The Ultimate Ford Transmission Torque Converters Guide

I convertitori di coppia sono probabilmente il componente più incompreso in una trasmissione automatica, eppure sono i più semplici sia in teoria che in funzione. Pensate a un convertitore di coppia come a una ruota ad acqua in una vecchia segheria: la ruota ad acqua è azionata da un fluido in movimento. Un convertitore di coppia funziona secondo lo stesso principio: un giunto fluido o una frizione che scivola quando il veicolo è fermo e trasferisce la potenza quando i giri del motore aumentano e il fluido si muove. Un convertitore di coppia, per la sua stessa natura di giunto fluido, smorza anche gli impulsi di combustione del motore per ottenere un funzionamento più fluido.

Questo consiglio tecnico è tratto dal libro completo, COME REBUILD & MODIFICARE LE TRASMISSIONI AUTOMATICHE FORD C4 & C6. Per una guida completa su questo intero argomento è possibile visitare questo link:

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Un po’ di storia

L’uso dei convertitori di coppia risale ai primi anni del 1900. I tedeschi furono tra i primi a usare i convertitori di coppia nelle automobili, nei treni e nei macchinari industriali. La prima casa automobilistica statunitense a utilizzare un convertitore di coppia fu la Chrysler nell’Imperial del 1939, conosciuta come Fluid Drive. La General Motors seguì questo atto nella Oldsmobile del 1940. Ford poi seguì l’esempio nel 1942 con un derivato BorgWarner nelle automobili Lincoln e Mercury.

Questi primi usi dei convertitori di coppia non funzionavano molto bene all’avviamento perché non c’era una moltiplicazione della coppia in quei giorni. Infatti, i convertitori di coppia erano chiamati “giunti fluidi” all’epoca perché non moltiplicavano la coppia. La General Motors fu la prima con un vero convertitore di coppia nella trasmissione Buick Dynaflow del 1949. Ford seguì l’esempio di GM nel 1950 con il primo automatico Ford progettato e prodotto da BorgWarner. Il leggendario Powerglide automatico a 2 velocità della GM arrivò a metà degli anni ’50 e divenne uno dei preferiti dai piloti di drag racers col passare del tempo.

Funzione del convertitore di coppia

Grazie ai principi base dell’idraulica, un convertitore di coppia mette in movimento il fluido per fare il nostro lavoro. Il fluido viene messo in movimento per guidare i componenti in un processo noto come idraulica. Lo stesso principio che ferma la vostra auto nell’impianto frenante o aziona il vostro servosterzo è quello che la fa andare avanti in un cambio automatico. E se tutto funziona correttamente, il lavoro viene svolto in modo fluido ed efficiente. Un convertitore di coppia consiste di quattro componenti principali: – Girante, che è legata all’albero motore e mette in movimento il fluido

• Statore, che dirige il fluido sotto pressione alla turbina
• Turbina, che è legata all’albero di entrata della trasmissione, azionata dal fluido in movimento dalla girante e dallo statore
• Coperchio o guscio, che è saldato alla girante

Il coperchio/guscio e la girante sono saldati insieme per formare il guscio principale del convertitore di coppia, che aziona la pompa anteriore della trasmissione per fornire pressione idraulica per il funzionamento e la lubrificazione. La girante spinge il fluido attraverso lo statore alla turbina, che è legata all’albero di entrata della trasmissione. Quando la velocità del motore aumenta, il flusso del fluido è diretto attraverso lo statore alla turbina, che aziona la turbina e l’albero di entrata della trasmissione per farvi muovere.

Velocità di stallo

Il punto in cui la girante inizia a guidare la turbina è noto come velocità di stallo. La maggior parte dei convertitori di coppia di serie si “fermano” a circa 1.500-1.900 giri/min di velocità del motore. I convertitori di coppia ad alte prestazioni si fermano a regimi più alti perché si vuole che il motore sia ben dentro la sua banda di potenza quando il convertitore si ferma (inizia a muovere la turbina e il veicolo). Per esempio, un convertitore di coppia a 2.400 giri/minuto non inizia a muovere il veicolo fino a quando la velocità del motore raggiunge i 2.400 giri/minuto. Lo stesso si può dire per un convertitore da corsa con una velocità di stallo di 3.600 giri/min. Si vuole che il motore faccia potenza quando si aggancia (stalla) all’albero d’ingresso della trasmissione.

