Ultimativní průvodce měniči točivého momentu převodovky Ford

Měniče točivého momentu jsou pravděpodobně nejvíce nepochopenou součástí automatické převodovky, přesto jsou teoreticky i funkčně nejjednodušší. Představte si měnič točivého momentu jako vodní kolo ve staré pile: vodní kolo je poháněno tekutinou v pohybu. Měnič točivého momentu funguje na stejném principu – kapalinová spojka nebo spojka, která při zastavení vozidla prokluzuje a při zvýšení otáček motoru přenáší výkon a uvádí kapalinu do pohybu. Měnič točivého momentu ze své podstaty kapalinové spojky také tlumí impulzy spalování motoru, aby bylo dosaženo hladšího chodu.

Tento technický tip je z celé knihy, JAK PŘESTAVIT & MODIFIKOVAT AUTOMATICKÉ PŘEVODOVKY FORD C4 & C6. Komplexního průvodce celým tímto tématem najdete na tomto odkazu:

VÍCE O TÉTO KNIZE SE DOZVÍTE ZDE

SDÍLEJTE TENTO ČLÁNEK: Neváhejte sdílet tento příspěvek na Facebooku / Twitteru / Google+ nebo na jakémkoli automobilovém fóru či blogu, který čtete. Můžete použít tlačítka pro sdílení na sociálních sítích vlevo nebo zkopírovat a vložit odkaz na webové stránky: https://www.diyford.com/ultimate-ford-transmission-torque-converters-guide/

Kousek historie

Používání měničů točivého momentu se datuje do počátku 20. století. Mezi prvními začali měniče točivého momentu používat Němci v automobilech, vlacích a průmyslových strojích. První americkou automobilkou, která použila měnič točivého momentu, byla společnost Chrysler v modelu Imperial z roku 1939, známém jako Fluid Drive. Na tento čin navázala společnost General Motors v modelu Oldsmobile z roku 1940. V roce 1942 pak následoval Ford s derivátem BorgWarner v automobilech Lincoln a Mercury.

Tyto první případy použití měničů točivého momentu nefungovaly příliš dobře při rozjezdu, protože v té době neexistovalo násobení točivého momentu. Ve skutečnosti se tehdy měničům točivého momentu říkalo „fluidní spojky“, protože neznásobovaly točivý moment. General Motors byl první se skutečným měničem točivého momentu v převodovce Buick Dynaflow z roku 1949. Ford následoval GM v roce 1950 s první automatickou převodovkou Ford navrženou a vyrobenou společností BorgWarner. Legendární dvoustupňová automatická převodovka Powerglide od GM přišla v polovině 50. let a postupem času se stala oblíbenou u závodníků dragsterů.

Funkce měniče točivého momentu

Díky základním principům hydrauliky uvádí měnič točivého momentu do pohybu kapalinu, která vykonává naši práci. Kapalina je uváděna do pohybu za účelem pohonu součástí v procesu známém jako hydraulika. Stejný princip, který zastavuje váš vůz v brzdovém systému nebo ovládá posilovač řízení, jej uvádí do pohybu v automatické převodovce. A pokud vše funguje správně, práce probíhá hladce a efektivně. Měnič točivého momentu se skládá ze čtyř hlavních součástí: – Oběžné kolo, které je spojeno s klikovým hřídelem a uvádí kapalinu do pohybu

• Stator, který vede kapalinu pod tlakem do turbíny
• Turbína, která je spojena se vstupním hřídelem převodovky, poháněná kapalinou v pohybu od oběžného kola a statoru
• Kryt nebo plášť, který je přivařen k oběžnému kolu

Kryt/plášť a oběžné kolo jsou svařeny dohromady a tvoří hlavní plášť měniče točivého momentu, který pohání přední čerpadlo převodovky a zajišťuje hydraulický tlak pro provoz a mazání. Oběžné kolo pohání kapalinu přes stator do turbíny, která je spojena se vstupním hřídelem převodovky. Se zvyšujícími se otáčkami motoru je průtok kapaliny veden přes stator do turbíny, která pohání turbínu a vstupní hřídel převodovky, abyste se mohli rozjet.

