Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Convertidor de par Descripción general del capÍtulo En este capÍtulo se describe un convertidor de par. • • • • • Introducción Estructura Principios del convertidor de par Rendimiento del convertidor de par Función del embrague unidireccional del estátor Estudiemos ahora el convertidor de par. Haga clic en el botón "Siguiente". ©2003 TOYOTA MOTOR CORPORATION Todos los derechos reservados. Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Introducción Generalidades El convertidor de par transmite y multiplica el par del motor utilizando el líquido del transeje automático (ATF, Automatic Transaxle Fluid) del transeje (unidad de engranaje planetario) como medio. Convertidor de par Carcasa del convertidor Turbina de agua Rodete de la turbina El convertidor de par consta de la turbina de agua, el rodete de turbina, el embrague unidireccional y el estátor y la caja del convertidor, que contiene todos estos componentes. Eje del estátor Estátor Embrague unidireccional desde el motor al transeje El convertidor se llena con el ATF suministrado por la bomba de aceite. El motor y la turbina de agua giran, y a continuación se fuerza la salida de este líquido de la turbina de agua en un potente chorro que hace girar el rodete de la turbina. Eje de entrada del transeje Bomba de aceite Convertidor de par Rodete de la turbina Motor Turbina de agua Estátor Estructura Placa impulsora Eje de entrada del transeje OBSERVACIÓN: Para ATF, se utiliza DEXRON® II o Toyota de tipo T-IV. (1/1) Turbina de agua La turbina de agua está integrada en la caja del convertidor y conectada al cigüeñal a través de la placa impulsora. En el interior de la turbina de agua están montadas muchas paletas curvadas. Se instala un anillo guía en los bordes internos de las paletas para proporcionar una vía para una corriente de fluidos suave. Turbina de agua (paleta) Carcasa del convertidor desde el motor Paleta Anillo de guía Anillo de guía (1/1) -1- Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Rodete de turbina Hay muchas paletas instaladas en el rodete de turbina, como en la turbina de agua. La dirección de curvatura de estas paletas es la opuesta a la de las paletas de la turbina de agua. El rodete de la turbina se instala en el eje de entrada del transeje, de forma que las paletas de su interior se opongan a las paletas de la turbina de agua con un pequeño intervalo entre ellas. Rodete de la turbina (paleta) Eje de entrada del transeje desde el motor Paleta Anillo de guía Anillo de guía OBSERVACIÓN: El rodete de la turbina gira con el eje de entrada del transeje cuando el vehículo está en marcha con la palanca de cambios en la posición "D", "2", "L" o "R". Sin embargo, deja de girar cuando se detiene el vehículo. Cuando la palanca de cambios está en la posición "P" o "N", el rodete de turbina gira libremente con la rotación de la turbina de agua. (1/1) Estátor Rodete de la turbina Turbina de agua Estátor Caja del transeje Eje del estátor desde el motor Embrague unidireccional Paleta curvada a la parte posterior de la turbina de agua del rodete de la turbina Paso del líquido si no hubiera estátor -2- El estátor se encuentra entre la turbina de agua y el rodete de la turbina. Se monta mediante un embrague unidireccional en el eje del estátor, que se fija a la caja del transeje. 1. Funcionamiento del estátor El líquido que vuelve del rodete de la turbina a la turbina de agua fluye en la dirección que impide la rotación de la turbina de agua. Por esta razón, el estátor cambia la dirección de la corriente de fluidos de forma que golpee las paletas de la turbina de agua, dándoles un "impulso" añadido para aumentar el par. 2. Funcionamiento del embrague unidireccional El embrague unidireccional permite al estátor girar en el mismo sentido que el cigüeñal del motor. Sin embargo, si el estátor empieza a girar en la dirección de marcha atrás, el embrague unidireccional lo bloquea para evitar que gire. (1/1) Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Principios del convertidor de par Rodete de la turbina Transmisión del par Turbina de agua Cuando la velocidad de la turbina de agua aumenta, la fuerza centrífuga hace que el líquido empiece a fluir hacia fuera desde el centro de la turbina de agua. A medida que aumenta la velocidad de la turbina de agua, se fuerza la salida del líquido de la misma. El líquido golpea las paletas del rodete de la turbina y hace que empiece a girar en la misma dirección que la turbina de agua. El líquido fluye a lo largo