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The Ultimate Ford Transmission Torque Converters Guide

On 12月 1, 2021 by admin

Torque Converterはおそらくオートマチックトランスミッションで最も誤解されている部品ですが、理論と機能の両方において最もシンプルな部品でもあります。トルクコンバータを古い製材所の水車のようなものと考えてください。トルクコンバータは同じ原理で動作します。車両が停止しているときは流体カップリングまたはクラッチが滑り、エンジン回転数が増加し流体が動くと動力が伝達されるのです。トルクコンバータは、流体カップリングとしての性質上、エンジンの燃焼パルスを減衰させ、よりスムーズな動作を実現します。

この技術情報は、『HOW TO REBUILD & MODIFY FORD C4 & C6 AUTOMATIC TRANSMISSIONS』の完全版からです。

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ちょっとした歴史

トルクコンバーターの使用は、1900年代初頭にさかのぼります。ドイツ人は、自動車、列車、産業機械にトルクコンバータを最初に使いました。米国の自動車メーカーで最初にトルクコンバータを使用したのはクライスラーで、1939年のインペリアルでフルイドドライブとして知られています。その後、ゼネラルモーターズが1940年のオールズモビルで採用しました。

トルクコンバーターのこれらの初期の使用は、当時はトルクの乗算がなかったため、始動時にあまりうまく機能しませんでした。実際、トルクコンバータは当時、トルクを倍加しないので「流体継手」と呼ばれていました。ゼネラルモーターズは、1949年のビュイック・ダイナフロー・トランスミッションで初めて真のトルクコンバーターを搭載しました。フォードは1950年にGMに続き、ボルグワーナーが設計・製造した最初のフォード・オートマチックでリードしました。 GMの伝説的なPowerglide 2速オートマチックは1950年代半ばに登場し、時代が進むにつれてドラッグレーサーのお気に入りになりました。

トルクコンバータ機能

油圧の基本原理により、トルクコンバータは仕事をするために作動油を載せます。流体は、油圧として知られるプロセスでコンポーネントを駆動するために運動するように推力されます。ブレーキシステムで車を停止させ、パワーステアリングを作動させるのと同じ原理で、自動変速機でも作動させることができるのです。そして、すべてが正しく機能していれば、仕事はスムーズかつ効率的に行われます。トルクコンバータは4つの主要部品から構成されています。 – インペラーはクランクシャフトに接続され、流体を運動させます

ステーターは圧力下の流体をタービン
タービンはトランスミッション入力シャフトに接続され、インペラーとステーターから運動中の液体によって駆動します
カバーまたはシェル。カバー/シェルとインペラを溶接してメイントルクコンバータシェルを形成し、トランスミッションのフロントポンプを駆動して操作と潤滑のための油圧を供給します。インペラはステータを通してタービンに流体を送り、タービンはトランスミッションの入力軸に結びつけられます。エンジン速度が増加すると、流体の流れはステータを通してタービンに導かれ、タービンとトランスミッション入力シャフトを駆動して移動します。

Stall Speed

インペラがタービンを駆動し始める時点はストール速度として知られるものです。ほとんどの純正トルクコンバータは、エンジン回転数の約1,500～1,900 rpmで「ストール」します。高性能トルクコンバータは、コンバータが失速する（タービンと車両を動かし始める）ときに、エンジンをそのパワーバンドに十分に入れたいので、より高いエンジン回転数で失速します。例えば、2,400rpmでストールするトルクコンバータは、エンジン速度が2,400rpmに達するまで車両を動かし始めないのです。同じことがストール速度3,600 rpmのレーシングコンバーターにも言えます。

