectado hacia fuera

El par motor se transmite al recipiente superior por la fuerza imprimida al líquido

2 – Turbina

Fig. 3 – Funcionamiento de un acoplamiento hidráulico


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A – Del motor B – Al motor

1 – Turbina 2 – Bomba 3 – Estator

Fig. 4 – Convertidor de par El convertidor de par práctico (fig. 4) se parece mucho al acoplamiento hidráulico que acabamos de describir. Se diferencia de este último, principalmente, en que, además de tener una bomba activa y una turbina pasiva, lleva una serie de paletas que constituyen el estator . Las paletas del estator cambian el sentido en que circula el aceite, después de pasar éste por la turbina, y lo mandan de nuevo a la bomba. Esto permite a la bomba aumentar la fuerza de torsión, lo que equivale a multiplicar el par motor. Por estar cerrado el circuito se establece una corriente continua del aceite, de sentido circular en un plano paralelo al eje. Esta corriente circular se establece a la vez en todas las paletas y de esta forma se pueden llegar a transmitir grandes potencias.

CIRCULACIÓN DEL ACEITE EN EL CONVERTIDOR Veamos AHORA como se establece la circulación del aceite en el convertidor, durante los dos ciclos siguientes : 1) Al aumentar el par motor


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1 – Corriente rotatoria del aceite 2 – Miembro activo (bomba)

3 – Miembro pasivo (turbina) 4 – Corriente de vórtice

Fig. 5 – Corriente rotatoria y torbellinos que se establecen en un acoplamiento

2) Al decrecer el par motor

AUMENTO D DEL P PAR M MOTOR Recuérdese que la bomba es accionada por el motor de explosión de la máquina, mientras que la turbina recibe la fuerza hidráulica de la bomba y la transmite a las ruedas motrices. Recuérdese también que la fuerza centrífuga imprime al líquido un movimiento circular continuo (fig. 5). Esta corriente circular de aceite entre la bomba y la turbina se llama corriente de vórtice. Alrededor de la bomba y de la turbina se establece también una corriente que las acopla, llamada corriente rotatoria. Por la acción combinada de ambas corrientes se transmite el par motor, pero sin aumentarlo. Para aumentar el par motor hace falta un estator.


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Turbina

1 – Entrada

Estator (estacionario)

2 – Salida

Bomba

3 – Aceite de a turbina

Fig. 6 – Circulación del aceite entre bomba, turbina y estator En la fig. 6 puede verse cómo el aceite entra y sale de la turbina en sentido inverso a como lo hace en la bomba. A menos de que esta corriente no se invierta, causará una pérdida de potencia. Obsérvese en la fig. 6 que las canalizaciones radiales de la turbina se van estrechando hacia el centro de la misma. Al ser atravesadas por el

mismo caudal de aceite, este estrechamiento hace que aumente la velocidad del aceite a la salida de la turbina. Este aumento de velocidad se aprovecha para aumentar el par motor dirigiendo el aceite contra el estator , que actúa como deflector. El estator cambia el sentido de la corriente de aceite y lo dirige a la bomba en la misma dirección en que ésta gira.

El estator lleva deflectores curvos (como el c) que reciben el aceite que sale de la turbina. Estos deflectores invierten la corriente de aceite, dándole el mismo sentido del giro de la bomba.

Fig. 7 – El estator actúa como un deflector


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Veamos ahora como realiza el estator esta función (fig. 7). Si se dirige un chorro líquido contra una superficie plana (a), sale proyectado por ésta en numerosos ángulos. Haciendo la entrada (b) curva, el chorro de aceite se dispersa menos y dándole al deflector la forma de una U (c) se puede invertir el chorro líquido, obteniéndose un aumento de fuerza, como se ha indicado por la flecha grande.


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1 – Paleta de la bomba 2 – Paleta de la turbina

3 – Paleta del estator 4 – Sentido de rotación del motor

Fig. 8 – Las paletas del estator invierten el sentido de la corriente

Ahora que la corriente de aceite se mueve en la misma dirección, pero a mayor velocidad, retorna a la bomba con suavidad (fig. 8). Su velocidad se suma a la que desarrolla la bomba, con lo que aumenta la velocidad total de la corriente. Este efecto regenerativo es la clave de la multiplicación del par motor que se consigue con un convertidor de par. Para poder cambiar la dirección de la corriente de aceite, el estator tiene que permanecer inmóvil mientras va aumentando el par de giro. Sin embargo, en el momento en que la bomba y la turbina giran ya a la misma velocidad, el estator inmóvil ofrecería resistencia al giro del conjunto. Por este motivo el estator se monta algunas veces sobre un embrague de rueda libre para que no pueda girar más que en una sola dirección (en el momento en que deja de aumentar el par motor). (en otros convertidores de par el estator puede ir fijo a la caja del convertidor).


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REDUCCIÓN D DEL P PAR M MOTOR El par motor continúa aumentando mientras el motor de explosión está acelerándose para poner la máquina en movimiento. Ahora bien, al aumentar las revoluciones del motor de explosión, aumenta también la velocidad de la turbina, con lo que la corriente de vórtice del aceite en el convertidor se va reduciendo al propio tiempo que aumenta la corriente rotatoria. La corriente de vórtice continúa transformándose en corriente rotatoria (fig. 9) hasta que la bomba y la turbina terminan de quedar acopladas, momento en que giran a la misma velocidad y deja de aumentar el par motor.

