The Ultimate Ford Transmission Torque Converters Guide

Convertoarele de cuplu sunt probabil cea mai neînțeleasă componentă a unei transmisii automate, dar sunt cele mai simple atât din punct de vedere teoretic, cât și funcțional. Gândiți-vă la un convertizor de cuplu ca la o roată de apă dintr-o moară de fierăstrău veche: roata de apă este acționată de un fluid în mișcare. Un convertor de cuplu funcționează pe același principiu – un cuplaj de fluid sau un ambreiaj care alunecă atunci când vehiculul este oprit și transferă puterea pe măsură ce turația motorului crește și pune fluidul în mișcare. Un convertor de cuplu, prin însăși natura sa de cuplaj cu fluid, amortizează, de asemenea, impulsurile de combustie ale motorului pentru a obține o funcționare mai lină.

Acest sfat tehnic este din cartea completă, HOW TO REBUILD & MODIFY FORD C4 & C6 AUTOMATIC TRANSMISSIONS. Pentru un ghid complet despre acest întreg subiect puteți vizita acest link:

Află mai multe despre această carte aici

SHARE THIS ARTICLE: Vă rugăm să nu ezitați să distribuiți acest articol pe Facebook / Twitter / Google+ sau pe orice forumuri sau bloguri auto pe care le citiți. Puteți folosi butoanele de partajare socială din stânga, sau puteți copia și lipi link-ul site-ului: https://www.diyford.com/ultimate-ford-transmission-torque-converters-guide/

Un pic de istorie

Utilizarea convertoarelor de cuplu datează de la începutul anilor 1900. Germanii au fost printre primii care au folosit convertoare de cuplu în automobile, trenuri și mașini industriale. Primul constructor de automobile din SUA care a folosit un convertor de cuplu a fost Chrysler la modelul Imperial din 1939, cunoscut sub numele de Fluid Drive. General Motors a urmat acest act la modelul Oldsmobile din 1940. Ford a urmat apoi exemplul în 1942 cu un derivat BorgWarner în automobilele Lincoln și Mercury.

Aceste prime utilizări ale convertoarelor de cuplu nu au funcționat foarte bine la pornire, deoarece nu exista multiplicarea cuplului în acele zile. De fapt, convertizoarele de cuplu erau numite la acea vreme „cuplaje fluide” deoarece nu multiplicau cuplul. General Motors a fost primul cu un convertor de cuplu adevărat în transmisia Buick Dynaflow din 1949. Ford a urmat exemplul GM în 1950 cu prima cutie automată Ford proiectată și fabricată de BorgWarner. Legendara transmisie automată cu 2 viteze Powerglide de la GM a apărut la mijlocul anilor 1950 și a devenit una dintre favoritele piloților de curse de accelerare pe măsură ce a trecut timpul.

Funcția convertorului de cuplu

Grație principiilor de bază ale hidraulicii, un convertor de cuplu pune fluidul în mișcare pentru a ne face treaba. Fluidul este împins în mișcare pentru a acționa componentele într-un proces cunoscut sub numele de hidraulică. Același principiu care vă oprește mașina în sistemul de frânare sau acționează servodirecția este cel care o pune în mișcare într-o transmisie automată. Și dacă totul funcționează corect, munca se face fără probleme și eficient. Un convertor de cuplu este format din patru componente principale: – Rotorul, care este legat de arborele cotit și pune fluidul în mișcare

• Statorul, care direcționează fluidul sub presiune către turbină
• Turbina, care este legată de arborele de intrare al transmisiei, acționată de fluidul în mișcare de la rotor și stator
• Coperișul sau carcasa, care este sudat la rotor

Coperișul/învelișul și rotorul sunt sudate împreună pentru a forma învelișul principal al convertizorului de cuplu, care acționează pompa frontală a transmisiei pentru a furniza presiune hidraulică pentru funcționare și lubrifiere. Rotorul antrenează fluidul prin stator până la turbină, care este legată la arborele de intrare al transmisiei. Pe măsură ce turația motorului crește, fluxul de fluid este direcționat prin stator către turbină, care acționează turbina și arborele de intrare al transmisiei pentru a vă pune în mișcare.

