Den ultimative guide til momentomformere i Ford-transmissioner

Momentomformere er nok den mest misforståede komponent i en automatgearkasse, men de er den enkleste i både teori og funktion. Tænk på en momentomformer som et vandhjul i et gammelt savværk: vandhjulet drives af væske i bevægelse. En momentomformer fungerer efter samme princip – en væskekobling eller kobling, der glider, når køretøjet er standset, og overfører kraft, når motorens omdrejningstal stiger, og får væsken til at bevæge sig. En momentomformer dæmper i kraft af sin natur som en væskekobling også motorens forbrændingsimpulser for at opnå en mere jævn drift.

Dette tekniske tip er fra den komplette bog, HOW TO REBUILD & MODIFY FORD C4 & C6 AUTOMATIC TRANSMISSIONS (hvordan man genopbygger & C6 AUTOMATISKE TRANSMISSIONER). For en omfattende vejledning om hele dette emne kan du besøge dette link:

LÆS MERE OM DENNE BOG HER

Del denne artikel: Du er velkommen til at dele dette indlæg på Facebook / Twitter / Google+ eller andre bilfora eller blogs, du læser. Du kan bruge de sociale delingsknapper til venstre, eller kopiere og indsætte linket til hjemmesiden: https://www.diyford.com/ultimate-ford-transmission-torque-converters-guide/

En bid af historien

Brug af momentomformere stammer fra begyndelsen af 1900-tallet. Tyskerne var blandt de første til at anvende drejningsmomentomformere i biler, tog og industrimaskiner. Den første amerikanske bilproducent, der brugte en momentomformer, var Chrysler i Imperial fra 1939, kendt som Fluid Drive. General Motors fulgte denne handling i Oldsmobile fra 1940. Ford fulgte derefter efter i 1942 med et BorgWarner-derivat i Lincoln- og Mercury-biler.

Disse tidlige anvendelser af momentomformere fungerede ikke særlig godt ved start, fordi der dengang ikke var nogen multiplikation af drejningsmomentet. Faktisk blev drejningsmomentomformere dengang kaldt “væskekoblinger”, fordi de ikke multiplicerede drejningsmomentet. General Motors var først med en ægte drejningsmomentomformer i Buick Dynaflow-transmissionen fra 1949. Ford fulgte GM’s eksempel i 1950 med den første Ford-automat, der blev designet og fremstillet af BorgWarner. GM’s legendariske Powerglide 2-trins automatgear kom i midten af 1950’erne og blev efterhånden en favorit blandt dragracere.

Momentomformerens funktion

Dank være de grundlæggende principper for hydraulik sætter en momentomformer væske i bevægelse for at udføre vores arbejde. Væske sættes i bevægelse for at drive komponenter i en proces, der er kendt som hydraulik. Det samme princip, som stopper din bil i bremsesystemet eller betjener din servostyring, er det, der sætter gang i den i en automatgearkasse. Og hvis alt fungerer korrekt, foregår arbejdet gnidningsløst og effektivt. En momentomformer består af fire hovedkomponenter: – Impeller, som er bundet til krumtapakslen og sætter væske i bevægelse

• Stator, som leder væske under tryk til turbinen
• Turbinen, som er bundet til transmissionens indgangsaksel og drives af væske i bevægelse fra impeller og stator
• Dæksel eller skal, som er svejset til pumpehjulet

Dækslet/skallen og pumpehjulet er svejset sammen for at danne hovedmomentomformerskallen, som driver transmissionens forreste pumpe for at tilvejebringe hydraulisk tryk til drift og smøring. Hjulet driver væske gennem statoren til turbinen, som er bundet til transmissionens indgangsaksel. Når motorhastigheden stiger, ledes væskestrømmen gennem statoren til turbinen, som driver turbinen og transmissionens indgangsaksel for at få dig i bevægelse.