Statore e frizione

La velocità di stallo è determinata principalmente dal design dello statore. Lo statore è il “cervello” di un convertitore di coppia perché gestisce il flusso del fluido dalla girante alla turbina. Questo è ciò che rende un convertitore di coppia un moltiplicatore di coppia. La potenza di coppia del motore è moltiplicata almeno due volte, grazie allo statore. La maggior parte dei convertitori di coppia moltiplica la coppia in un rapporto di 2,5:1 rispetto alla coppia reale del motore alla velocità di stallo. All’interno dello statore c’è la frizione unidirezionale, inserita nell’albero di supporto dello statore della trasmissione. La frizione unidirezionale permette allo statore di ruotare in una sola direzione con l’albero a gomiti del motore e la girante/guscio del convertitore. La conversione o moltiplicazione di coppia avviene a velocità di stallo con lo statore fermo prima che la turbina inizi a muoversi. Quando la turbina si mette in moto con il veicolo in movimento, lo statore si muove alla velocità della turbina.

Non c’è magia dietro i convertitori di coppia. Apritene uno come questo di TCI Automotive e potete vedere che si tratta di fluidodinamica e propulsione di base. I convertitori di prestazioni dell’aftermarket sono tutti incentrati su velocità di stallo più elevate e su una costruzione furnacebrazed che può prendere delle botte.

Ecco come il convertitore di coppia interagisce con la tua trasmissione C4 o C6. Il fluido sotto pressione attraverso lo statore aziona la turbina e l’albero di ingresso della trasmissione. Il supporto dello statore porta il convertitore di coppia ed è anche parte integrante della pompa anteriore della trasmissione.

La girante è fondamentalmente una pompa azionata dal motore che muove il fluido verso e attraverso lo statore verso la turbina della trasmissione. Finché la girante riceve una fornitura continua di fluido, continua ad alimentare la turbina.

La girante genera un flusso di fluido, che viaggia attraverso lo statore per guidare la turbina. Il guscio esterno del convertitore, azionato dall’albero motore, aziona la pompa anteriore della trasmissione. La pompa anteriore funziona solo con il motore in funzione.

Il fluido scorre aggressivamente attraverso questo statore, moltiplicando la coppia del motore. Quando lo statore gira più lentamente della girante, si ottiene una moltiplicazione della coppia. Quando lo statore raggiunge la velocità del veicolo, la moltiplicazione della coppia si ferma.

Anche se i convertitori di coppia tendono ad avere lo stesso aspetto, quello che fanno può essere molto diverso, specialmente quando si tratta di velocità di stallo e accelerazione. I convertitori di coppia bloccanti, che non sono usati su C4 e C6, hanno una frizione idraulica incorporata che contatta il guscio per il bloccaggio diretto.

Si può effettivamente sentire questo processo mentre si preme il gas e si sente il veicolo accelerare. Durante una forte accelerazione, si può sentire la moltiplicazione della coppia (statore fermo o più lento della velocità della turbina). Quando il veicolo prende velocità, lo statore comincia lentamente a ruotare alla velocità dell’albero motore. Spingete il gas e la velocità dello statore rimane indietro ed entra in gioco la moltiplicazione della coppia, che è quando sentite l’accelerazione del budello.

Flusso del fluido
Ci sono due tipi fondamentali di flusso: rotatorio (circolare) e vortice (circolare tondo-rotondo). Quando la velocità della girante e della turbina sono uniformi, si ha un flusso rotatorio in un cerchio intorno alla circonferenza del convertitore. Se c’è una differenza nella velocità della girante e della turbina, il flusso diventa più vorticoso (tornadico) in natura.