Viteza de staționare

Punctul în care rotorul începe să acționeze turbina este cunoscut sub numele de viteză de staționare. Cele mai multe convertizoare de cuplu de serie „se blochează” la aproximativ 1.500 – 1.900 rpm ale turației motorului. Convertoarele de cuplu de înaltă performanță se blochează la turații mai mari ale motorului, deoarece doriți ca motorul să se afle bine în banda sa de putere atunci când convertorul se blochează (începe să pună în mișcare turbina și vehiculul). De exemplu, un convertizor de cuplu de 2.400 rpm nu începe să miște vehiculul până când turația motorului nu ajunge la 2.400 rpm. Același lucru se poate spune și despre un convertor de curse cu o turație de calare de 3.600 rpm. Vreți ca motorul să producă putere atunci când se cuplează (se oprește) cu arborele de intrare al transmisiei.

Stator și ambreiaj

Viteza de oprire este determinată în principal de proiectarea statorului. Statorul este „creierul” unui convertor de cuplu, deoarece gestionează fluxul de fluid de la rotor la turbină. Aceasta este ceea ce face ca un convertor de cuplu să fie un multiplicator de cuplu. Cuplul de ieșire al motorului este multiplicat de cel puțin două ori, datorită statorului. Cele mai multe convertizoare de cuplu multiplică cuplul într-un raport de 2,5:1 față de cuplul real al motorului la turația de reținere. În interiorul statorului se află ambreiajul unidirecțional canelat pe arborele suport al statorului transmisiei. Ambreiajul unidirecțional permite statorului să se rotească într-o singură direcție cu arborele cotit al motorului și cu rotorul/carcasa convertorului. Conversia sau multiplicarea cuplului are loc la turația de staționare, statorul fiind staționar înainte ca turbina să înceapă să se miște. Când turbina se pune în mișcare cu vehiculul în mișcare, statorul se mișcă la aceeași viteză ca și turbina.

Nu există magie în spatele convertoarelor de cuplu. Deschideți unul ca acesta de la TCI Automotive și puteți vedea că este vorba despre dinamica fluidelor și propulsie de bază. Convertizoarele de performanță de pe piața secundară se bazează pe viteze de reținere mai mari și pe o construcție furnificată care poate suporta o bătaie.

Acesta este modul în care convertorul de cuplu interacționează cu transmisia dumneavoastră C4 sau C6. Fluidul sub presiune prin stator acționează turbina și arborele de intrare al transmisiei. Suportul statorului poartă convertizorul de cuplu și este, de asemenea, o parte integrantă a pompei frontale a transmisiei.

Rotorul este practic o pompă acționată de motor care deplasează fluidul către și prin stator către turbina de transmisie. Atâta timp cât rotorul primește o alimentare continuă cu fluid, acesta continuă să acționeze turbina.

Rotorul generează un flux de fluid, care se deplasează prin stator pentru a acționa turbina. Învelișul exterior al convertorului, acționat de arborele cotit al motorului, antrenează pompa din față a transmisiei. Pompa frontală funcționează numai cu motorul în funcțiune.

Fluidul curge agresiv prin acest stator, multiplicând cuplul motorului dumneavoastră. Atunci când statorul se rotește mai încet decât rotorul, obțineți multiplicarea cuplului. Pe măsură ce statorul ajunge din urmă viteza vehiculului, multiplicarea cuplului se oprește.

Deși convertizoarele de cuplu tind să arate la fel, ceea ce fac acestea poate fi foarte diferit, în special când vine vorba de viteza de calare și accelerație. Convertoarele de cuplu cu blocare, care nu sunt utilizate pe C4 și C6, au un ambreiaj hidraulic încorporat care intră în contact cu carcasa pentru o blocare directă.

Puteți simți efectiv cum se întâmplă acest proces atunci când apăsați pe accelerație și simțiți cum vehiculul accelerează. În timpul unei accelerări puternice, puteți simți multiplicarea cuplului (stator staționar sau mai lent decât viteza turbinei). Pe măsură ce vehiculul prinde viteză, statorul începe încet să se rotească până la viteza arborelui cotit. Apăsați accelerația și viteza statorului rămâne în urmă și intră în joc multiplicarea cuplului, moment în care simțiți accelerarea guturală.

