The Ultimate Ford Transmission Torque Converters Guide

Momentinmuuntimet ovat luultavasti automaattivaihteiston väärinymmärretyin komponentti, mutta ne ovat yksinkertaisimpia sekä teoriassa että toiminnassa. Ajattele momentinmuunninta kuin vanhan sahan vesipyörää: vesipyörää pyörittää liikkeessä oleva neste. Momentinmuunnin toimii samalla periaatteella – nestekytkin tai kytkin, joka liukuu, kun ajoneuvo on pysähdyksissä, ja siirtää voimaa, kun moottorin kierrosluku nousee ja saa nesteen liikkeelle. Momentinmuunnin, joka on luonteeltaan nestekytkin, vaimentaa myös moottorin palamispulsseja tasaisemman toiminnan aikaansaamiseksi.

Tämä tekninen vinkki on koko kirjasta, HOW TO REBUILD & MODIFY FORD C4 & C6 AUTOMATIC TRANSMISSIONS. Kattavan oppaan koko aiheesta saat tästä linkistä:

LEARN MORE ABOUT THIS BOOK HERE

SHARE THIS ARTICLE: Voit vapaasti jakaa tämän viestin Facebookissa / Twitterissä / Google+:ssa tai missä tahansa autoalan foorumeilla tai blogeissa, joita luet. Voit käyttää vasemmalla olevia sosiaalisen jakamisen painikkeita tai kopioida ja liittää sivuston linkin: https://www.diyford.com/ultimate-ford-transmission-torque-converters-guide/

Hieman historiaa

Momentinmuuntimien käyttö juontaa juurensa 1900-luvun alkuun. Saksalaiset käyttivät momentinmuuntimia ensimmäisten joukossa autoissa, junissa ja teollisuuskoneissa. Ensimmäinen yhdysvaltalainen autonvalmistaja, joka käytti momentinmuunninta, oli Chrysler vuoden 1939 Imperialissa, joka tunnettiin nimellä Fluid Drive. General Motors seurasi tätä tekoa vuoden 1940 Oldsmobilessa. Ford seurasi sitten perässä vuonna 1942 BorgWarnerin johdannaisella Lincoln- ja Mercury-autoissa.

Nämä momentinmuuntimien varhaiset käyttökohteet eivät toimineet kovin hyvin liikkeellelähtötilanteessa, koska vääntömomentin kerrannaisuutta ei tuolloin ollut. Itse asiassa momentinmuuntimia kutsuttiin tuolloin ”nestekytkimiksi”, koska ne eivät kertoneet vääntömomenttia. General Motors otti ensimmäisenä käyttöön todellisen momentinmuuntimen vuoden 1949 Buick Dynaflow -vaihteistossa. Ford seurasi GM:n esimerkkiä vuonna 1950 BorgWarnerin suunnittelemalla ja valmistamalla ensimmäisellä Fordin automaattivaihteistolla. GM:n legendaarinen kaksivaihteinen Powerglide-automaattivaihteisto tuli markkinoille 1950-luvun puolivälissä, ja siitä tuli ajan myötä drag-kilpailijoiden suosikki.

Momentinmuuntimen toiminta

Hydrauliikan perusperiaatteiden ansiosta momentinmuunnin laittaa nesteen liikkeelle, jotta se voi tehdä työnsä. Neste sysätään liikkeelle komponenttien käyttämiseksi prosessissa, joka tunnetaan nimellä hydrauliikka. Sama periaate, joka pysäyttää autosi jarrujärjestelmässä tai käyttää ohjaustehostinta, saa sen liikkeelle automaattivaihteistossa. Ja jos kaikki toimii oikein, työ sujuu sujuvasti ja tehokkaasti. Momentinmuunnin koostuu neljästä pääkomponentista: – Juoksupyörä, joka on sidottu kampiakseliin ja laittaa nesteen liikkeelle

