Funzionamento del convertitore di coppia

Parole chiave:

trasmissione, trasmissioni, prestazioni, convertitore di coppia, stallo elevato

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Il convertitore di coppia è uno dei componenti meno conosciuti in un veicolo dotato di cambio automatico. Cercherò di spiegare cosa fa e come lo fa.

Il convertitore di coppia ha alcune funzioni diverse.

Dobbiamo prima capire che non esiste un collegamento diretto tra l'albero motore e l'albero di entrata della trasmissione (tranne nel caso di un convertitore di tipo lock up, ma di questo ne parleremo più avanti). Ciò significa che la prima funzione del convertitore è quella di collegare l'albero motore e l'albero di entrata in modo che il motore possa muovere il veicolo; ciò si ottiene mediante l'utilizzo di un effetto di accoppiamento fluidico.

Il convertitore di coppia sostituisce anche la frizione necessaria in un cambio manuale; è così che un veicolo con cambio automatico può fermarsi mentre è ancora in marcia senza spegnere il motore.

Il convertitore di coppia funge anche da moltiplicatore di coppia, o rapporto di trasmissione extra, per aiutare l'auto a muoversi da una fermata. Nei convertitori moderni questo rapporto teorico è compreso tra 2:1 e 3:1.

I convertitori di coppia sono costituiti da 4 componenti principali di cui dobbiamo occuparci a scopo esplicativo.

Il primo componente, che è l'organo di azionamento, è chiamato girante o "pompa". È collegato direttamente all'interno dell'alloggiamento del convertitore e poiché il convertitore è imbullonato alla piastra flessibile, gira ogni volta che il motore gira.

Il componente successivo, che è l'elemento di uscita o condotto, è chiamato turbina. L'albero di ingresso della trasmissione è calettato su di esso. La turbina non è fisicamente collegata alla custodia del convertitore e può ruotare in modo completamente indipendente da essa.

Il terzo componente è il gruppo statore; la sua funzione è quella di reindirizzare il flusso di fluido tra la girante e la turbina, che dà l'effetto di moltiplicazione della coppia da fermo.

Il componente finale è la frizione di blocco. A velocità autostradali questa frizione può essere applicata e fornirà un collegamento meccanico diretto tra l'albero motore e l'albero di ingresso, che si tradurrà in un'efficienza del 100% tra il motore e la trasmissione. L'applicazione di questa frizione è solitamente controllata dal computer del veicolo che attiva un solenoide nella trasmissione.

Ecco come funziona tutto. Per semplicità userò l'analogia comune di due ventilatori che rappresentano la girante e la turbina. Diciamo che abbiamo due fan uno di fronte all'altro e ne accendiamo solo uno, l'altro inizierà presto a muoversi.

La prima ventola, che è alimentata, può essere pensata come la girante collegata all'alloggiamento del convertitore. La seconda ventola, la ventola "azionata", può essere paragonata alla turbina, a cui è calettato l'albero di ingresso. Se dovessi tenere la ventola non alimentata (la turbina), quella alimentata (la girante) sarebbe ancora in grado di muoversi: questo spiega come puoi fermarti senza che il motore si spenga.

Immagina ora un terzo componente posto tra i due, che servirebbe ad alterare il flusso d'aria e far sì che la ventola alimentata sia in grado di azionare la ventola non alimentata con una riduzione della velocità, ma anche con un aumento della forza (coppia). Questo è essenzialmente ciò che fa lo statore.

Ad un certo punto (solitamente intorno ai 30-40 mph) si può raggiungere la stessa velocità tra girante e turbina (le nostre due ventole). Lo statore, che è collegato a una frizione unidirezionale, inizierà ora a girare insieme agli altri due componenti e sarà possibile ottenere un'efficienza di circa il 90% tra la manovella e l'albero di ingresso.

Il restante 10% di slittamento tra motore e trasmissione può essere eliminato collegando l'albero di entrata all'albero motore attraverso l'applicazione della frizione di blocco di cui si è parlato prima. Questo tenderà a trascinare il motore, quindi il computer lo comanderà solo con marce più alte e a velocità autostradali quando è presente un carico del motore molto ridotto. La funzione principale di questa frizione è aumentare l'efficienza del carburante e ridurre la quantità di calore generata dal convertitore di coppia.

Un altro termine che potrebbe non essere familiare è quello di un convertitore di coppia "stallo elevato". Un convertitore ad alto stallo differisce da un convertitore stock nel senso che il numero di giri viene aumentato a cui i componenti interni del convertitore - la girante, lo statore e la turbina iniziano a girare insieme e, quindi, interrompono la fase di moltiplicazione della coppia e iniziano la fase di accoppiamento . Il punto in cui il regime del motore smette di salire con le ruote motrici ferme e l'acceleratore completamente aperto viene definito "velocità di stallo".

L'idea alla base di un convertitore di coppia di stallo più elevato è di consentire al motore di girare più liberamente fino al punto in cui inizia la fascia di potenza e, quindi, consentire al veicolo di accelerare da fermo con più potenza.

Questo diventa sempre più importante quando un motore viene modificato. Modifiche al motore come teste portanti, camme più grandi, turbo più grandi (in alcuni casi), aspirazione maggiore