Přestávková rychlost

Moment, kdy oběžné kolo začíná pohánět turbínu, se nazývá přestávková rychlost. Většina sériových měničů točivého momentu se „zastaví“ přibližně při 1500 až 1900 otáčkách motoru za minutu. Vysoce výkonné měniče točivého momentu se zastavují při vyšších otáčkách motoru, protože chcete, aby byl motor v okamžiku, kdy se měnič zastaví (začne pohánět turbínu a vozidlo), hluboko ve svém výkonovém pásmu. Například měnič točivého momentu s otáčkami 2 400 ot/min nezačne pohybovat vozidlem, dokud otáčky motoru nedosáhnou 2 400 ot/min. Totéž lze říci o závodním měniči s pádovými otáčkami 3 600 ot/min. Chcete, aby motor vyvíjel výkon, když se spojí (zastaví) se vstupním hřídelem převodovky.

Stator a spojka

Zastavovací otáčky jsou určeny především konstrukcí statoru. Stator je „mozkem“ měniče točivého momentu, protože řídí tok kapaliny od oběžného kola k turbíně. To je to, co dělá z měniče točivého momentu násobič točivého momentu. Výkon motoru se díky statoru násobí minimálně dvakrát. Většina měničů točivého momentu násobí točivý moment v poměru 2,5:1 oproti skutečnému točivému momentu motoru při pádových otáčkách. Uvnitř statoru se nachází jednosměrná spojka naklíněná na nosný hřídel statoru převodovky. Jednosměrná spojka umožňuje, aby se stator otáčel pouze jedním směrem s klikovým hřídelem motoru a oběžným kolem/plášťem měniče. K převodu nebo násobení točivého momentu dochází při pádových otáčkách, kdy stator stojí, a teprve potom se začne turbína pohybovat. Když se turbína rozjede s vozidlem v pohybu, stator se pohybuje stejnou rychlostí jako turbína.

Za měniči točivého momentu se neskrývá žádná magie. Otevřete jeden takový, jako je tento od společnosti TCI Automotive, a uvidíte, že jde o základy dynamiky tekutin a pohonu. Výkonné měniče na trhu s náhradními díly se vyznačují vyššími pádovými rychlostmi a vypalovanou konstrukcí, která vydrží nápor.

Takto měnič točivého momentu spolupracuje s vaší převodovkou C4 nebo C6. Kapalina pod tlakem přes stator pohání turbínu a vstupní hřídel převodovky. Podpěra statoru nese měnič točivého momentu a je také nedílnou součástí předního čerpadla převodovky.

Oběžné kolo je v podstatě motorem poháněné čerpadlo, které pohybuje kapalinou do statoru a přes něj k hnací turbíně. Dokud oběžné kolo dostává nepřetržitý přísun kapaliny, pokračuje v pohonu turbíny.

Oběžné kolo vytváří proud kapaliny, který prochází statorem a pohání turbínu. Vnější plášť měniče, poháněný klikovým hřídelem motoru, pohání přední čerpadlo převodovky. Přední čerpadlo pracuje pouze s běžícím motorem.

Tímto statorem agresivně proudí kapalina, která znásobuje točivý moment motoru. Pokud se stator otáčí pomaleji než oběžné kolo, dochází k násobení točivého momentu. Jakmile stator dožene otáčky vozidla, násobení točivého momentu se zastaví.

Ačkoli měniče točivého momentu obvykle vypadají stejně, to, co dělají, se může velmi lišit, zejména pokud jde o pádovou rychlost a zrychlení. Blokovací měniče točivého momentu, které se u vozů C4 a C6 nepoužívají, mají zabudovanou hydraulickou spojku, která se dotýká pláště pro přímé zablokování.

Tento proces můžete skutečně cítit, když sešlápnete plyn a cítíte, jak vozidlo zrychluje. Při prudké akceleraci můžete cítit znásobení točivého momentu (stator stojí nebo má pomalejší otáčky než turbína). Jakmile se vozidlo rozjede, začne se stator pomalu otáčet na otáčky klikového hřídele. Přidejte plyn a otáčky statoru zaostávají a do hry vstupuje násobení točivého momentu, což je okamžik, kdy cítíte zrychlení střev.