El convertidor de par trabaja en ese momento como un acoplamiento hidráulico sencillo, transmitiendo a las ruedas motrices el mismo par motor que recibe del motor de explosión. El convertidor de par reduce o aumenta automáticamente el par motor de modo continuo para acoplar la potencia del motor de explosión a la carga. Cumple así la misma función que una caja de cambio de velocidades mecánica, pero con la diferencia de que cambia de velocidad de modo continuo y progresivo, sin necesidad de desembragar la fuerza.

Mientras está aumentando el par motor, aumenta la corriente de vórtice – la bomba gira más aprisa que la turbina

1 – Bomba

Al reducirse el par motor, aumenta la corriente rotatoria – la bomba y la turbina alcanzan la misma velocidad

2 – Turbina

3 – Estator

Fig. 9 – La corriente de vórtice se va transformando en corriente rotatoria al reducirse el par motor


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VARIANTES DE DORES D DE P PAR

LOS

CONVERTI-

En el cuadro que figura a continuación se indican varias combinaciones de elementos empleadas en los convertidores de par. ELEMENTOS DEL CONVERTIDOR

C ON

CONVER-

El convertidor de par no es más que uno de los componentes de una transmisión completa (fig. 10). En efecto, los principales componentes de aquéla, son los siguientes :

COMBINACIONES

A

B

C

D

Bomba

2

1

1

1

Estator

2

1

2

1

Turbina

1

2

1

1

El convertidor de par tiene que estar proyectado para adaptar la potencia del motor de explosión a la velocidad de marcha de la máquina. Los convertidores de par se emplean también para el accionamiento de máquinas estacionarias que pueden requerir potencias desde 30 a 450 kilovatios. Todos ellos están basados en los mismos principios de funcionamiento que se acaban de exponer.

1 – Mandos 2 – Convertidor de par

TRANSMISIONES TIDOR D DE P PAR

•

El convertidor de par

•

El cambio de grupos de velocidades

•

Los mandos finales

•

El sistema de mando hidráulico

Veamos ahora cuál es la función de cada una de estas unidades, que constituyen la transmisión completa.

3 – Cambio de grupo de velocidades 4 – Mandos finales

Fig. 10 – Transmisión completa con convertidor de par


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CONVERTIDOR D DE P PA R Hasta ahora no hemos conocido más que un convertidor de par que consta de tres elementos – una bomba, una turbina y un estator. Ahora nos vamos a ocupar de un modelo de doble turbina (fig. 11), formado por una bomba, un estator y dos turbinas (primera y segunda). La primera turbina se representa en la fig. 11 en color azul, mientras que la segunda turbina se representa en la misma figura en color rojo. Cada turbina está conectada con su correspondiente eje y engranaje de salida. En realidad se trata de dos convertidores de par combinados en uno sólo. La primera turbina (azul) está conectada con su eje de salida a través de un embrague de rueda libre. He aquí como trabajan las dos turbinas juntas : Cuando la demanda de par motor es alta, el embrague de rueda libre actúa y la primera turbina, ayudada por la segunda turbina, acciona los trenes de engranajes. A medida que se va acelerando la máquina, se reduce la demanda de par motor. La segunda turbina empieza a tomar toda la carga y el embrague de rueda libre deja de actuar, desembragando la primera turbina.

1 –Eje de entrada 2 – Primera turbina 3 – Segunda turbina 4 – Bomba del convertidor 5 – Engranaje de la segunda turbina 6 – Engranaje de la primera turbina 7 – Estator del convertidor

El resultado es que la primera turbina proporciona un par motor muy elevado (para el arranque) a baja velocidad, mientras que la segunda turbina proporciona una velocidad mayor con menos par motor (para la marcha normal).

Fig. 11 – Convertidor de par de doble turbina

Un juego de engranajes combinados transmite el par motor de la primera y de la segunda turbina (o de la segunda turbina, únicamente), al cambio de grupo de velocidades.

CAMBIO D DE G GRUPOS D DE V VELOCIDADES El hecho de que el convertidor de par reduzca y aumente automáticamente el par de torsión, permite prescindir de un cambio de muchas velocidades en la transmisión. Sin embargo, por girar el convertidor de par en un sentido nada más, se hace necesario disponer de un tren de engranajes para invertir el sentido de giro. En algunas aplicaciones también es conveniente disponer de un cambio por engranajes que permita seleccionar un grupo de velocidades altas o un grupo de velocidades bajas, tal como se muestra en la fig. 11.


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8 – Embrague de rueda libre 9 – Reducción epicicloidal 10 – Embrague de marcha hacia delante 11 – Embrague de velocidad alta 12 – Piñón de salida 13 – Eje de salida 14 – Engranaje de la reducción final

Esta necesidad de poder seleccionar dos grupos de velocidades se puede resolver con una reducción epicicloidal con mando hidráulico.