ステータとクラッチ

ストール速度は主にステータの設計によって決まります。ステータはインペラからタービンへの流体の流れを管理するため、トルクコンバータの「頭脳」である。これがトルクコンバータをトルクマルチプライヤーにしているのです。エンジンのトルク出力は、ステーターのおかげで少なくとも2倍になっています。ほとんどのトルクコンバーターは、ストール回転数での実際のエンジントルクに対して2.5:1の比率でトルクを倍増させます。ステーター内には、トランスミッションのステーターサポートシャフトにスプライン接続されたワンウェイクラッチがあります。ワンウェイクラッチはステータがエンジンのクランクシャフトとコンバータインペラ/シェルと一緒に一方向にだけ回転することを可能にします。トルク変換または増力はタービンが動き始める前にステータが静止しているストール速度で行われます。タービンが動き出すと、ステータはタービンと同じ速度で動きます。

トルクコンバータに魔法はありません。 TCIオートモーティブのこのようなものを開くと、それが基本的な流体力学と推進力であることがわかります。アフターマーケットの高性能コンバータは、より高いストール速度と、打撃を受けることができる炉心鋳造構造についてすべてです。ステーターを通る圧力下の流体は、タービンとトランスミッション入力シャフトを駆動します。ステータサポートはトルクコンバータを運び、トランスミッションのフロントポンプの不可欠な部分でもあります。

インペラは基本的にエンジン駆動のポンプで、ステータに、そしてそれを通してドライブタービンに流体を移動させます。

インペラは流体の流れを発生させ、それがステータを通過してタービンを駆動させる。エンジンのクランクシャフトによって駆動されるコンバータの外殻は、トランスミッションのフロントポンプを駆動します。

流体はこのステーターを通って積極的に流れ、エンジンのトルクを倍増させます。ステーターがインペラーよりゆっくり回転しているときは、トルクの倍増を得ることができます。

トルクコンバータは同じように見える傾向がありますが、特にストール速度と加速度に関しては、それらが行うことは非常に異なっている可能性があります。 C4やC6には採用されていないロック式トルクコンバータは、油圧クラッチを内蔵し、シェルに接触して直接ロックアップします。

このプロセスは、アクセルを踏み込んで車が加速するのを感じると、実際に起こっていることがわかります。ハードな加速時には、トルクの逓減を感じることができます（ステータが静止しているか、タービン速度より遅い）。車がスピードに乗ると、ステーターはゆっくりとクランクシャフト速度まで回転し始めます。

流体の流れ
流れには基本的に回転（円形）と渦（丸い円形）の2種類があります。インペラとタービンの回転数が均一な場合、転炉の円周上に回転流が発生します。

前述のように、インペラとタービンがトルクを掛けるのを助けるのがステータ（固定子）です。加速時には、ステータはインペラやタービンより遅い速度で回転し、流体の流れをより積極的にタービンブレードに向かわせます。車速がタービンの回転数に追いつくと、インペラ、ステータ、タービンのすべてが同じ速度で回転するようになります。アクセルを踏むといつでも、ステーターの速度は一瞬遅くなり、流体を誘導してトルクを増大させるのを助けます。

Transmission Rebuilding Company (TRC) は、最新の技術と品質への強いこだわりを持ってトルクコンバータを自らリビルドしています。

これはトルクコンバータのインペラで、圧力をかけられた流体を推進し、タービンとトランスミッション入力シャフトを駆動します。

ステータは圧力をかけられた流体をタービンへ導くもので、このステータがタービンを動かします。

ステータのワンウェイローラクラッチ。

トランスミッションの入力シャフトにスプライン接続されているトルクコンバータの駆動タービン。

トルクコンバータを選ぶ

ほとんどのメーカーは、サイズとストールスピードによってトルクコンバータを分類しています。例えば、Performance Automatic社は、ホームページでその違いを説明しているので、ストリート用とレース用のトルクコンバータを簡単に選択することができます。トルクコンバータの直径が小さくなると、ストール速度が高くなります。そのため、レース用コンバータは一般にストリート用コンバータよりも小さくなります。

トルクコンバータを注文する前に、販売/技術専門家と性能のニーズと期待について話し合うとよいでしょう。トランスミッション部品供給会社では、一般に、ストール速度が1,500～1,900rpmの純正トルクコンバータを販売しています。これらのコンバーターは既製品のデッドストック品で、必ずしもパフォーマンス目的のために設計、構築されているわけではありません。