Proudění tekutin
Existují dva základní typy proudění: rotační (kruhové) a vírové (kruhové). Když jsou otáčky oběžného kola a turbíny stejnoměrné, máte rotační proudění v kruhu po obvodu měniče. Pokud je rozdíl v otáčkách oběžného kola a turbíny, má proudění spíše vírový (tornádní) charakter.

Jak již bylo řečeno, stator je to, co pomáhá oběžnému kolu a turbíně násobit točivý moment. Při zrychlování se stator otáčí pomaleji než oběžné kolo a turbína, což usměrňuje proudění tekutiny agresivněji proti lopatkám turbíny. Jakmile rychlost vozidla dožene rychlost turbíny, oběžné kolo, stator a turbína se otáčejí stejnou rychlostí. Kdykoli šlápnete na plyn, otáčky statoru se na okamžik zpomalí, aby pomohly usměrnit proud kapaliny a znásobit točivý moment.

Transmission Rebuilding Company (TRC) přestavuje své vlastní měniče točivého momentu pomocí nejnovějších technologií a s důrazem na kvalitu. Po rozříznutí tohoto pláště si můžete prohlédnout vnitřní části měniče točivého momentu.

Toto je oběžné kolo měniče točivého momentu, které pohání kapalinu pod tlakem, aby poháněla turbínu a vstupní hřídel převodovky.

Stator směruje kapalinu pod tlakem do turbíny. Představte si stator jako správce kapaliny, který násobí točivý moment, protože směruje kapalinu do turbíny.

Jednosměrná válečková spojka statoru.

Hnací turbína měniče točivého momentu, která je drážkovaná se vstupním hřídelem převodovky.

Výběr měniče točivého momentu

Většina výrobců rozděluje měniče točivého momentu podle velikosti a pádové rychlosti. Například společnost Performance Automatic vám usnadní výběr měniče točivého momentu pro pouliční nebo závodní použití, protože na svých webových stránkách vysvětluje rozdíly. Se zmenšujícím se průměrem měniče točivého momentu se zvyšuje pádová rychlost, proto jsou závodní měniče obecně menší než pouliční.

Před objednáním měniče točivého momentu je dobré prodiskutovat své výkonnostní potřeby a očekávání s prodejcem/technikem. Dodavatelé dílů převodovek obvykle prodávají sériové měniče točivého momentu s pádovými otáčkami 1 500 až 1 900 ot/min. Tyto měniče jsou hotové kusy z mrtvého skladu, které nejsou vždy navrženy a zkonstruovány pro výkonnostní účely.

Pokud požadujete výkon, je rozumné jednat s firmami vyrábějícími převodovky pro výkonnostní trh, jako jsou Performance Automatic, B&M a TCI Automotive, jejichž produkty jsou k dispozici u společnosti Summit Racing Equipment.

Výkonné měniče točivého momentu z poprodejního trhu jsou navrženy a zkonstruovány tak, aby snesly další zátěž, a to díky vlastnostem, jako jsou např:

• Pájená žebra pro pevnou integritu (sériová žebra jsou drážkovaná,
• Dynamické vyvážení pro použití při vysokých otáčkách
• Jednová ložiska místo axiálních podložek
• Těžký stator a ozubená/jednosměrná spojka
• 400 až 600 ot.otáček za minutu oproti sériovým pádovým otáčkám

Průměr měniče a pádové otáčky

Sériové měniče točivého momentu se dodávají ve velikostech kolem 11 až 13 palců v průměru s pádovými otáčkami kolem 1,500 až 1 900 otáček za minutu. V tomto rozsahu otáček by měl pouliční motor začít vyvíjet točivý moment. Když zařadíte převodovku, sériový měnič se postará o jemné pošťouchnutí, protože točivý moment motoru působí na vstupní hřídel převodovky a přední spojku. Pokud máte vyšší pádové otáčky, k tomuto pošťouchnutí dojde až ve chvíli, kdy se motor přiblíží k pádovým otáčkám.

Vyšší pádové otáčky u silničního motoru potřebujete tehdy, když se očekává, že se výkon bude uplatňovat v rozmezí 2 400 až 2 600 otáček za minutu. Víkendoví závodníci mají rádi měnič točivého momentu s vysokou svorností, který zabírá v tomto rozsahu, protože tam je výkon.