Stall Speed

Det punkt, hvor pumpehjulet begynder at drive turbinen, kaldes stall-hastighed. De fleste standardmomentomformere “går i stå” ved ca. 1 500 til 1 900 omdrejninger pr. minut ved motorens omdrejningstal. Højtydende drejningsmomentomformere går i stå ved højere motorhastigheder, fordi man ønsker, at motoren skal være langt inde i sit effektområde, når omformeren går i stå (begynder at bevæge turbinen og køretøjet). F.eks. begynder en momentomformer med 2.400 omdrejninger pr. minut ikke at bevæge køretøjet, før motorhastigheden når 2.400 omdrejninger pr. minut. Det samme kan siges om en raceromformer med en stallhastighed på 3 600 omdrejninger pr. minut. Du ønsker, at motoren skal yde effekt, når den kobler sig på (staller) med transmissionens indgangsaksel.

Stator og kobling

Stallhastigheden bestemmes hovedsagelig af statorens udformning. Statoren er “hjernen” i en drejningsmomentomformer, fordi den styrer væskestrømmen fra pumpehjulet til turbinen. Det er det, der gør en momentomformer til en drejningsmomentmultiplikator. Motorens drejningsmomentudgang multipliceres mindst dobbelt takket være statoren. De fleste momentomformere multiplicerer drejningsmomentet i et forhold på 2,5:1 i forhold til det faktiske motordrejningsmoment ved stallhastighed. I statoren sidder envejskoblingen, der er splejset fast på transmissionens statorstøtteaksel. Envejskoblingen gør det muligt for statoren kun at rotere i én retning sammen med motorens krumtapaksel og konverterens pumpehjul/skål. Drejningsmomentkonvertering eller -multiplikation sker ved stallhastighed, hvor statoren står stille, før turbinen begynder at bevæge sig. Når turbinen kommer i gang med køretøjet i bevægelse, bevæger statoren sig med samme hastighed som turbinen.

Der er ingen magi bag drejningsmomentomformere. Åbn en som denne fra TCI Automotive, og du kan se, at det er grundlæggende væskedynamik og fremdrift. Eftermarkedskonvertere til ydeevne handler om højere stallhastigheder og en ovnblank konstruktion, der kan tåle tæsk.

Dette er sådan, momentomformeren interagerer med din C4- eller C6-gearkasse. Væske under tryk gennem statoren driver turbinen og transmissionens indgangsaksel. Statorstøtten bærer momentomformeren og er også en integreret del af transmissionens forreste pumpe.

Hjulet er grundlæggende en motordreven pumpe, der flytter væske til og gennem statoren til drivturbinen. Så længe løbehjulet modtager en kontinuerlig tilførsel af væske, fortsætter det med at drive turbinen.

Løbehjulet genererer en væskestrøm, som bevæger sig gennem statoren for at drive turbinen. Konverterens ydre skal, der drives af motorens krumtapaksel, driver transmissionens forreste pumpe. Frontpumpen fungerer kun, når motoren kører.

Væske strømmer aggressivt gennem denne stator og mangedobler din motors drejningsmoment. Når statoren drejer langsommere end pumpehjulet, får du en multiplikation af drejningsmomentet. Når statoren indhenter køretøjets hastighed, stopper momentmultiplikationen.

Selv om momentomformere har en tendens til at se ens ud, kan det, de gør, være meget forskelligt, især når det gælder stallhastighed og acceleration. Låsende momentomformere, som ikke anvendes på C4 og C6, har en indbygget hydraulisk kobling, der kommer i kontakt med skallen for direkte låsning.

Du kan faktisk mærke denne proces ske, når du træder på speederen og mærker, hvordan køretøjet accelererer. Under hård acceleration kan du mærke drejningsmomentmultiplikation (stator stationær eller langsommere end turbinehastighed). Efterhånden som køretøjet kommer op i fart, begynder statoren langsomt at rotere til krumtapakselshastighed. Hvis du trækker på speederen, falder statorhastigheden, og momentmultiplikation kommer i spil, hvilket er det tidspunkt, hvor du mærker tarmacceleration.