Curgerea fluidelor
Există două tipuri de bază de curgere: rotativă (circulară) și vortex (circulară rotundă). Atunci când turația rotorului și a turbinei suntuniforme, aveți un flux rotativ într-un cerc în jurul circumferinței convertorului. Dacă există o diferență în viteza rotorului și a turbinei, curgerea devine mai mult de natură vortex (tornadică).

Cum s-a spus mai devreme, statorul este cel care ajută rotorul și turbina să multiplice cuplul. În timpul accelerării, statorul se rotește la o viteză mai mică decât rotorul și turbina, ceea ce direcționează fluxul de fluid mai agresiv împotriva paletelor turbinei. Pe măsură ce viteza vehiculului ajunge la nivelul vitezei turbinei, rotorul, statorul și turbina se învârt cu toții la aceeași viteză. De fiecare dată când apăsați pe accelerație, viteza statorului încetinește momentan pentru a ajuta la direcționarea fluidului și pentru a multiplica cuplul.

Transmission Rebuilding Company (TRC) își reconstruiește propriile convertizoare de cuplu cu cea mai recentă tehnologie și cu o atenție sporită la calitate. Cu această carcasă decupată, puteți vedea componentele interne ale convertorului de cuplu.

Aceasta este rotorul convertorului de cuplu, care propulsează fluidul sub presiune pentru a acționa turbina și arborele de intrare al transmisiei.

Statorul direcționează fluidul sub presiune către turbină. Gândiți-vă la stator ca la un manager de fluid, care multiplică cuplul pe măsură ce direcționează fluidul către turbină.

Embreiajul cu role unidirecționale al statorului.

Turbina de antrenare a convertizorului de cuplu, care este canelată la arborele de intrare al transmisiei.

Alegerea unui convertizor de cuplu

Majoritatea producătorilor clasifică convertoarele de cuplu în funcție de mărime și de viteza de blocare. Performance Automatic, de exemplu, vă ușurează alegerea unui convertor de cuplu pentru aplicația dvs. de stradă sau de cursă, deoarece, pe site-ul său, explică diferențele. Pe măsură ce diametrul unui convertor de cuplu scade, viteza de reținere crește, motiv pentru care convertoarele de curse sunt în general mai mici decât cele de stradă.

Este o idee bună să discutați nevoile și așteptările dvs. de performanță cu un profesionist în vânzări/tehnică înainte de a comanda un convertor de cuplu. Casele de furnizare a pieselor de transmisie vând, în general, convertizoare de cuplu de serie cu viteze de reținere între 1.500 și 1.900 rpm. Aceste convertizoare sunt piese de stoc mort de pe raft care nu sunt întotdeauna proiectate și construite în scopuri de performanță.

Dacă sunteți în căutarea performanței, este înțelept să tratați cu companii de transmisie de performanță de pe piața secundară, cum ar fi Performance Automatic, B&M și TCI Automotive, ale căror produse sunt toate disponibile la Summit Racing Equipment.

Convertoarele de cuplu de înaltă performanță de pe piața secundară sunt proiectate și construite pentru a suporta o pedeapsă suplimentară, cu caracteristici precum:

• Alete brazate la cuptor pentru o integritate solidă (aripioarele de serie sunt cu fante în locul lor, dar nu sunt brazate)
• Echilibrare dinamică pentru utilizare la turații ridicate
• Rulmenți cu ace în loc de șaibe de împingere
• Stator și ambreiaj pentru sarcini grele și ambreiaj cu arc/cu o singură cale
• Ambreiaj de 400- până la 600-rpm peste viteza de calare de serie

Diametrul convertorului și viteza de calare

Convertoarele de cuplu de serie au diametrul de aproximativ 11 până la 13 inci cu viteze de calare în jur de 1,500 până la 1.900 rpm. Acest interval de turații este cel în care doriți ca un motor de stradă să înceapă să aplice cuplul. Când introduceți transmisia în treapta de viteză, un convertizor de serie oferă un impuls ușor pe măsură ce cuplul motorului este aplicat pe arborele de intrare al transmisiei și pe ambreiajul din față. Atunci când aveți o turație de calare mai mare, această împingere nu are loc până când motorul nu este mai aproape de turația de calare.

Vreți o turație de calare mai mare pe un motor de stradă atunci când se așteaptă ca aplicarea puterii să se facă în intervalul 2.400-2.600 rpm. Concurenților de weekend le place să aibă un convertizor de cuplu cu montaj înalt care să se fixeze în acest interval, deoarece acolo se află puterea.

