La guía definitiva de los convertidores de par de la transmisión Ford

Los convertidores de par son probablemente el componente más incomprendido de una transmisión automática, y sin embargo son los más sencillos tanto en teoría como en función. Piensa en un convertidor de par como en una rueda de agua en un viejo aserradero: la rueda de agua es impulsada por un fluido en movimiento. Un convertidor de par funciona según el mismo principio: un acoplamiento o embrague de fluido que se desliza cuando el vehículo está parado y transfiere la potencia a medida que aumentan las revoluciones del motor y pone el fluido en movimiento. Un convertidor de par, por su propia naturaleza como un acoplamiento de fluido, también amortigua los pulsos de combustión del motor para lograr un funcionamiento más suave.

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Un poco de historia

El uso de los convertidores de par se remonta a principios del siglo XX. Los alemanes fueron de los primeros en utilizar convertidores de par en automóviles, trenes y maquinaria industrial. El primer fabricante de automóviles estadounidense en utilizar un convertidor de par fue Chrysler en el Imperial de 1939, conocido como Fluid Drive. General Motors le siguió en el Oldsmobile de 1940. Ford siguió su ejemplo en 1942 con un derivado de BorgWarner en los automóviles Lincoln y Mercury.

Estos primeros usos de los convertidores de par no funcionaban muy bien en el arranque porque en aquella época no había multiplicación del par. De hecho, los convertidores de par se llamaban entonces «acoplamientos de fluidos» porque no multiplicaban el par. General Motors fue la primera con un verdadero convertidor de par en la transmisión Buick Dynaflow de 1949. Ford siguió el ejemplo de GM en 1950 con la primera automática de Ford diseñada y fabricada por BorgWarner. El legendario Powerglide automático de 2 velocidades de GM llegó a mediados de la década de 1950 y se convirtió en el favorito de los corredores de arrastre con el paso del tiempo.

Función del convertidor de par

Gracias a los principios básicos de la hidráulica, un convertidor de par pone el fluido en movimiento para hacer nuestro trabajo. El fluido se pone en movimiento para impulsar los componentes en un proceso conocido como hidráulica. El mismo principio que detiene tu coche en el sistema de frenado o hace funcionar la dirección asistida es el que lo pone en marcha en una transmisión automática. Y si todo funciona correctamente, el trabajo se realiza con suavidad y eficacia. Un convertidor de par consta de cuatro componentes principales: – Impulsor, que está unido al cigüeñal y pone el fluido en movimiento

• Estator, que dirige el fluido bajo presión a la turbina
• Turbina, que está unida al eje de entrada de la transmisión, impulsada por el fluido en movimiento del impulsor y el estator
• Cubierta o carcasa, que está soldada al impulsor

La cubierta/carcasa y el impulsor están soldados juntos para formar la carcasa principal del convertidor de par, que impulsa la bomba frontal de la transmisión para proporcionar presión hidráulica para el funcionamiento y la lubricación. El impulsor conduce el fluido a través del estator hasta la turbina, que está unida al eje de entrada de la transmisión. A medida que aumenta la velocidad del motor, el flujo de fluido se dirige a través del estator a la turbina, que impulsa la turbina y el eje de entrada de la transmisión para ponerlo en movimiento.

Velocidad de parada

El punto en el que el impulsor comienza a impulsar la turbina se conoce como velocidad de parada. La mayoría de los convertidores de par de serie se «calan» alrededor de 1.500 a 1.900 rpm de velocidad del motor. Los convertidores de par de alto rendimiento se calan a regímenes de motor más altos porque se desea que el motor esté bien metido en su banda de potencia cuando el convertidor se cala (empieza a mover la turbina y el vehículo). Por ejemplo, un convertidor de par de 2.400 rpm no empieza a mover el vehículo hasta que el motor alcanza las 2.400 rpm. Lo mismo puede decirse de un convertidor de carreras con una velocidad de calado de 3.600 rpm. Usted quiere que el motor genere potencia cuando se enganche (se cale) con el eje de entrada de la transmisión.

Estator y embrague

La velocidad de calado está determinada principalmente por el diseño del estator. El estator es el «cerebro» de un convertidor de par porque gestiona el flujo de fluido desde el impulsor hasta la turbina. Esto es lo que hace que un convertidor de par sea un multiplicador de par. La salida de par del motor se multiplica al menos dos veces, gracias al estator. La mayoría de los convertidores de par multiplican el par en una proporción de 2,5:1 sobre el par real del motor a la velocidad de parada. Dentro del estator se encuentra el embrague unidireccional que se acopla al eje de soporte del estator de la transmisión. El embrague unidireccional permite que el estator gire en una sola dirección con el cigüeñal del motor y el impulsor/carcasa del convertidor. La conversión o multiplicación del par se produce a velocidad de calado con el estator parado antes de que la turbina comience a moverse. Cuando la turbina se pone en marcha con el vehículo en movimiento, el estator se mueve a la velocidad de la turbina.