de las paletas del rodete de la turbina. Cuando alcanza el interior del rodete de la turbina, la superficie curva interna del rodete redirige el líquido hacia la turbina de agua otra vez y el ciclo empieza de nuevo. La transmisión del par se realiza mediante la circulación de líquido a través de la turbina de agua y el rodete de la turbina. (1/1) Multiplicación del par El convertidor de par multiplica el par devolviendo el líquido, que aún tiene suficiente energía tras pasar por el rodete de la turbina, a la turbina de agua mediante la paleta del estátor. Es decir, se hace girar la turbina de agua mediante el par del motor, al que se añade el par del líquido que vuelve del rodete de la turbina. La turbina de agua multiplica el par de entrada original para la transmisión al rodete de la turbina. Rodete de la turbina Turbina de agua Estátor (1/1) -3- Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Rendimiento del convertidor de par Relación de pares y eficacia de la transmisión Margen de acoplamiento (%) Margen del convertidor Eficacia de la transmisión 80 3 60 2 Eficacia de la transmisión Relación de par 100 40 Relación de par 1 0 0.2 0.4 0.6 20 0.8 1.0 Relación de velocidad Relación de par Par de salida del rodete de la turbina = Par de entrada de la turbina de agua Eficacia de la transmisión Salida del rodete de la turbina × = 100 (%) Entrada de la turbina de agua = Par de salida del rodete de la turbina × relación de velocidad × 100 (%) Par de entrada de la turbina de agua Relación de velocidad Rpm del rodete de la turbina = Rmp de la turbina de agua La multiplicación del par realizada por el convertidor de par aumenta en proporción al flujo del vórtice. Esto significa que el par alcanza el máximo cuando se detiene el rodete de la turbina. El funcionamiento del convertidor de par se divide en dos márgenes de funcionamiento: • El margen del convertidor, en el que se realiza la multiplicación del par. • El margen de acoplamiento, en el que se realiza la transmisión del par simple, sin multiplicación del par. El punto de embrague es la línea divisoria entre estos dos márgenes. La eficacia de la transmisión del convertidor de par indica la efectividad con que se transmite la energía impartida (suministrada) a la turbina de agua al rodete de la turbina. Esta energía es la misma que a salida del motor y es proporcional a la velocidad del motor (rpm) y al par. Como el par se transmite con una relación de casi 1:1 en un acoplamiento líquido, la eficacia de la transmisión en el margen de acoplamiento aumenta linealmente en proporción a la relación de velocidad. Sin embargo, la eficacia de la transmisión del convertidor de par no alcanza el 100%, sino que es, en general, del 95% (aproximadamente). Esta pérdida de energía se debe al calor generado en el líquido y a la fricción. Cuando el líquido circula, se refrigera mediante el enfriador de aceite. (1/1) -4- Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Punto de calado y punto de embrague Margen de acoplamiento (%) Margen del convertidor 80 3 60 Punto de embrague 2 40 1 Punto de calado 0 0.2 0.4 20 0.6 0.8 Relación de velocidad 1.0 Eficacia de la transmisión Relación de par 100 1. Punto de calado El punto de calado corresponde a la situación en la que el rodete de la turbina está inmóvil. La diferencia de velocidad de rotación entre la turbina de agua y el rodete de la turbina es máxima. La relación máxima del par del convertidor de par está en el punto de calado. (Generalmente está en un intervalo entre 1,7 y 2,5.) La eficacia de la transmisión es 0. OBSERVACIÓN: En la prueba de calado descrita más adelante, se prueban el funcionamiento del convertidor de par y la salida del motor con el motor en marcha a máxima aceleración (carga completa) en este punto de calado. 2. Punto de embrague Cuando el rodete de la turbina empieza a girar y la relación de velocidad aumenta, la diferencia de velocidad de rotación entre el rodete de la turbina y la turbina de agua empieza a disminuir. Sin embargo, en este momento la eficacia de la transmisión aumenta. La eficacia de la transmisión está en su punto máximo justo antes del punto de embrague. Cuando la relación de velocidad alcanza un nivel especificado, la relación de pares llega a ser de casi 1:1. Es decir, el estátor empieza a girar en el punto de embrague y el convertidor de par empieza a funcionar como acoplamiento hidráulico para evitar que la relación de pares caiga por debajo de 1. CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO: Prueba de calado Esta prueba se utiliza para comprobar el rendimiento global del motor y el transeje (los embragues y los frenos de la unidad de engranaje planetario). Se realiza inmovilizando el vehículo y midiendo el número de rpm del motor cambiando a la posición "D" o "R" y pisando a fondo el pedal del acelerador. (1/1) -5- Técnico de diagnóstico - Transeje automático Función del embrague unidireccional del estátor Embrague unidireccional bloqueado Paleta del estátor Convertidor de par Descripción La dirección del líquido que entra en el estátor desde el rodete de la turbina depende de la diferencia de velocidades de rotación entre la turbina de agua y el rodete de la turbina. 