• Staattori, joka ohjaa nesteen paineen alaisena turbiiniin
• Turbiini, joka on sidottu vaihteiston tuloakseliin, jota juoksupyörän ja staattorin liikkeessä oleva neste pyörittää
• Kansi tai kuori, joka on hitsattu juoksupyörään

Kansi/kuori ja juoksupyörä hitsataan yhteen muodostaen momentinmuuntimen pääkuoren, joka käyttää vaihteiston etupumppua tuottaakseen hydraulista painetta toimintaa ja voitelua varten. Juoksupyörä kuljettaa nestettä staattorin läpi turbiiniin, joka on sidottu vaihteiston tuloakseliin. Moottorin kierrosluvun kasvaessa nestevirtaus ohjataan staattorin kautta turbiiniin, joka pyörittää turbiinia ja vaihteiston tuloakselia saadakseen sinut liikkeelle.

Sulkeutumisnopeus

Pistettä, jossa juoksupyörä alkaa pyörittää turbiinia, kutsutaan sulkunopeudeksi. Useimmat vakiomuotoiset momentinmuuntimet ”sakkaavat” noin 1 500-1 900 kierrosta minuutissa moottorin kierrosluvun ollessa noin 1 500-1 900 kierrosta minuutissa. Suorituskykyiset momentinmuuntimet pysähtyvät korkeammilla moottorin kierrosluvuilla, koska moottorin halutaan pysähtyvän pitkälle tehoalueelle, kun muunnin pysähtyy (alkaa liikuttaa turbiinia ja ajoneuvoa). Esimerkiksi 2 400 kierrosta minuutissa oleva momentinmuunnin alkaa liikuttaa ajoneuvoa vasta, kun moottorin kierrosluku on 2 400 kierrosta minuutissa. Samaa voidaan sanoa kilpa-muuntimesta, jonka sakkausnopeus on 3 600 rpm. Moottorin halutaan tuottavan tehoa, kun se kytkeytyy (pysähtyy) vaihteiston tuloakseliin.

Astaattori ja kytkin

Pysähtymisnopeus määräytyy pääasiassa staattorin rakenteen mukaan. Staattori on momentinmuuntimen ”aivot”, koska se hallitsee nesteen virtausta juoksupyörästä turbiiniin. Tämä tekee momentinmuuntimesta vääntömomentin moninkertaistajan. Moottorin vääntömomentti moninkertaistuu vähintään kaksinkertaiseksi staattorin ansiosta. Useimmat momentinmuuntimet moninkertaistavat vääntömomentin suhteessa 2,5:1 moottorin todelliseen vääntömomenttiin pysäytysnopeudella. Staattorin sisällä on yksisuuntainen kytkin, joka on kiinnitetty vaihteiston staattorin tukiaisioon. Yksisuuntaisen kytkimen ansiosta staattori pyörii vain yhteen suuntaan moottorin kampiakselin ja muuntimen siipipyörän/kuoren kanssa. Vääntömomentin muuntaminen tai kertominen tapahtuu sakkausnopeudella staattorin ollessa paikallaan ennen kuin turbiini alkaa liikkua. Kun turbiini lähtee liikkeelle ajoneuvon ollessa liikkeessä, staattori liikkuu turbiinin nopeudella.

Momentinmuuntimien takana ei ole mitään taikaa. Avaa tällainen kuten tämä TCI Automotiven valmistama, niin näet, että kyse on perusnestedynamiikasta ja propulsiosta. Jälkimarkkinoilla myytävissä suorituskykymuuntimissa on kyse korkeammista pysäytysnopeuksista ja uunituoreesta rakenteesta, joka kestää kovia iskuja.

Näin momentinmuunnin on vuorovaikutuksessa C4- tai C6-vaihteistosi kanssa. Staattorin kautta paineistettu neste pyörittää turbiinia ja vaihteiston tuloakselia. Staattorin tuki kantaa momentinmuuntimen ja on myös olennainen osa vaihteiston etupumppua.