De exemplu, dacă aveți un came fierbinte și un sistem de inducție agresiv, împreună cu un ralanti dur în jurul a 1.000 – 1.200 rpm, doriți o turație de calare mai mare pentru un ralanti mai bun la semafor, o calitate mai bună a intrării în viteză și o aplicare adecvată a puterii pe măsură ce turația crește. Doriți ca convertizorul de cuplu să se fixeze (să se blocheze) la 2.400 – 2.600 rpm atunci când motorul începe să producă putere. Cu alte cuvinte, doriți ca convertorul de cuplu să patineze până când turația atinge intervalul 2.400-2.600 rpm.

Utilizare preconizată

Tipul de convertor de cuplu pe care îl alegeți depinde de modul în care intenționați să conduceți autovehiculul. Mașinile de stradă nu au nevoie de convertizoare de cuplu de înaltă performanță și cu montaj înalt. Ei nu au nevoie nici măcar de un convertor de înaltă performanță cu toate caracteristicile menționate mai sus. Dacă mergeți la curse sâmbătă seara, probabil că aveți nevoie de o turație mai mare pentru ca motorul să intre în banda sa de putere pentru un holeshot fulminant și o agățare solidă de pe linie.

Motorii de serie realizează în mod normal cuplul maxim în jurul a 2.000-3.000 rpm, iar puterea maximă ajunge în jurul a 5.500 rpm. Motoarele de înaltă performanță realizează în mod normal cuplul maxim în jurul valorii de 3.500 rpm, iar puterea maximă ajunge în jurul valorii de 6.000 – 6.500 rpm. O turație de 1.500 până la 1.900 rpm este perfectă pentru utilizarea pe stradă cu un motor ușor, deoarece doriți ca convertizorul să se fixeze la începutul creșterii puterii motorului în gol.

Motorii de înaltă performanță încep să producă putere la o turație mai mare, moment în care doriți ca un convertizor de cuplu să se fixeze cu o turație mai mare. Dacă folosiți un convertizor de mare turație cu un motor de serie, alunecarea are loc până când motorul ajunge la turația mare de decuplare. Acest lucru face dificilă conducerea normală. Acest lucru înseamnă că motorul dvs. se turează și nu începe să transfere puterea până când nu este atinsă turația de decalaj mai mare.

Convertoarele de cuplu mai vechi au dopuri de golire pentru întreținere, necesare la fiecare 30.000 de mile sau 3 ani. Nu goliți niciodată complet convertorul de cuplu din cauza riscului de cavitație a pompei. Aveți grijă la alinierea dopului de golire cu flexplate-ul Ford-ului dumneavoastră. Acesta trebuie să se alinieze cu o gaură corespunzătoare din flexplate, altfel veți ajunge să distorsionați flexplate-ul.

Slăbirea și vitezele mari de decalaj afectează creșterile de viteză. La 5.200 rpm, turația motorului scade cu 3.500 rpm la fiecare schimbare de treaptă superioară. Dacă convertizorul nu este complet blocat în acel moment, pierdeți performanță, care este irosită prin alunecare. Acest lucru vă costă timp prețios pe sfertul de milă sau la semafor.

Eficiența convertizorului

Performanța convertizorului de cuplu nu se referă doar la viteza de calare; se referă, de asemenea, la cât de ferm se agață un convertizor atunci când calează. Acest lucru este cunoscut ca un convertor strâns sau slăbit. Producătorii de convertizoare de cuplu, cum ar fi B&M, TCI Automotive și Performance Automatic, folosesc tehnici care fac convertizoarele de cuplu mai eficiente, cu mai puțin alunecare. O mare parte din tehnologia generală își are rădăcinile în dinamica fluidelor și în modul în care se comportă fluidele în anumite condiții. Cel mai mare factor în construcția convertoarelor este designul statorului, adică forma și unghiul lamei/aripioarei, care determină viteza de blocare și alunecarea. Și numai acest fapt ajută la determinarea timpilor pe sferturi de milă și a modului în care Ford-ul dumneavoastră se comportă pe șosea.

TCR testează la presiune fiecare convertor de cuplu pe care îl reconstruiește.

Scris de George Reid și republicat cu permisiunea CarTech Inc