パフォーマンスを求めるのであれば、Summit Racing Equipmentで製品を販売しているPerformance Automatic、B&M、TCI Automotiveなどのアフターマーケットのパフォーマンストランスミッション会社と取引することが賢明でしょう。

アフターマーケットの高性能トルクコンバータは、次のような機能を備えており、さらなる衝撃を受けるように設計および構築されています。
- Furnace-brazed fins for solid integrity (stock fins are slotted in place,
- 高回転数用ダイナミックバランス
- スラストワッシャーの代わりにニードルベアリング
- ヘビーデューティーステータとスプラグ・ワンウェイクラッチ
- 400- to 600-回転数用ダイナミックバランサー。コンバーターの直径とストール回転数
  純正トルクコンバーターのサイズは直径11～13インチ、ストール回転数は約1.5速です。1,500～1,900rpmです。この回転域は、ストリートエンジンがトルクを発揮し始める回転域です。トランスミッションをギアに入れると、エンジントルクがトランスミッションのインプットシャフトとフォワードクラッチにかかるので、純正コンバーターは穏やかなナッジを提供します。
  
  ストール回転数が高い場合、エンジンがストール回転数に近づくまで、その揺れは起こりません。
  
  例えば、ホットカムとアグレッシブなインダクションシステムがあり、1,000～1,200rpmのラフなアイドリングの場合、より良い信号アイドルと高いギア品質、および回転数上昇時の適切なパワーアプリケーションのために高いストール速度を希望します。エンジンが力を発揮し始めると、トルクコンバーターは2,400から2,600 rpmで固定（ストール）されるようにします。言い換えれば、回転数が2,400～2,600rpmの範囲に達するまで、トルクコンバータをスリップさせたいのです。
  
  使用目的
  
  トルクコンバータの種類は、どのように車を運転するかによって決まります。ストリートクルーザーには、高性能でハイストールなトルクコンバータは必要ありません。また、上記のような機能をすべて備えた高性能コンバータも必要ありません。
  
  純正エンジンは通常2,000～3,000rpmでピークトルクを発生し、ピーク馬力は約5,500rpmで発生します。そのため、「憧れの先輩」と呼ばれることもあります。 1,500 から 1,900 rpmのストール速度は、エンジンのオフイードルパワーの上昇の初期にコンバータを保持したいので、マイルドなエンジンでストリートユースに最適です。
  
  高性能エンジンはより高い回転数でパワーし始め、そこでトルクコンバータに高いストール速度で保持させたいところです。ノーマルエンジンでハイストールコンバータを運転すると、エンジンが高いストール回転数に達するまでスリップが発生します。これでは通常の運転は困難です。
  
  古いトルクコンバータには整備用のドレンプラグがあり、3万マイルまたは3年ごとに必要です。ポンプのキャビテーションの危険性があるため、トルクコンバータを完全に排出しないでください。フォードのフレックスプレートとドレインプラグの位置関係に注意してください。
  
  スリッピングと高いストールスピードはシフトアップに影響します。 5,200rpmでは、シフトアップするたびにエンジン回転が3,500rpmずつ下がります。もしコンバータがその時点で完全にストールしていなければ、性能を失い、それはスリップによって浪費されます。
  
  コンバータ効率
  
  トルクコンバータ性能はストール速度だけでなく、ストールしたときにコンバータがどれだけしっかり引っ掛かるかについても重要です。これはコンバータが堅いか緩いかとして知られています。 B&M、TCI Automotive、Performance Automaticなどのトルクコンバータ・メーカーは、トルクコンバータをより効率的で滑りの少ないものにするための技術を採用しています。一般的な技術の多くは、流体力学と所定の条件下で流体がどのように挙動するかに根ざしています。コンバーターの構造における最大の要因はステーターの設計、つまりブレード/フィンの形と角度で、これがストール速度とスリップを決定します。そして、この事実だけで、あなたの1/4マイルのタイムとあなたのFordが一般道でどのように振る舞うかを決定します。
  
  TCRは再構築するすべてのトルクコンバータを圧力テストしています。