Fluidstrømning
Der er to grundlæggende typer strømning: roterende (cirkulær) og hvirvelstrøm (cirkulær runding). Når løbehjulets og turbinens hastighed eruniform, har man roterende strømning i en cirkel rundt om konverterens omkreds. Hvis der er forskel på løbehjulets og turbinens hastighed, bliver strømningen mere hvirvelagtig (tornadisk) af natur.

Som tidligere nævnt er det statoren, der hjælper løbehjulet og turbinen med at mangedoble drejningsmomentet. Under acceleration drejer statoren med en lavere hastighed end løbehjulet og turbinen, hvilket leder væskestrømmen mere aggressivt mod turbineskærene. Når køretøjets hastighed indhenter turbinens hastighed, hvirvler impeller, stator og turbine alle rundt med samme hastighed. Hver gang du træder på speederen, sænkes statorhastigheden momentant for at hjælpe med at lede væsken og mangedoble drejningsmomentet.

Transmission Rebuilding Company (TRC) genopbygger sine egne momentomformere med den nyeste teknologi og et stærkt øje på kvaliteten. Når denne skal er skåret op, kan du se momentomformerens indre dele.

Dette er momentomformerens pumpehjul, som driver væske under tryk for at drive turbinen og transmissionens indgangsaksel.

Statoren leder væske under tryk til turbinen. Tænk på statoren som en væskemanager, der multiplicerer drejningsmomentet, når den leder væske ind i turbinen.

Statorens envejsrullekobling.

Drejemomentomformerens drivturbine, som er splejset til transmissionens indgangsaksel.

Valg af momentomformer

De fleste producenter kategoriserer momentomformere efter størrelse og stallhastighed. Performance Automatic gør det f.eks. nemt for dig at vælge en momentomformer til din gade- eller raceanvendelse, fordi de på deres websted forklarer forskellene. Efterhånden som diameteren på en momentomformer falder, bliver stallhastigheden højere, hvilket er grunden til, at racerkonvertere generelt er mindre end gadekonvertere.

Det er en god idé at drøfte dine præstationsbehov og forventninger med en sælger/tekniker, inden du bestiller en momentomformer. Leverandører af gearkassedele sælger generelt standardmomentomformere med en stallhastighed på 1.500-1.900 omdrejninger pr. minut. Disse omformere er standardiserede dele, der ikke altid er designet og konstrueret til ydeevne.

Hvis du søger ydeevne, er det klogt at handle med eftermarkedstransmissionsfirmaer med ydeevne som Performance Automatic, B&M og TCI Automotive, hvis produkter alle er tilgængelige hos Summit Racing Equipment.

Aftermarket højtydende momentomformere er designet og konstrueret til at tage yderligere straf, med funktioner som f.eks:

• Furnace-lodede lameller for solid integritet (standardlameller er slidset på plads, men ikke loddet)
• Dynamisk afbalancering til brug ved høje omdrejninger
• Nålelejer i stedet for trykskiver
• Svært belastet stator og sprag/oneway-kobling
• 400- til 600-omdrejninger pr. minut over lagerets stallhastighed

Konverterdiameter og stallhastighed

Stock drejningsmomentomformere kommer i størrelser omkring 11 til 13 tommer i diameter med stallhastigheder omkring 1,500 til 1.900 omdrejninger pr. minut. Dette omdrejningsområde er det område, hvor du ønsker, at en gademotor skal begynde at anvende drejningsmoment. Når du sætter gearkassen i gear, giver en standardomformer et let skub, når motorens drejningsmoment påføres gearkassens indgangsaksel og fremadgående kobling. Når du har en højere stallhastighed, sker dette skub først, når motoren er tættere på stallhastigheden.

Du ønsker en højere stallhastighed på en gademotor, når kraftanvendelsen forventes at ligge i området mellem 2.400 og 2.600 omdrejninger pr. minut. Weekendracere kan godt lide at have en højstallig momentomformer, der tager fat i dette område, fordi det er der, kraften er.