Come detto prima, lo statore è ciò che aiuta la girante e la turbina a moltiplicare la coppia. Durante l’accelerazione, lo statore gira a una velocità più lenta della girante e della turbina, il che dirige il flusso del fluido in modo più aggressivo contro le pale della turbina. Quando la velocità del veicolo raggiunge la velocità della turbina, la girante, lo statore e la turbina girano tutti alla stessa velocità. Ogni volta che si preme il gas, la velocità dello statore rallenta momentaneamente per aiutare a dirigere il fluido e moltiplicare la coppia.

Transmission Rebuilding Company (TRC) ricostruisce i propri convertitori di coppia con le ultime tecnologie e un forte occhio alla qualità. Con questo guscio aperto, si può vedere l’interno del convertitore di coppia.

Questa è la girante del convertitore di coppia, che spinge il fluido sotto pressione per guidare la turbina e l’albero di ingresso della trasmissione.

Lo statore dirige il fluido sotto pressione alla turbina. Pensate allo statore come a un gestore di fluidi, che moltiplica la coppia mentre dirige il fluido nella turbina.

La frizione a rulli unidirezionale dello statore.

La turbina di azionamento del convertitore di coppia, che è collegata all’albero di entrata della trasmissione.

Scegliere un convertitore di coppia

La maggior parte dei produttori categorizza i convertitori di coppia in base alle dimensioni e alla velocità di stallo. Performance Automatic, per esempio, vi facilita la scelta di un convertitore di coppia per la vostra applicazione stradale o di gara perché, sul suo sito web, spiega le differenze. Man mano che il diametro di un convertitore di coppia diminuisce, la velocità di stallo aumenta, ed è per questo che i convertitori da corsa sono generalmente più piccoli di quelli da strada.

È una buona idea discutere le vostre esigenze e aspettative di prestazioni con un professionista delle vendite/tecnologia prima di ordinare un convertitore di coppia. I fornitori di parti di trasmissione generalmente vendono convertitori di coppia di serie con velocità di stallo da 1.500 a 1.900 giri/min. Questi convertitori sono pezzi di magazzino che non sono sempre progettati e costruiti per scopi prestazionali.

Se state cercando prestazioni, è saggio trattare con aziende di trasmissioni aftermarket come Performance Automatic, B&M, e TCI Automotive, i cui prodotti sono tutti disponibili da Summit Racing Equipment.

I convertitori di coppia ad alte prestazioni aftermarket sono progettati e costruiti per prendere ulteriori punizioni, con caratteristiche come:

• Alette brasate in forno per una solida integrità (le alette di serie sono scanalate sul posto, ma non brasate)
• Bilanciamento dinamico per uso ad alto numero di giri
• Cuscinetti ad aghi invece di rondelle di spinta
• Statore per impieghi pesanti e frizione a molla/a senso unico
• 400- a 600-rpm-over-stock stall Speed

Converter Diameter and Stall Speed

Stock torque converters venire in dimensioni intorno 11 a 13 pollici di diametro con velocità di stallo intorno 1,500 a 1.900 rpm. Questa gamma di giri è dove si desidera che un motore stradale inizi ad applicare la coppia. Quando si fa scivolare la trasmissione in marcia, un convertitore stock fornisce una leggera spinta mentre la coppia del motore viene applicata all’albero di entrata della trasmissione e alla frizione anteriore. Quando si ha una velocità di stallo più alta, quella spinta non avviene fino a quando il motore è più vicino alla velocità di stallo.

Si vuole una velocità di stallo più alta su un motore stradale quando ci si aspetta che l’applicazione del potere sia nella gamma da 2.400 a 2.600 giri. Ai corridori del fine settimana piace avere un convertitore di coppia a stallo alto, che si impadronisce di questa gamma, perché è lì che si trova la potenza.