No hay magia detrás de los convertidores de par. Abre uno como este de TCI Automotive y podrás ver que es dinámica de fluidos y propulsión básica. Los convertidores de rendimiento del mercado de accesorios son todos sobre las velocidades de parada más altas y la construcción furnacebrazed que puede tomar una paliza.

Así es como el convertidor de par interactúa con su transmisión C4 o C6. El fluido bajo presión a través del estator impulsa la turbina y el eje de entrada de la transmisión. El soporte del estator lleva el convertidor de par y es también una parte integral de la bomba frontal de la transmisión.

El impulsor es básicamente una bomba accionada por el motor que mueve el fluido hacia y a través del estator a la turbina de accionamiento. Mientras el impulsor reciba un suministro continuo de fluido, seguirá impulsando la turbina.

El impulsor genera un flujo de fluido, que viaja a través del estator para impulsar la turbina. La carcasa exterior del convertidor, accionada por el cigüeñal del motor, impulsa la bomba frontal de la transmisión. La bomba delantera funciona sólo con el motor en marcha.

El fluido fluye agresivamente a través de este estator, multiplicando el par de su motor. Cuando el estator gira más lentamente que el impulsor, se obtiene una multiplicación del par motor. Cuando el estator alcanza la velocidad del vehículo, la multiplicación del par se detiene.

Aunque los convertidores de par tienden a tener el mismo aspecto, lo que hacen puede ser muy diferente, especialmente cuando se trata de la velocidad de calado y la aceleración. Los convertidores de par de bloqueo, que no se utilizan en el C4 y el C6, tienen un embrague hidráulico incorporado que entra en contacto con la carcasa para el bloqueo directo.

En realidad se puede sentir este proceso cuando se pisa el acelerador y se siente que el vehículo acelera. Durante la aceleración fuerte, se puede sentir la multiplicación del par (estator estacionario o más lento que la velocidad de la turbina). A medida que el vehículo adquiere velocidad, el estator comienza a girar lentamente hasta alcanzar la velocidad del cigüeñal. Al pisar el acelerador, la velocidad del estator se queda atrás y entra en juego la multiplicación del par, que es cuando se siente la aceleración de las tripas.

Flujo de fluidos
Hay dos tipos básicos de flujo: rotatorio (circular) y de vórtice (circular redondo). Cuando la velocidad del impulsor y de la turbina son uniformes, se tiene un flujo rotatorio en un círculo alrededor de la circunferencia del convertidor. Si hay una diferencia en la velocidad del impulsor y la turbina, el flujo se vuelve más vórtice (tornadizo) en la naturaleza.

Como se dijo anteriormente, el estator es lo que ayuda al impulsor y la turbina a multiplicar el par. Durante la aceleración, el estator gira a una velocidad más lenta que el impulsor y la turbina, lo que dirige el flujo de fluido de forma más agresiva contra los álabes de la turbina. Cuando la velocidad del vehículo alcanza la de la turbina, el impulsor, el estator y la turbina giran a la misma velocidad. Cada vez que se pisa el acelerador, la velocidad del estator se ralentiza momentáneamente para ayudar a dirigir el fluido y multiplicar el par.

Transmission Rebuilding Company (TRC) reconstruye sus propios convertidores de par con la última tecnología y un fuerte ojo en la calidad. Con esta carcasa abierta, se pueden ver las partes internas del convertidor de par.

Este es el impulsor del convertidor de par, que propulsa el fluido bajo presión para impulsar la turbina y el eje de entrada de la transmisión.

El estator dirige el fluido bajo presión a la turbina. Piense en el estator como un gestor de fluidos, que multiplica el par a medida que dirige el fluido a la turbina.

El embrague de rodillos unidireccional del estator.

La turbina de accionamiento del convertidor de par, que está acoplada al eje de entrada de la transmisión.

Cómo elegir un convertidor de par

La mayoría de los fabricantes clasifican los convertidores de par por tamaño y velocidad de parada. Performance Automatic, por ejemplo, te facilita la elección de un convertidor de par para tu aplicación de calle o de competición porque, en su página web, explica las diferencias. A medida que el diámetro de un convertidor de par disminuye, la velocidad de parada aumenta, por lo que los convertidores de competición suelen ser más pequeños que los de calle.

Es una buena idea discutir sus necesidades y expectativas de rendimiento con un profesional de ventas/técnico antes de pedir un convertidor de par. Las empresas de suministro de piezas de transmisión suelen vender convertidores de par de serie con velocidades de paso de 1.500 a 1.900 rpm. Estos convertidores son piezas de stock que no siempre están diseñadas y construidas para fines de rendimiento.

Si está buscando rendimiento, es aconsejable tratar con empresas de transmisión de rendimiento del mercado de accesorios como Performance Automatic, B&M, y TCI Automotive, cuyos productos están todos disponibles en Summit Racing Equipment.