1. Cuando la diferencia de velocidades de rotación es grande El líquido golpea la superficie delantera de las paletas del estátor y esto hace que el estátor gire en sentido opuesto al de giro de la turbina de agua. Sin embargo, la turbina de agua no puede girar en sentido opuesto, ya que el estátor está bloqueado por el embrague unidireccional. Por tanto, la dirección de la corriente de fluidos cambia. Embrague unidireccional liberado Paleta del estátor 2. Cuando la diferencia de velocidades de rotación es pequeña Parte del líquido que fluye desde el rodete de la turbina llega a la superficie trasera de las paletas del estátor. Cuando la diferencia de velocidades es mínima, gran parte del líquido enviado desde el rodete de la turbina entra en contacto con la superficie trasera de las paletas del estátor. En este caso, las paletas del estátor interfieren con la corriente de fluidos. El embrague unidireccional hace que el estátor quede inactivo en la misma dirección en que gira la turbina de agua y que el líquido vuelva uniformemente a la turbina de agua. CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO: • Cuando no se puede bloquear el estátor, se producen síntomas de fallo de aceleración debido a que el sistema está en el margen de acoplamiento. Por otra parte, cuando el estátor no puede girar libremente, el sistema permanece en el margen del convertidor y se producen síntomas como la imposibilidad de superar una velocidad determinada. • Inspección del embrague unidireccional (1/1) Inspección del embrague unidireccional Método de inspección del embrague unidireccional (1) Inserte la SST en el anillo interior del embrague unidireccional. SST (2) Instale la SST de manera que encaje en la muesca del cubo del convertidor y en la guía exterior del embrague unidireccional. Convertidor de par (3) Con el convertidor de par levantado en su lado, el embrague debería bloquearse al girar en el sentido contrario al de las agujas del reloj y debería girar libre y uniformemente al girar en el sentido de las agujas del reloj. Si es necesario, limpie el convertidor y vuelva a probar el embrague. Si el embrague unidireccional sigue sin pasar la prueba, reemplácelo. (1/1) -6- Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Ejercicio Use los ejercicios para comprobar su comprensión de los materiales de este capítulo. Después de cada ejercicio, puede usar el botón de referencia para consultar las páginas relacionadas con la pregunta. Cuando obtenga una respuesta incorrecta, regrese al texto para revisar el material y buscar la respuesta correcta. Después de responder todas las preguntas correctamente podrá pasar al capítulo siguiente. Capítulo Página con texto relacionado Todas las respuestas correctas Ejercicios Respuesta incorrecta Regresar a la página de texto relacionado para su revisión Capítulo siguiente Página con texto relacionado Todas las respuestas correctas Ejercicios Respuesta incorrecta Regresar a la página de texto relacionado para su revisión ¿Lo ha comprendido? Ahora, probemos con los ejercicios Haga clic en el botón "Siguiente". -7- Técnico de diagnóstico - Transeje automático Convertidor de par Pregunta- 1 En la siguiente ilustración se muestra la estructura del convertidor de par. Seleccione en el siguiente grupo de palabras las que corresponden a 1-5. . 3 1 4 2 5 a) Turbina de agua b) Rodete de turbina Respuesta: 1. c) Estátor 2. 3. d) Embrague unidireccional 4. e) Caja del convertidor 5. Pregunta- 2 Las siguientes afirmaciones corresponden al funcionamiento del convertidor de par. Seleccione la afirmación que es Verdadera. 1. La turbina de agua gira en todo momento mientras gire el motor. 2. El rodete de la turbina gira junto con la caja del convertidor como una unidad. 3. Al arrancar, el estátor está en punto muerto. 4. Se acciona el motor y el rodete de turbina gira para que gire la turbina de agua. -8-