Pyörä on periaatteessa moottorikäyttöinen pumppu, joka siirtää nestettä staattoriin ja staattorin läpi käyttö turbiiniin. Niin kauan kuin juoksupyörä saa jatkuvasti nestettä, se jatkaa turbiinin voimanlähteenä.

Juoksupyörä synnyttää nestevirtauksen, joka kulkee staattorin läpi turbiinin käyttämiseksi. Muuntimen ulkokuori, jota moottorin kampiakseli pyörittää, pyörittää vaihteiston etupumppua. Etupumppu toimii vain moottorin käydessä.

Neste virtaa aggressiivisesti tämän staattorin läpi ja moninkertaistaa moottorin vääntömomentin. Kun staattori pyörii hitaammin kuin juoksupyörä, saat vääntömomentin moninkertaistumisen. Kun staattori saavuttaa ajoneuvon nopeuden, vääntömomentin moninkertaistuminen loppuu.

Vaikka momentinmuuntimet näyttävät yleensä samalta, niiden toiminta voi olla hyvin erilaista, erityisesti sakkausnopeuden ja kiihtyvyyden osalta. Lukittavissa momentinmuuntimissa, joita ei käytetä C4- ja C6-malleissa, on sisäänrakennettu hydraulinen kytkin, joka koskettaa kuorta suoraa lukitusta varten.

Voit itse asiassa tuntea tämän prosessin tapahtuvan, kun astut kaasulle ja tunnet ajoneuvon kiihtyvän. Kovan kiihdytyksen aikana voit tuntea vääntömomentin moninkertaistumisen (staattori paikallaan tai hitaampi kuin turbiinin nopeus). Kun ajoneuvo kiihtyy, staattori alkaa hitaasti pyöriä kampiakselin nopeudelle. Nojaa kaasuun ja staattorin nopeus jää jälkeen ja vääntömomentin moninkertaistuminen astuu voimaan, jolloin tunnet suolistokiihtyvyyden.

Nesteen virtaus
Virtausta on kahta perustyyppiä: pyörivää (ympyränmuotoista) ja pyörteistä (pyöreän pyöreää). Kun juoksupyörän ja turbiinin pyörimisnopeus onyhtenäinen, syntyy pyörivä virtaus ympyränmuotoisena muuntimen kehän ympärillä. Jos juoksupyörän ja turbiinin nopeudet eroavat toisistaan, virtaus on luonteeltaan pyörteisempää (tornadomainen).

Kuten aiemmin sanottiin, staattori auttaa juoksupyörää ja turbiinia moninkertaistamaan vääntömomentin. Kiihdytyksen aikana staattori pyörii hitaammalla nopeudella kuin juoksupyörä ja turbiini, mikä ohjaa nestevirtauksen aggressiivisemmin turbiinin siipiä vasten. Kun ajoneuvon nopeus saavuttaa turbiinin nopeuden, juoksupyörä, staattori ja turbiini pyörivät kaikki samalla nopeudella. Aina kun astut kaasulle, staattorin nopeus hidastuu hetkellisesti auttaakseen ohjaamaan nestettä ja moninkertaistamaan vääntömomentin.

Transmission Rebuilding Company (TRC) uusii omat momentinmuuntimensa viimeisimmällä teknologialla ja kiinnittäen erityistä huomiota laatuun. Kun tämä kuori on leikattu auki, näet momentinmuuntimen sisäosat.

Tämä on momentinmuuntimen juoksupyörä, joka kuljettaa nesteen paineen alaisena turbiinia ja vaihteiston tuloakselia käyttämään.

Staattori ohjaa nesteen paineen alaisena turbiiniin. Ajattele staattoria nesteen managerina, joka moninkertaistaa vääntömomentin, kun se ohjaa nestettä turbiiniin.

Astaattorin yksisuuntainen rullakytkin.

Momentinmuuntimen vetoturbiini, joka on hammastettu vaihteiston tuloakseliin.