Los convertidores de par de alto rendimiento del mercado de accesorios están diseñados y construidos para soportar un castigo adicional, con características tales como:

• Las aletas soldadas en el horno para una integridad sólida (las aletas de stock están ranuradas en su lugar, pero no están soldadas)
• Equilibrio dinámico para el uso a altas RPM
• Rodamientos de agujas en lugar de arandelas de empuje
• Estator de alta resistencia y embrague de patín/de ida
• Velocidad de parada de 400 a 600-

Diámetro del convertidor y velocidad de parada

Los convertidores de par originales tienen un diámetro de entre 11 y 13 pulgadas y una velocidad de parada de entre 1.500 y 1.900 rpm,500 a 1.900 rpm. Este rango de RPM es donde se desea que un motor de calle comience a aplicar el par. Cuando se pone la transmisión en marcha, un convertidor de serie proporciona un suave empujón cuando el par motor se aplica al eje de entrada de la transmisión y al embrague delantero. Cuando se tiene una velocidad de parada más alta, ese empujón no se produce hasta que el motor está más cerca de la velocidad de parada.

Se desea una velocidad de parada más alta en un motor de calle cuando se espera que la aplicación de la potencia esté en el rango de 2.400 a 2.600 rpm. A los corredores de fin de semana les gusta tener un convertidor de par de alta instalación que se agarra en este rango porque ahí es donde está la potencia.

Por ejemplo, si tienes una leva caliente y un sistema de inducción agresivo junto con un ralentí áspero alrededor de 1.000 a 1.200 rpm, quieres una velocidad de pérdida más alta para un mejor ralentí de semáforo, una mayor calidad de marcha y una aplicación adecuada de la potencia a medida que aumentan las RPM. Se desea que el convertidor de par se mantenga (se cale) entre 2.400 y 2.600 rpm cuando el motor comienza a generar potencia. En otras palabras, se desea que el convertidor de par patine hasta que las RPM alcancen el rango de 2.400 a 2.600 rpm.

Uso previsto

El tipo de convertidor de par que se elija depende de cómo se pretenda conducir el vehículo. Los vehículos de calle no necesitan convertidores de par de alto rendimiento ni de alta instalación. Ni siquiera necesitan un convertidor de alto rendimiento con todas las características mencionadas anteriormente. Si vas a correr el sábado por la noche, probablemente necesites una velocidad de calado más alta para que el motor entre en su banda de potencia y consiga una aceleración fulgurante y un enganche sólido al salir de la línea de salida.

Los motores de serie normalmente alcanzan su par máximo en torno a las 2.000 o 3.000 rpm, mientras que la potencia máxima llega en torno a las 5.500 rpm. Los motores de alto rendimiento suelen alcanzar el par máximo a unas 3.500 rpm y la potencia máxima a entre 6.000 y 6.500 rpm. Una velocidad de calado de 1.500 a 1.900 rpm es perfecta para el uso en la calle con un motor suave, ya que se desea que el convertidor se fije al principio del aumento de potencia del motor en vacío.

Los motores de alto rendimiento comienzan a generar potencia a un régimen más alto, que es donde se desea que el convertidor de par se fije con una velocidad de calado más alta. Si se utiliza un convertidor de alto par con un motor de serie, el deslizamiento se produce hasta que el motor alcanza la velocidad de parada alta. Esto dificulta la conducción normal. Esto significa que su motor se revoluciona y no comienza a transferir potencia hasta que se alcanza la velocidad de parada más alta.

Los convertidores de par más antiguos tienen tapones de drenaje para su mantenimiento, necesarios cada 30.000 millas o 3 años. Nunca drene completamente el convertidor de par debido al riesgo de cavitación de la bomba. Tenga cuidado con la alineación del tapón de drenaje con el plato flexible de su Ford. Debe estar alineado con el orificio correspondiente en el plato flexible o terminará distorsionando el plato flexible.

El deslizamiento y las altas velocidades de parada afectan a los cambios ascendentes. A 5.200 rpm, el régimen del motor disminuye en 3.500 rpm con cada cambio ascendente. Si el convertidor no está completamente calado en ese punto, se pierde rendimiento, que se pierde a través del deslizamiento. Esto le cuesta un tiempo precioso en el cuarto de milla o en el semáforo.

Eficiencia del convertidor

El rendimiento del convertidor de par no sólo depende de la velocidad de calado, sino también de la firmeza con la que el convertidor se engancha cuando se cala. Esto se conoce como un convertidor apretado o flojo. Los fabricantes de convertidores de par como B&M, TCI Automotive y Performance Automatic emplean técnicas que hacen que los convertidores de par sean más eficientes y tengan menos deslizamiento. Gran parte de la tecnología general se basa en la dinámica de fluidos y en el comportamiento de éstos en determinadas condiciones. El factor más importante en la construcción de los convertidores es el diseño del estator, es decir, la forma y el ángulo de las palas/aletas, que determina la velocidad de parada y el deslizamiento. Y este hecho por sí solo ayuda a determinar sus tiempos en el cuarto de milla y la forma en que su Ford se comporta en la carretera abierta.

TCR prueba la presión de cada convertidor de par que reconstruye.

Escrito por George Reid y republicado con permiso de CarTech Inc