MANDOS F FINALES El mando final comprende el piñón de salida, engranaje de la reducción final y eje de salida (fig. 11). El eje de salida comprende una o dos salidas del mismo eje. Se emplean las dos salidas para accionar una máquina con tracción a las cuatro ruedas, tal como se muestra en las figs. 11 y 15. En la fig. 11 observe que por medio del piñón de salida y embrague (de alta velocidad), se puede obtener un margen más de velocidades de marcha hacia delante.


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SISTEMA D DE M MANDO H HIDRÁULICO El aceite del sistema de mando hidráulico cumple las siguientes funciones :

1) Circuito hidráulico de la bomba de aceite y del filtro (indicado en trazo azul contin uo).

El aceite en circulación lubrifica y refrigera todas las partes

2) Circuito de entrada al convertidor con válvula limitadora de presión (indicado con trazo rojo continuo ).

•

•

El aceite a presión actúa los embragues

•

El aceite centrifugado acciona las turbinas

Veamos ahora cómo trabaja el mando hidráulico de un convertidor de turbina doble como el que acabamos de describir. Cómo puede verse en la fig. 12, son cuatro los circuitos hidráulicos fundamentales del sistema, a saber :

3) Circuito de salida del convertidor, del radiador y de lubrificación (indicado con trazo azul discontinuo). 4) Circuito de la válvula de mando (indicado con trazo rojo discontinuo). Reconstruyamos ahora el sistema describiendo cada uno de sus circuitos.

completo

Fig. 12 – Sistema de mando hidráulico de una transmisión con convertidor de par 1 – Convertidor de par 2 – Válvula limitadora de presión 3 – Radiador de aceite 4 – Filtro de aceite A – Alta B – Baja C – M. Atrás DE MÉXICO, S.A. DE C.V.

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5 – Bomba de aceite 6 – Embrague de la reducción epicicloidal 7 – Depósito de aceite a – Circuito de la bomba y filtro b – Circuito de entrada al convertidor

8 – Válvula limitadora de presión de lubrificación 9 – Válvula de mando 10 – Válvula limitadora de presión principal c – Circuito de salida del convertidor d – Circuito de la válvula de mando


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Circuito de la bomba de aceite y del filtro

Circuito de la válvula de mando

La bomba de aceite lo aspira del depósito como se indica en la fig. 12. Todo el caudal de aceite de la bomba atraviesa el filtro de paso total, que separa todas las impurezas. Desde el filtro el aceite continúa por el circuito de presión principal.

El aceite a presión que sale de la válvula limitadora de la presión principal continúa por una canalización a la válvula de mando, cuyo émbolo de distribución permite mandarlo a uno de los tres embragues de la reducción epicicloidal para obtener la velocidad alta, la velocidad baja o la marcha atrás (indicado en trazo rojo discontinuo).

Válvula limitadora de la presión principal y circuito de entrada al convertidor

Actuando la válvula de mando el aceite a presión comprime los discos del embrague seleccionado.

La válvula limitadora de la presión principal mantiene constante la presión del aceite para los embragues de la reducción epicicloidal, a través de la válvula de mando. Al propio tiempo suministra aceite a presión para el convertidor de par. La presión de entrada al convertidor de par, la limita otra válvula independiente.

Circuito de salida del convertidor, del radiador y de lubrificación El convertidor está lleno de aceite durante su funcionamiento. La rotación de la bomba del convertidor transmite la fuerza a través del aceite para accionar las turbinas. Este aceite atraviesa las paletas del estator, que lo hacen retornar a la bomba. El aceite que sale del convertidor se dirige al radiador, como puede verse en la fig. 12. El radiador tiene por objeto refrigerar el aceite por medio de un intercambiador de calor, que puede ser el agua o el aire. Desde el radiador, el aceite continúa a todas las canalizaciones y bocas del circuito de lubrificación (indicado en trazo azul discontinuo). Una válvula limitadora de la presión de lubrificación, dispuesta entre el radiador y el sistema de lubrificación, descarga el aceite sobrante en el depósito común.


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Estos son los cuatro circuitos fundamentales para el mando hidráulico de nuestra transmisión con convertidor de par.

R E S U M E N : P R O P I E DA D E S D E LOS CONV ERTIDORES DE PAR

1.

Multiplican el par de torsión

2.

Permiten variar la velocidad de modo continuo

3.

Cambian de velocidad de modo progresivo y automático

4.

Amortiguan las sobrecargas bruscas que podrían romper la transmisión

5.

Amortiguan las vibraciones


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LOCALIZACIÓN D DE A AVERÍAS El aceite circula a gran velocidad por el interior del convertidor de par, por lo que cualquier materia extraña que pueda llevar causará el desgaste rápido de los bordes y picará las paletas de la turbina (fig. 13) cambiando su forma funcional. El desgaste de las paletas también contribuye a desequilibrar la turbina. Por otra parte, el aceite sucio daña los rodamientos y los retenes. Algunos convertidores de par llevan piezas de aleaciones ligeras de aluminio (fig. 14). La caja del convertidor suele ser de fundición de aluminio. Todas las piezas del convertidor de par se tienen que manipular con el máximo cuidado para no arañarlas ni dejar rebabas o muescas en bordes y superficies. Las piezas, que llevan un ajuste de precisión con una tolerancia mínima, se agarrotan aunque no estén más que muy ligeramente dañadas. Las superficies mecanizadas con precisión para que hagan un cierre

1 – Primera turbina

2 – Segunda turbina

3 – Paletas

hermético sin junta, pierden aceite cuando están arañadas. Todas estas piezas deben manipularse con cuidado y protegerse durante el despiece, la limpieza, la inspección y el remontaje. Para evitar fallos conviene atenerse a las siguientes reglas : 1.