Momentinmuuntimen valinta

Vähäisimmät valmistajat luokittelevat momentinmuuntimet koon ja pysäytysnopeuden mukaan. Esimerkiksi Performance Automatic helpottaa sinua valitsemaan momentinmuuntimen katu- tai kilpasovellukseesi, koska se selittää verkkosivuillaan erot. Kun momentinmuuntimen halkaisija pienenee, pysähtymisnopeus kasvaa, minkä vuoksi kilpa-ajoon tarkoitetut momentinmuuntimet ovat yleensä pienempiä kuin katuajoon tarkoitetut.

Suorituskykytarpeistasi ja -odotuksistasi on hyvä keskustella myynnin/tekniikan ammattilaisen kanssa ennen momentinmuuntimen tilaamista. Vaihteiston osatoimittajat myyvät yleensä vakiomomentinmuuntimia, joiden pysäytysnopeus on 1 500-1 900 kierrosta minuutissa. Nämä muuntimet ovat valmiiksi kuolleita varastokappaleita, joita ei aina ole suunniteltu ja rakennettu suorituskykyyn.

Jos haluat suorituskykyä, on viisainta asioida jälkimarkkinoilla toimivien suorituskykyisten vaihteistoyhtiöiden kanssa, kuten Performance Automatic, B&M ja TCI Automotive, joiden kaikki tuotteet ovat saatavissa Summit Racing Equipmentista.

Suorituskykyiset jälkimarkkinavaihteistot on suunniteltu ja rakennettu kestämään ylimääräistä rangaistusta, ja niissä on ominaisuuksia, kuten mm:

• Poltetut lamellit, jotka takaavat kiinteän eheyden (varastossa olevat lamellit ovat uritettuja, mutta ei juotettu)
• Dynaaminen tasapainotus korkean kierrosluvun käyttöä varten
• Needle-laakerit työntölevyjen sijasta
• Raskas staattori ja sprag/oneway-kytkin
• 400- 600-kierrosta minuutissa yli varastossa olevan pysäytysnopeuden

Muuntimen halkaisija ja pysäytysnopeus

Varastossa olevat momentinmuuntimet ovat halkaisijaltaan noin 11-13 tuuman kokoisia ja niiden pysäytysnopeus on noin 1,500-1 900 rpm. Tällä kierroslukualueella katuauton moottorin halutaan alkavan käyttää vääntöä. Kun vaihdelaatikko kytketään vaihteelle, vakiomuuntamo antaa kevyen sysäyksen, kun moottorin vääntömomentti kohdistuu vaihteiston syöttöakseliin ja etukytkimeen. Korkeammalla pysäytysnopeudella tämä sysäys tapahtuu vasta, kun moottori on lähempänä pysäytysnopeutta.

Katumoottoriin halutaan korkeampi pysäytysnopeus, kun tehon odotetaan kohdistuvan 2 400-2 600 kierroksen kierroslukualueelle. Viikonloppukilpailijat pitävät korkealla pysähtyneestä momentinmuuntimesta, joka tarttuu tällä alueella, koska teho on siellä.

Jos sinulla on esimerkiksi kuuma nokka ja aggressiivinen imujärjestelmä sekä karkea tyhjäkäynti noin 1 000-1 200 kierrosta minuutissa, haluat korkeamman pysähtymisnopeuden, jotta saat paremman tyhjäkäynnin liikennevaloissa, paremman vaihteen sisäänajon ja tehon asianmukaisen levittämisen kierrosluvun noustessa. Momentinmuuntimen halutaan pysähtyvän (stall) 2 400-2 600 rpm:n kohdalla, kun moottori alkaa tuottaa tehoa. Toisin sanoen momentinmuuntimen halutaan luistavan, kunnes kierrosluku saavuttaa 2 400-2 600 kierroksen kierroslukualueen.