For eksempel, hvis du har en varm cam og et aggressivt indsugningssystem sammen med en grov tomgang omkring 1.000 til 1.200 omdrejninger pr. minut, vil du have en højere stallhastighed for at opnå bedre tomgang ved trafiklys, højere kvalitet i gear og korrekt anvendelse af kraften, når omdrejningstallet stiger. Drejningsmomentomformeren skal tage fat (stall) ved 2.400 til 2.600 omdrejninger pr. minut, når motoren begynder at yde kraft. Du ønsker med andre ord, at momentomformeren skal skride, indtil omdrejningstallet når 2.400-2.600 omdrejninger pr. minut.

Intended Use

Den type momentomformer, du vælger, afhænger af, hvordan du har til hensigt at køre køretøjet. Street cruisere har ikke brug for højtydende, højstallede momentomformere med høj ydelse. De har ikke engang brug for en højtydende konverter med alle de ovenfor nævnte funktioner. Hvis du skal køre racerløb lørdag aften, har du sandsynligvis brug for en højere stallhastighed for at få din motor ind i sit effektområde for at få et lynhurtigt holeshot og en solid hook-up fra linjen.

Stock-motorer har normalt deres maksimale drejningsmoment omkring 2.000 til 3.000 omdrejninger pr. minut, med maksimale hestekræfter omkring 5.500 omdrejninger pr. minut. Højtydende motorer har normalt et maksimalt drejningsmoment omkring 3 500 omdrejninger pr. minut, med maksimale hestekræfter omkring 6 000 til 6 500 omdrejninger pr. minut. En stallhastighed på 1.500 til 1.900 omdrejninger pr. minut er perfekt til brug på gaden med en mild motor, fordi man ønsker, at konverteren skal tage fat i begyndelsen af motorens effektforøgelse i tomgang.

Højtydende motorer begynder at skabe effekt ved et højere omdrejningstal, og det er her, man ønsker, at en momentomformer skal tage fat med en højere stallhastighed. Hvis du kører en højstallingsomformer med en standardmotor, opstår der slipning, indtil din motor når den høje stallhastighed. Dette gør normal kørsel vanskelig. Det betyder, at din motor drejer op og ikke begynder at overføre kraft, før den højere stallhastighed er nået.

Ældre drejningsmomentomformere har drænpropper til servicering, der er nødvendig hver 30.000 miles eller hvert 3. år. Man må aldrig tømme drejningsmomentomformeren helt på grund af risikoen for kavitation af pumpen. Pas på, at drænproppen flugter med din Fords flexplade. Den skal være på linje med et tilsvarende hul i flexpladen, ellers ender du med at forvride flexpladen.

Slipning og høje stallhastigheder påvirker opskiftene. Ved 5.200 omdrejninger pr. minut falder motorhastigheden med 3.500 omdrejninger pr. minut ved hvert opskifte. Hvis omformeren ikke er helt blokeret på det tidspunkt, mister du ydelse, som går tabt via slipning. Det koster dig kostbar tid på kvartmilen eller ved trafiklyset.

Konvertereffektivitet

Momentomformerens ydeevne handler ikke kun om stallhastighed; det handler også om, hvor fast en omformer hægter sig på, når den går i stå. Dette er kendt som en stram eller løs konverter. Producenter af momentomformere som B&M, TCI Automotive og Performance Automatic anvender teknikker, der gør momentomformere mere effektive med mindre slipning. En stor del af den generelle teknologi er baseret på væskedynamik og på, hvordan væske opfører sig under givne forhold. Den største faktor i konverterkonstruktionen er statorens udformning, dvs. form og vinkel af blade/finer, som bestemmer stallhastighed og slipning. Og denne kendsgerning alene er med til at bestemme dine quarter-mile-tider og den måde, som din Ford opfører sig på den åbne vej.

TCR trykprøver hver eneste momentomformer, som den ombygger.

Skrevet af George Reid og genudgivet med tilladelse fra CarTech Inc