Cerciorarse siempre de que el aceite esté limpio.

2.

Realizar los trabajos de mantenimiento a intervalos regulares.

3.

Confiar los trabajos de reparación a mecánicos especializados.

4.

Emplear los útiles y herramientas especiales recomendados para estos trabajos.

5.

Consultar siempre el correspondiente manual de servicio de la máquina.

Fig. 14 – Bomba de un convertidor de par

Fig. 13 – Turbinas del convertidor de par de doble turbina


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ANOMALÍAS Y Y S SUS C CAUSAS En este apartado nos vamos a ocupar de las cuatro anomalías principales siguientes :

(estos puntos por donde entra el aire pueden ser tan pequeños que no se llegan a descubrir por la pérdida de aceite a través de ellos).

1 . S o b r ec a l e n t a m i e n t o 2. Funcionam iento ruidoso 3. Fugas de ace ite

(4) Cuando se cambia el aceite o los filtros o cuando se desconectan las tuberías por alguna causa.

4 . R e n d i m i e n t o d e l a m áq u i n a

2 . F u n c i o n a m i e n t o Ru i d o s o

El sobrecalentamiento causa la pérdida de potencia y puede averiar juntas y retenes y deformar los metales.

Así como el sobrecalentamiento es fácil de explicar porque se sabe cual es la temperatura normal de funcionamiento de la unidad, el funcionamiento ruidoso, en cambio, no es fácil de explicar en qué consiste.

El convertidor puede sobrecalentarse por realizar un trabajo pesado. En general, cuanto más pesado es el trabajo que realiza, más cantidad de calor se produce.

Un mecánico poco experimentado no sabrá oír un determinado ruido, ni relacionarlo con una anomalía del convertidor.

Si el convertidor no tiene suficiente capacidad para el trabajo normal de la máquina, rendirá poco y se sobrecalentará. En estos casos hay que reducir la carga o trabajar a una velocidad más reducida.

En cambio, ese mismo ruido anormal bastará para que el operador o un mecánico experimentado sepan descubrir en él el primer síntoma del mal funcionamiento del convertidor.

1 . So b r e c a l e n t a m i e n t o

Siempre que el usuario de la máquina se queje de que el convertidor se sobrecalienta, hay que averiguar si se le hace trabajar correctamente a la velocidad más conveniente. El convertidor también se sobrecalienta cuando entre aire en él. Los convertidores de par tienen que estar llenos de aceite para poder trabajar correctamente. La presencia de aire en el aceite hace que baje el rendimiento, que se sobrecaliente y que se averíe el convertidor. El aire puede entrar en el sistema de alguna de las siguientes maneras : (1) Cuando la bomba de carga aspira aire por haber bajado mucho el nivel del aceite en el depósito de reserva (cuando se emplea). (2) Cuando se aspira aire por estar el nivel de aceite algo ajo nada más y trabajar la máquina sobre laderas inclinadas. (3) Cuando no hacen buen cierre las junta tóricas o las juntas de la tubería de aspiración de la bomba


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El ruido producido por el mal funcionamiento del convertidor puede ser como un silbido o un ronroneo y puede ser continuo o intermitente. Los rodamientos gastados o secos producen un siseo peculiar que degenera un golpeteo rítmico cuando terminan de averiarse. Otros focos de ruidos anormales pueden ser los siguientes : Engranajes desgastados, ejes gastados o doblados, exceso de holgura axial en los ejes, ejes mal alineados con el motor de explosión y embragues de rueda libre desgastados. Todos estos ruidos anormales pueden significar una avería inminente del convertidor. Un estetoscopio para un mecánico es una ayuda importante para buscar los ruidos en el convertidor.

3. fugas de ac eite

Las fugas de aceite del convertidor pueden ser de dos tipos : • •

FUGAS INTERNAS FUGAS EXTERNAS


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M ANUAL DE ENTRENAMIENTO – M ODS . E TROEXCAVADORAS S E RIE M R FUGAS INTERNAS

Se entienden por fugas internas las que se producen dentro del convertidor. Como ya hemos visto, el converti dor utiliza una gran cantidad de aceite, a gran velocidad. Si la caja del convertidor pierde aceite por fugas en la bomba, la turbina o el estator, se produce una pérdida de potencia o el funcionamiento irregular de la unidad. La pérdidas de aceite se pueden producir por haber dado un par de apriete incorrecto a los tornillos del convertidor. En algunos convertidores se puede retirar el cárter que cubre el convertidor para ver si éste tiene alguna fuga de aceite. Para ello se pone en marcha el motor y se embraga la transmisión hasta que aparece la fuga de aceite. Si aparecen fugas por la tapa del convertidor, se repasa el apriete de sus tornillos con una llave dianamométrica. Si no se corrige la fuga con esta medida, se tiene que quitar a tapa para inspeccionar las superficies mecanizadas de la tapa y el volante e instalar una junta nueva.