Tarkoituksellinen käyttö

Valitsemasi momentinmuuntimen tyyppi riippuu siitä, miten aiot ajaa ajoneuvoa. Katukruiserit eivät tarvitse suorituskykyisiä, korkealla seisovia momentinmuuntimia. Ne eivät edes tarvitse korkean suorituskyvyn muunninta, jossa on kaikki edellä mainitut ominaisuudet. Jos aiot ajaa kilpaa lauantai-iltana, tarvitset luultavasti korkeamman pysäytysnopeuden, jotta moottori pääsee tehoalueelle ja pääsee räjähtävään holeshottiin ja tukevaan kytkeytymiseen linjalta.

Varustemoottorit tuottavat normaalisti huippuvääntömomentin noin 2 000-3 000 kierrosta minuutissa, ja huippuhyötysuhde on noin 5 500 kierrosta minuutissa. Suorituskykyisten moottoreiden huippuvääntömomentti on yleensä noin 3 500 kierrosta minuutissa, ja suurin hevosvoima tulee noin 6 000-6 500 kierrosta minuutissa. Katkosnopeus 1 500-1 900 rpm on täydellinen katukäyttöön miedolla moottorilla, koska muuntimen halutaan tarttuvan moottorin tehon nousun alkaessa.

Tehokkaat moottorit alkavat tuottaa tehoa korkeammalla kierrosnopeudella, jolloin vääntömomentinmuuntimen halutaan tarttuvan korkeammalla katkosnopeudella. Jos käytät korkeaa pysäytysvaihtajaa vakiomoottorin kanssa, luistoa esiintyy, kunnes moottori saavuttaa korkean pysäytysnopeuden. Tämä vaikeuttaa normaalia ajamista. Tämä tarkoittaa, että moottori pyörii ja alkaa siirtää tehoa vasta, kun korkeampi sakkausnopeus on saavutettu.

Ihmisemmissä momentinmuuntimissa on tyhjennystulpat huoltoa varten, joita tarvitaan 30 000 mailin tai 3 vuoden välein. Älä koskaan tyhjennä momentinmuunninta kokonaan pumpun kavitaatiovaaran vuoksi. Varo tyhjennystulpan kohdistamista Fordin flexplate-levyn kanssa. Sen on oltava linjassa flexplate-levyssä olevan vastaavan reiän kanssa, tai päädyt vääristämään flexplate-levyä.

Liukastuminen ja korkeat pysähtymisnopeudet vaikuttavat ylösvaihtoihin. Kun kierrosluku on 5 200 kierrosta minuutissa, moottorin kierrosluku laskee 3 500 kierrosta minuutissa jokaisella ylösvaihteella. Jos muunnin ei ole täysin pysähtynyt tuossa vaiheessa, menetät suorituskykyä, joka menee hukkaan liukumisen kautta. Tämä maksaa arvokasta aikaa neljännesmaililla tai liikennevaloissa.

Muuntimen tehokkuus

Momentinmuuntimen suorituskyky ei riipu vain pysähtymisnopeudesta, vaan myös siitä, miten lujasti muunnin kytkeytyy, kun se pysähtyy. Tämä tunnetaan nimellä tiukka tai löysä muunnin. Momentinmuuntimien valmistajat, kuten B&M, TCI Automotive ja Performance Automatic, käyttävät tekniikoita, jotka tekevät momentinmuuntimista tehokkaampia ja vähemmän liukuvia. Suuri osa yleisestä tekniikasta perustuu nestedynamiikkaan ja siihen, miten neste käyttäytyy tietyissä olosuhteissa. Suurin tekijä taajuusmuuttajan rakentamisessa on staattorin muotoilu eli terän/laipion muoto ja kulma, jotka määräävät pysähtymisnopeuden ja liukumisen. Pelkästään tämä seikka vaikuttaa neljännesmailiaikoihisi ja siihen, miten Fordisi käyttäytyy avoimella tiellä.

TCR testaa jokaisen uusimansa momentinmuuntimen paineella.

Kirjoittanut George Reid ja julkaistu uudelleen CarTech Inc:n luvalla

.