Příklad pokud máte horkou vačku a agresivní systém sání spolu s hrubým volnoběhem kolem 1 000 až 1 200 ot/min, chcete vyšší pádové otáčky pro lepší volnoběh na semaforech, vyšší kvalitu v záběru a správné uplatnění výkonu s rostoucími otáčkami. Chcete, aby měnič točivého momentu zabíral při 2 400 až 2 600 otáčkách za minutu, jakmile motor začne vyvíjet výkon. Jinými slovy, chcete, aby měnič točivého momentu prokluzoval, dokud otáčky nedosáhnou rozsahu 2 400 až 2 600 min-1.

Předpokládané použití

Výběr typu měniče točivého momentu závisí na tom, jak hodláte s vozidlem jezdit. Pouliční cestovní vozy nepotřebují vysoce výkonné měniče točivého momentu s vysokým počtem stupňů. Nepotřebují ani vysoce výkonný měnič se všemi výše uvedenými vlastnostmi. Pokud se chystáte v sobotu večer na závody, pravděpodobně budete potřebovat vyšší pádové otáčky, abyste dostali motor do jeho výkonového pásma pro bleskový holeshot a solidní záběr z trati.

Stockové motory obvykle dosahují nejvyššího točivého momentu kolem 2 000 až 3 000 otáček za minutu, přičemž nejvyšší výkon se pohybuje kolem 5 500 otáček za minutu. Výkonné motory obvykle dosahují nejvyššího točivého momentu kolem 3 500 otáček za minutu a nejvyšší výkon se pohybuje kolem 6 000 až 6 500 otáček za minutu. Klopná rychlost 1 500 až 1 900 otáček za minutu je ideální pro pouliční použití s mírným motorem, protože chcete, aby měnič zabíral na začátku offidle nárůstu výkonu motoru.

Vysoce výkonné motory začínají dosahovat výkonu při vyšších otáčkách, kdy chcete, aby měnič točivého momentu zabíral při vyšší klopné rychlosti. Pokud se sériovým motorem provozujete měnič s vysokým počtem brzdných otáček, dochází k prokluzu, dokud motor nedosáhne vysokých brzdných otáček. To ztěžuje normální jízdu. To znamená, že váš motor se otáčí a nezačne přenášet výkon, dokud není dosaženo vyšších pádových otáček.

Starší měniče točivého momentu mají vypouštěcí zátky pro servis, který je nutný každých 30 000 mil nebo 3 roky. Nikdy zcela nevypouštějte měnič točivého momentu kvůli riziku kavitace čerpadla. Dávejte pozor na souosost vypouštěcí zátky s flexošroubem vašeho vozu Ford. Musí lícovat s odpovídajícím otvorem ve flexošroubu, jinak skončíte deformací flexošroubu.

Prokluzování a vysoké brzdné otáčky ovlivňují řazení nahoru. Při 5 200 ot/min klesnou otáčky motoru při každém přeřazení nahoru o 3 500 ot/min. Pokud v tomto okamžiku není měnič plně zastaven, ztrácíte výkon, který se ztrácí prokluzem. To vás stojí drahocenný čas na čtvrtmíli nebo na semaforech.

Účinnost měniče

Účinnost měniče točivého momentu není jen o rychlosti zastavení, ale také o tom, jak pevně se měnič připojí, když se zastaví. Tomu se říká těsný nebo volný měnič. Výrobci měničů momentu, jako jsou B&M, TCI Automotive a Performance Automatic, používají techniky, díky nimž jsou měniče momentu účinnější a mají menší prokluz. Velká část obecné technologie má kořeny v dynamice kapalin a v tom, jak se kapalina chová za daných podmínek. Největším faktorem při konstrukci měniče je konstrukce statoru, tedy tvar a úhel lopatek/lamel, který určuje pádovou rychlost a prokluz. A už jen tento fakt pomáhá určovat časy na čtvrt míle a chování vašeho Fordu na otevřené silnici.

TCR tlakově testuje každý měnič točivého momentu, který přestavuje.

Napsal George Reid a přetištěno se svolením společnosti CarTech Inc

.