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Este tipo de fugas se pueden producir en las tuberías que van al radiador y al filtro de aceite, así como en los racores por los que se acoplan al sistema manómetros y termómetros. Todas las tuberías de aceite y racores deben inspeccionarse en busca de posibles pérdidas de aceite.

4 . r e n d i m i e n t o d e l a m áq u i n a

Por regla general, el mal funcionamiento del convertidor afecta a la respuesta de la máquina frente a las variaciones de carga y velocidad. La falta de potencia y aceleración de la máquina a baja velocidad puede ser debida a una avería en el embrague de rueda libre de la turbina. También afectan al rendimiento del convertidor y, por lo tanto, al de la máquina, los cambios de la presión hidráulica, del caudal y de la temperatura del aceite. Basta imaginarse el acoplamiento hidráulico de la fig. 7 a base de un chorro de aceite, para darse cuenta de que la respuesta dependerá de la densidad, la presión o el caudal de aceite que sale por la boquilla.

FUGAS EXTERNAS

Llamamos fugas externas a las que se producen por fuera del convertidor, cuando pueden afectar también a su funcionamiento.


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PRUEBA D DEL C CONVERTIDOR D DE P PAR La mejor manera para localizar las posibles averías de una transmisión con convertidor de par, es considerar que el convertidor y los trenes de engranajes forman parte de una sola unidad en la que se influencian mutuamente.

MEDIDA DE LA TEMPERATURA

PRESIÓN

Y

LA

Conectar el termómetro y el manómetro a los puntos de prueba del convertidor. Las mediciones deben realizarse en las condiciones que indique el correspondiente manual de servicio de la máquina. Por ejemplo, en la unidad ilustrada en la fig. 16, se efectúan las siguientes mediciones : (1) La de la presión principal del aceite a pleno gas y sin carga. (2) La presión del aceite que sale del convertidor, a pleno gas y sin carga y a pleno gas y calando la transmisión en la velocidad alta. (3) La presión del aceite de lubrificación, a pleno gas y sin carga. (4) La temperatura del aceite que sale del convertidor, durante el funcionamiento normal.

1 – Medir la temperatura del aceite que sale del convertidor 2 – Medir la presión del aceite que sale del convertidor 3 – Medir la presión principal del aceite 4 – Medir aquí la presión de lubrificación

Fig. 16 – Puntos de un convertidor de par típico previstos para medir temperaturas y presiones

En la fig. 16 se han indicado los puntos previstos en un convertidor de par típico para medir sus presiones y temperaturas de trabajo.


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PRUEBA D DEL C CALADO D DE L LA T T R A NS MI S I ÓN NOTA IMPORTANTE : Ante s de realizar esta prueba se tiene que consultar el manual de servicio de la máquina. Algunos fabricantes no aconsejan que se haga.

Esta prueba se hace para saber si el motor de explosión, el convertidor de par y la transmisión que sigue trabajan satisfactoriamente como una unidad. La prueba se realiza frenando el eje de salida con el motor a pleno gas. En el manual de servicio de la máquina se encontrará una curva de velocidades del motor en función de la carga, en la que puede verse si la unidad que se está probando continúa girando a una velocidad aceptable cuando se intenta calar el motor frenando el eje de salida.

Procedimiento 1. Una vez caliente la transmisión, se acopla al motor de explosión un cuentarrevoluciones exacto.

3. Acelerar el motor a pleno gas. 4. Una vez se han estabilizado las revoluciones del motor, se hace la lectura de éstas en el cuentarrevoluciones.

ATENCIÓN . El aceite se calienta rápidamente en esta prueba, por lo que la máquina no debe mantenerse calada más que durante algunos segundos en cada ensayo.

Resultados El resultado de la prueba se conoce comparando la velocidad leída en el cuentarrevoluciones con la velocidad que indica la curva de las revoluciones del motor en función de la carga. El clima, la altitud, la carga representada por los accesorios del motor y la potencia de entrada al convertidor afectan al resultado de esta prueba, por lo que debe aplicarse el correspondiente factor de corrección.

2. Bloquear eficazmente la máquina para que no se pueda mover y meter la velocidad deseada.


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TRANSMISIÓN, SERIE "M" TRANSMISIÓN MANUAL DE CUATRO VELOCIDADES (CARRARO) Descripción del Tren de Fuerza La transmisión y los ejes son de fabricación Carraro. Esta transmisión manual tiene 4 velocidades, con embragues de marchas adelante / atrás accionados por medios eléctricos-hidráulicos. Se recomienda usar el aceite CASE HY - TRAN ULTRA para esta transmisión. La familla de la Serie M es propulsada por el motor Case 4-390 a cuyo volante está conectado el convertidor de par. El convertidor de par transmite la potencia proveniente del motor al eje de entrada y a la bomba de la transmisión. La bomba envía el aceite al filtro y a la válvula de la Tracción en las Cuatro Ruedas (4WD), que es controlada por medios eléctricos-hidráulicos. A partir de la válvula de la 4WD, el aceite fluye a la válvula de control de la transmisión. Los solenoides de marchas adelante / atrás conducen el aceite al paquete de embrague apropiado que está montado en el eje de entrada. La válvula de control mantiene las presiones del embrague y del convertidor de par. Desde el convertidor de par, el aceite es enviado al enfriador y al sistema de lubricación.