Per esempio, se avete una camma calda e un sistema d’induzione aggressivo con un minimo ruvido intorno ai 1.000-1.200 giri, volete una velocità di stallo più alta per un migliore minimo al semaforo, una maggiore qualità nella marcia, e una corretta applicazione della potenza quando il numero di giri aumenta. Si desidera che il convertitore di coppia prenda piede (stallo) a 2.400-2.600 giri/min quando il motore inizia a produrre potenza. In altre parole, si desidera che il convertitore di coppia slitti fino a quando il numero di giri raggiunge la gamma da 2.400 a 2.600.

Uso previsto

Il tipo di convertitore di coppia scelto dipende da come si intende guidare il veicolo. I cruiser di strada non hanno bisogno di convertitori di coppia ad alte prestazioni e ad alto numero di giri. Non hanno nemmeno bisogno di un convertitore ad alte prestazioni con tutte le caratteristiche di cui sopra. Se state andando a correre il sabato sera, probabilmente avete bisogno di una velocità di stallo più alta per far entrare il vostro motore nella sua banda di potenza per un holeshot lampeggiante e un solido aggancio fuori dalla linea.

I motori stock normalmente fanno il picco di coppia intorno ai 2.000-3.000 rpm, con il picco di potenza che arriva intorno ai 5.500 rpm. I motori ad alte prestazioni normalmente raggiungono il picco di coppia intorno ai 3.500 giri/min, con il picco di potenza che arriva intorno ai 6.000-6.500 giri/min. Una velocità di stallo da 1.500 a 1.900 giri/min è perfetta per l’uso su strada con un motore leggero perché si desidera che il convertitore prenda piede all’inizio dell’aumento di potenza del motore in offidle.

I motori ad alte prestazioni iniziano a produrre potenza a un numero di giri più alto, che è dove si desidera che un convertitore di coppia prenda piede con una velocità di stallo più alta. Se si esegue un convertitore ad alto numero di giri con un motore di serie, lo slittamento si verifica fino a quando il motore raggiunge l’alta velocità di stallo. Questo rende difficile la guida normale. Questo significa che il vostro motore va su di giri e non inizia a trasferire potenza fino a quando la velocità di stallo più alta viene raggiunta.

I convertitori di coppia più vecchi hanno tappi di scarico per la manutenzione, necessari ogni 30.000 miglia o 3 anni. Non svuotare mai completamente il convertitore di coppia a causa del rischio di cavitazione della pompa. Fate attenzione all’allineamento del tappo di scarico con la piastra flessibile della vostra Ford. Deve allinearsi con un foro corrispondente nel flexplate o si finisce per distorcere il flexplate.

Slippage e alte velocità di stallo influenzano i cambi. A 5.200 giri/min, la velocità del motore scende di 3.500 giri/min ad ogni cambio di marcia. Se il convertitore non è completamente in stallo a quel punto, si perdono prestazioni, che vengono sprecate attraverso lo slittamento. Questo vi costa tempo prezioso sul quarto di miglio o al semaforo.

Efficienza del convertitore

Le prestazioni del convertitore di coppia non riguardano solo la velocità di stallo; riguardano anche la fermezza con cui un convertitore si aggancia quando si stalla. Questo è noto come un convertitore stretto o allentato. I produttori di convertitori di coppia come B&M, TCI Automotive e Performance Automatic impiegano tecniche che rendono i convertitori di coppia più efficienti con meno slittamento. Gran parte della tecnologia generale è radicata nella dinamica dei fluidi e nel modo in cui il fluido si comporta in determinate condizioni. Il più grande fattore nella costruzione del convertitore è il design dello statore, cioè la forma e l’angolo di lama/aletta, che determina la velocità di stallo e lo slittamento. E questo fatto da solo aiuta a determinare i vostri tempi di un quarto di miglio e il modo in cui la vostra Ford si comporta sulla strada aperta.

TCR testa a pressione ogni convertitore di coppia che ricostruisce.

Scritto da George Reid e ripubblicato con il permesso di CarTech Inc