convertidor de par

Un convertidor de par es una cámara sellada llena de fluido de transmisión automática (ATF) que transfiere la potencia de rotación de un motor a una carga, típicamente las ruedas de un vehículo a través de una transmisión automática. A diferencia de un embrague mecánico, utiliza el movimiento del fluido en lugar de la fricción para acoplar y desacoplar, y puede multiplicar el par en el eje de salida cuando las velocidades de entrada y salida difieren significativamente. Esto permite que un motor que funciona, por ejemplo, a 2000 rpm, acelere una entrada de transmisión estacionaria desde cero rpm sin que el motor se cale.

El convertidor contiene tres elementos giratorios principales: el impulsor (accionado por el motor), la turbina (que acciona el eje de entrada de la transmisión) y el estator (una rueda con embrague unidireccional que redirige el flujo de fluido). El ATF es acelerado hacia afuera por el impulsor giratorio y golpea las paletas de la turbina, transfiriendo el impulso. Luego, el fluido entra en el estator, que lo redirige de vuelta al impulsor en un ángulo más eficiente cuando la velocidad de la turbina es baja. Esta redirección crea el efecto de multiplicación de par. A medida que la velocidad de la turbina aumenta y se acerca a la velocidad del impulsor, el embrague del estator se desbloquea y el convertidor pierde eficiencia de multiplicación, pero gana eficiencia general.

La relación entre el par de salida y el par de entrada se denomina relación de calado o factor de multiplicación de par. La mayoría de los convertidores de par automotrices tienen relaciones de calado entre 1.8 y 2.5, lo que significa que un par de entrada de 200 ft-lb puede convertirse en 360 a 500 ft-lb en el eje de la turbina cuando la turbina está bloqueada o casi calada. Los convertidores industriales de servicio pesado utilizados en equipos de minería o embarcaciones marinas pueden tener diferentes relaciones de calado según el perfil de carga. A medida que las velocidades del convertidor se sincronizan, la multiplicación disminuye; en acoplamiento completo (cuando el impulsor y la turbina giran casi a la misma velocidad), la relación de par se acerca a 1:1 y la eficiencia se acerca a la de un eje mecánico sólido.

Fallos comunes y limitaciones operativas

La degradación del ATF es el principal mecanismo de desgaste. El calor, la contaminación por agua y el daño por cizallamiento a los modificadores de viscosidad del fluido reducen la lubricación y la refrigeración, causando erosión de las paletas de la turbina, cavitación del impulsor y fallo de los cojinetes. El sobrecalentamiento por encima de 200 °C (390 °F) acelera la descomposición del fluido. Las partículas metálicas del desgaste de los cojinetes contaminan aún más el fluido, creando una espiral de fallos. La prueba de calado del convertidor (mantener la turbina estacionaria mientras el impulsor gira) se utiliza como verificación de diagnóstico; la velocidad de calado normal para vehículos de pasajeros suele ser de 1600 a 2200 rpm, y la desviación indica daño interno. Las altas velocidades de calado a menudo indican deslizamiento, las bajas velocidades indican bloqueo u obstrucción del convertidor.

En las transmisiones automáticas, el convertidor de par ha sido en gran medida complementado o reemplazado por embragues de bloqueo que acoplan mecánicamente el impulsor y la turbina a velocidades de autopista para mejorar la economía de combustible. Los convertidores modernos pueden tener resortes de amortiguación internos para reducir el impacto en la transmisión y prolongar la vida útil del embrague en la transmisión. Las aplicaciones industriales y marinas siguen dependiendo de convertidores más grandes sin dispositivos de bloqueo, ya que esas aplicaciones priorizan la aceleración suave y la absorción de carga sobre la eficiencia del combustible.