Estando el embrague bloqueado, la fuerza del convertidor de par y del eje de entrada es transmitida a través de ese embrague y sigue a través de la transmisión. Con la palanca en la velocidad seleccionada, la fuerza se transmite desde la transmisión, a través del eje de mando trasero, al eje trasero. El eje de mando está conectado al eje trasero que aloja el bloqueo del diferencial y los frenos de discos húmedos interiores. La fuerza se transmite a través del diferencial y de los ejes hasta el planetario que, a su vez, la envía a las ruedas y al suelo Si el tractor está equipado con 4WD la fuerza se trans mite al engranaje de 4WD. Si no hay presión hidráulica en el acoplador 4WD, el engranaje queda bloqueado al eje y la fuerza se transmite al eje delantero a través del eje de mando delantero. El diferencial delantero transmite la fuerza a través de los ejes al planetario que, a su vez la envía a las ruedas y al suelo La tracción 4WD no es una opción instalada en el campo. La caja de la transmisión es diferente de la caja de la transmisión con tracción en las dos ruedas.

Perspectiva General del Tren de Fuerza Motor Convertidor de Par Transmisión Solenoides de Control del Inversor Válvula de Control del Inversor Filtro de Aceite de la Transm isión Palanca de Cambios

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

8. 9. 10. 11. 12.

Eje de Mando Trasero Eje Trasero y Mando Final Eje de Mando 4WD Eje 4WD Enfriador de Aceite de la Transmisión


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Recorrido de la Transmisión del Movimiento Neutral

Primera Atrás

Estando las palancas FNR y de cambios en la posición neutral, la fuerza es enviada al eje de entrada. Sin embargo, como los embragues están desconectados, las marchas adelante y atrás quedan estacionarias. Los tambores de embrague giran junto con el eje de entrada puesto que hacen parte del mismo.

Al desplazar la palanca de FNR hacia la posición de marcha atrás, el embrague de marcha atrás se bloquea al eje de entrada y el sincronizador de primera / segunda se desliza hacia la derecha bloqueando el engranaje de 1ª al eje secundario. La fuerza entra en la transmisión a través del eje de entrada y, desde el engranaje de marcha atrás al engranaje intermedio de mando de marcha atrás. Los engranajes intermedios de mando y mandado de marcha atrás se acoplan al estriado del eje. La fuerza se transmite a través del eje de marcha atrás y al engranaje intermedio mandado de marcha atrás. El engranaje intermedio mandado de marcha atrás se engrana con el engranaje de mando de 4ª en el eje primario. Como el engranaje de mando de 4ª está acoplado al estriado del eje primario éste está girando. Esto hace el engranaje de mando de 1ª (una parte maquinada del eje) girar el engranaje mandado de 1ª. Con el engranaje de 1ª bloqueado al eje secundario, la fuerza de la transmisión es enviada al eje de mando trasero. La máquina se desplaza hacia atrás en 1ª marcha atrás.

Primera Adelante Al llevar la palanca de FNR hacia la posición de marcha adelante se bloquea el engranaje de marcha adelante al eje de entrada y el sincronizador de primera / segunda marchas se desliza hacia la derecha y bloquea el engranaje de 1ª al eje secundario. La fuerza entra en la transmisión a través del eje de entrada y, a partir del engranaje de marcha adelante sigue hacia el engranaje de mando de 4ª. Como el engranaje de mando de 4ª está acoplado al estriado del eje primario, éste está girando. Esto hace el engranaje de mando de 1ª (una parte maquinada del eje) girar el engranaje mandado de 1ª. Con el engranaje de 1ª bloqueado al eje secundario, la fuerza de la transmisión es enviada al eje de mando trasero. La máquina se desplaza hacia adelante en 1ª marcha. Si la máquina está equipada con tracción total, el engranaje 4WD estará acoplado al estriado del eje secundario que, al girar, hace girar el engranaje mandado 4WD. Ante la ausencia de presión hidráulica en el acoplador 4WD, los resortes bloquean el engranaje al eje y la fuerza se transmite al eje de mando delantero.

Si la máquina tiene tracción total, el engranaje de 4WD estará acoplado al estriado del eje secundario que, al girar hace el engranaje de mando 4WD girar el engranaje mandado 4WD. Ante la ausencia de presión hidráulica en el acoplador 4WD, los resortes bloquean el engranaje al eje y la fuerza se transmite al eje de mando delantero.

Si la máquina no tiene tracción total, un espaciador reemplaza el engranaje de mando 4WD y la transmisión no tendrá el acoplador de 4WD tampoco el respectivo eje.


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Recorrido de la Transmisión del Movimiento

1. Convertidor de Par

10. Engranaje de Mando de 3ª

19. Engranaje Mandado de 4ª

2. Bomba Hidráulica de la Transmisión



3. Marcha Atrás

12. Fuerza Hacia el Eje Trasero


4. Embrague de Marcha Atrás

13. Sincronizador de 3ª y 4ª

22. Engranaje Mandado 4WD

5. Embrague de Marcha Adelante

14. Engranaje de Mando 4WD

23. Sincronizador 1ª - 2ª

6. Marcha Adelante

15. Acoplador 4WD


16. Fuerza Hacia el Eje Delantero


17. Engranaje Mandado Intermedio de Marcha Atrás


18. Engranaje de Mando Intermedio de Marcha Atrás


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A. Eje de Entrada B. Eje Primario C. Eje Secundario D. Eje de Marcha Atrás E. Eje de Salida 4WD


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Componentes Principales


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Funcionamiento del Convertidor de Par El convertidor de par conecta el motor a la transmisión por medio de fluido hidráulico permitiendo el accionamiento suave de las ruedas y eliminando la necesidad de un embrague mecánico. El aumento de par se indica como la relación entre los pares de entrada y de salida. Una relación de calado de 2,86:1 significa que el par de salida puede alcanzar 2,86 veces el par de entrada cuando la velocidad de salida del convertidor es cero rpm. El cambio de convertidores de distintas relaciones puede afectar drásticamente el rendimiento del vehículo. Los convertidores están adaptados a las aplicaciones específicas de la máquina. El rotor del convertidor de par está conectado al motor a través de una placa flexible. La sección del rotor del convertidor hace parte de la estructura exterior. Por tanto el rotor gira siempre con el motor. El rotor también proporciona un accionamiento directo a la bomba lubricante de la transmisión, que suministra presión hidráulica a los embragues de la transmisión, al convertidor de par y al sistema de lubricación. El rotor es la parte impulsora del convertidor y se lo puede comparar a una bomba centrífuga que toma el fluido en su centro y lo descarga en su diámetro exterior. Desde el rotor el aceite es enviado a la turbina que está acoplada al del eje estriado de


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entrada de la transmisión. Desde el rotor el aceite en alta velocidad choca contra las paletas de la turbina y acciona el eje de entrada de la transmisión. El aceite acompaña a las paletas de la turbina hasta el centro de ésta y entra en el estator montado entre el rotor y la turbina. El estator envía el aceite de vuelta al rotor a una velocidad mayor, produciendo un aumento del par. Ese proceso se repite cuando se requiere un par más alto, por ejemplo, al poner en marcha la máquina o al empujar una carga pesada con la cargadora. Cuando la máquina de desplaza libremente, la demanda de par es menor y las velocidades del rotor y de la turbina se vuelven casi iguales. Bajo esa condición la tendencia del estator es la de actuar como un freno, reduciendo la velocidad de la máquina y causando el calentamiento del aceite. Para impedir esa situación el estator se halla montado en el embrague del volante donde puede girar con el rotor. Ante un aumento de demanda de par, la velocidad de la turbina se reduce en relación con la velocidad del rotor. El embrague unidireccional impide el giro contrario del estator que nuevamente ejecuta su función de multiplicador de par. Una parte del aceite fluye a través del convertidor de par y la otra retorna al enfriador de aceite para proporcionar el control de la temperatura.


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Pág. 23


Vista en Corte del Convertidor de Par

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Caja de la transmisión Bomba Hidráulica de la Transmisión Rotor del Convertidor de Par Caja del Convertidor de Par Turbina del Convertidor de Par Estator del Convertidor de Par Cojinete Piloto


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8. 9. 10. 11. 12. 13.

Embrague Unidireccional Eje de Entrada de la Transmisión Manguito de Mando de la Bomba Abertura de Suministro de Aceite Manguito de Apoyo del Estator Placa Flexible de Mando


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Bomba Hidráulica de la Transmisión La bomba hidráulica de la transmisión es del tipo de engranajes con válvulas de alivio de la bomba y del convertidor de par incorporadas. La bomba toma el aceite directamente del cárter de la transmisión y lo envía al filtro y a la válvula de control de la transmisión.

1. 2. 3.


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El engranaje más grande de la bomba es accionado por el convertidor de par. (Para la especificación de caudal y presión de la bomba, consulte la Sección Especificación en este manual.

Conjunto de la Bomba Hidráulica Válvula de Alivio de la Bomba Hidráulica Válvula de Alivio del Convertidor de Par


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Eje de Entrada de la Transmisión El eje de entrada contiene los tambores de los embragues de marcha adelante y atrás. El eje gira sobre cojinetes de bolas y los engranajes de marcha adelante y atrás giran sobre cojinetes de agujas. El engranaje de marcha adelante tiene 29 dientes y el engranaje de marcha atrás tiene 35 dientes. Como el engranaje de marcha atrás es más grande hace la máquina desplazarse hacia atrás más rápidamente que hacia adelante en la misma marcha. Hay 6 discos de fibra estriados a los engranajes de cada embrague y 8 discos de acero estriados al tambor de cada embrague. El pistón está sellado al tambor del embrague a través de un sello metálico. El eje tiene

1. Eje de Entrada

7.

Entrada del Aceite de Marcha Adelante

2. Marcha Atrás

8.

Conducto de Aceite Lubricante

3. Discos de Fricción

9.

Ranuras del Sello

4. Pistones de Embrague

10.

Marcha Adelante

5. Placa de Reacción

11.

Resortes de Retorno del Pistón

6. Entrada de Aceite de Marcha Atrás

12.

Placa Separadora


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conductos por los cuales el aceite bloquea el embrague deseado y lubrica los embragues. El eje de entrada está sellado a la caja de la transmisión a través de un sello mecánico. El aceite del embrague entra por el conducto entre los sellos, en el eje, y el aceite lubricante entra por el conducto en la extremidad del eje. La extremidad del eje y los conductos se encaja en la mitad trasera de la caja de la transmisión. La superficie de desgaste de la caja está integrada a la caja y no es reemplazable. La extremidad de entrada del eje se halla en la mitad delantera de la caja de la transmisión.


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EJE ENTRADA

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Anillo de sello Anillo de presión Cojinete Espaciador Cojinete de la aguja Engranaje Arandela de empuje Anillo candado Placa de embrague anillo candado Placa de mando del embrague


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11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Placa de embrague Anillo candado Resorte candado de la cubierta Resorte Manguito del embrague Pistón de embrague Anillo de sello Anillo de sello Eje interno Perno partido (chaveta hendida)

21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29.

Remache Engranaje Cojinete Anillo de presión Anillo de sello Anillo de presión Cojinete Eje de mando de la bomba Anillo de sello


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EJE SECUNDARIO

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Anillo Candado Cojinete Calza Arandela de empuje Engranaje Espaciador Anillo sincronizador Anillo de acero Anillo revestido Anillo de fricción afilado


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11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.

Maza Anillo Bola (balín) Resorte candado de la placa Manguito Engranaje Perno partido (chaveta hendida) Eje secundario Engranaje Anillo de embrague

21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.

Anillo sincronizador Arandela de empuje Cojinete Sello Brida (reborde) Arandela Anillo –OPerno


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EJE PRIMARIO

1.

Cojinete de bola

2.

Eje primario

3.

Cojinete de rodillo

EJE MARCHA ATRÁS

1.


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Cojinete

2.

Eje Marcha Atrás


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Pág. 29


EJE FWD

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Perno Arandela Anillo –OBrida FWD Cubierta Sello


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7. 8. 9. 10. 11. 12.

Cojinete Anillo sello de teflón Arandela especial Anillo de presión Espaciador Resorte

13. 14. 15. 16.

Manguito Enchufe del tubo Eje Engranaje de embrague


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Pág. 30


VÁLVULA CONTROL TRANSMISIÓN

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Tuerca Sello Anillo –OConector Carrete del solenoide Embolo del solenoide Perno Cabeza Allen Cubierta moduladora Junta Placa Pistón de modulación de salida Resorte pequeño DE MÉXICO, S.A. DE C.V.

CNH

13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

Resorte mediano Resorte largo Perno del pistón Pistón de modulación de entrada anillo rápido (de presión) no desprendible Balín (bola Resorte cuerpo de válvula de control Perno enchufe principal de la tuerca hexagonal

23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31.

Arandela de cobre Enchufe principal Allen Enchufe Resorte espaciador Carrete Avance/reversa pistón del divisor de flujo eje del divisor de flujo Placa de la válvula válvula solenoide del diferencial candado 32. Anillo de presión


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Pág. 31


VÁLVULA FWD

1. 2. 3. 4.

Perno Enchufe Arandela de cobre Cuerpo de válvula de solenoide


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5. 6. 7. 8.

Válvula check Junta Conector Cuerpo de válvula de solenoide

9. Carrete del solenoide 10. Tuerca


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MECANISMO DE CAMBIO DE VELOCIDAD 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.

Cargador Cincho (banda) Palanca de cambios Perno Tornillo principal Allen cubierta del desplazador Anillo –OResorte Buje Anillo de presión Collar de cambios Placa Retén del balín (bola) Retén del enchufe Arandela Retén del resorte Perno Arandela de cobre Palanca de cambio para 3ª. y 4ª. velocidad Palanca de cambio para 1ª. y 2ª. velocidad Perno de rodillo Horquilla de cambio para 3ª. y 4ª. velocidad Horquilla de cambio para 1ª. y 2ª. velocidad


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TRANSMISIÓN 2WD

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Tubo Perno hueco Arandela de cobre Perno Cubierta Anillo –O-


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7. 8. 9. 10. 11. 12.

Pantalla del aceite Cubierta (bastidor) frontal Filtro de aceite Ajustador Cubierta (bastidor) trasera Respiradero

13. 14. 15. 16. 17. 18.

Puerto de enchufe de prueba Tapón de desagüe Cubierta trasera Perno de pasador Anillo –OTubo del respiradero


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manual-sistema-transmision-retroexcavadoras-serie-m-case - copia.pdf

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