convert id ores de par y divisores de par

8/2/2019 Convert Id Ores de Par y Divisores de Par

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Lección 2: Convertidores de par y

divisores de par

Introducción

Esta lección presenta los tipos de acoplamientos de fluidos, incluidoslos convertidores de par y los divisores de par.

Objetivos

Al terminar esta unidad, el estudiante podrá:

1. Identificar los componentes y explicar la operación de losconvertidores de par y de los divisores de par

2. Desarmar y armar un convertidor de par

3. Desarmar y armar un divisor de par.

Materiales de referencia

La información de servicio relacionada con el desarmado y elarmado del convertidor de par y el divisor de par usados en losejercicios de las prácticas de taller.

Animaciones del tren de fuerza*

* Vea la información suplementaria en el CD-ROM Tren de Fuerza Ide Caterpillar.

Herramientas

Las herramientas apropiadas indicadas en la información de serviciopara el convertidor de par y el divisor de par usados en los ejerciciosde las prácticas de taller.



Fig. 2.2.1 Acoplamiento hidráulico

El convertidor de par es una forma de acoplamiento hidráulico usadopara transmitir potencia del motor al eje de entrada de la transmisión.

En los convertidores de par se usa fluido (aceite) para conectarhidráulicamente el volante del motor al eje de entrada de latransmisión. A menos que la máquina esté equipada con un embraguede traba, no hay conexión directa entre el motor y la transmisión, ysólo actúa el mecanismo de mando hidráulico.

Hay tres tipos de mecanismos hidráulicos que se usan para transmitirpotencia: el acoplamiento hidráulico (figura 2.2.1), el convertidor depar y el divisor de par. Todos son dispositivos de mando hidráulico enlos que usa la energía de un fluido en movimiento para transmitirpotencia.

Unidad 2 2-2-2 Tren de Fuerza I

Lección 2



Fig. 2.2.2 Dos ventiladores

La operación de un acoplamiento hidráulico se puede comparar con laoperación de dos ventiladores eléctricos enfrentados (figura 2.2.2). Si

un ventilador está funcionando, la energía del aire en movimientohace girar el otro ventilador.

En un acoplamiento hidráulico, el fluido actúa como el aire entre losdos ventiladores. Al igual que en los ventiladores, la fuerza del fluidode salida del componente impulsor actúa como la fuerza de entradadel componente impulsado. Como el líquido tiene mayor masa que elaire, el líquido transmite mayor energía.

La potencia mecánica del motor se convierte en potencia hidráulica yla potencia hidráulica se convierte de nuevo en potencia mecánicapara impulsar el eje de salida.


Lección 2



Fig. 2.2.3 Rodete y turbina

Fig. 2.2.4 Sección transversal de la turbina

La turbina y el rodete tienen perfiles redondeados (figura 2.2.4). Sihacemos un corte transversal de la turbina del lado izquierdo de lafigura, obtenemos la forma de la figura de la derecha.

Esta forma redondeada se mostrará en los diagramas siguientes decortes transversales del acoplamiento hidráulico.

La figura 2.2.3 ilustra las dos mitades de un acoplamiento hidráulico.Varios álabes radiales rectos se extienden del borde interno al borde

externo. Los álabes de la pieza del lado derecho son una parte de lacaja. Esta pieza se denomina rodete o bomba. Los álabes de la piezaizquierda son parte de la turbina.

El rodete cambia la potencia mecánica del motor en potenciahidráulica, y la turbina cambia de nuevo la potencia hidráulica enpotencia mecánica para impulsar la transmisión. El rodete y la turbinase montan muy cerca uno del otro para obtener el rendimientorequerido.


Lección 2



Fig. 2.2.5 Flujo de aceite del acoplamiento hidráulico

La figura 2.2.5 representa el acoplamiento hidráulico. El eje delrodete de bomba (1) se conecta al volante del motor. El eje de salida

de la turbina (2) se conecta a la unidad impulsada.El rodete y la turbina giran juntos en la caja (3) y no se conectandirectamente en ningún momento. La caja está llena de aceite.

Cuando el motor se pone en funcionamiento, el rodete gira. Al girarel rodete, lanza el aceite desde el centro hasta el borde externo. Laforma del rodete y la fuerza centrífuga envían el aceite hacia afuera ya través de la turbina. El aceite golpea los álabes de la turbina. Laturbina absorbe la energía del aceite en movimiento e inicia su propiomovimiento. A medida que el aceite golpea la turbina, el aceiteresbala y fluye dentro, hacia el centro, para volver al rodete.

Cuando el aceite deja la turbina, fluye en dirección opuesta al flujo deaceite del rodete y tiende a oponerse al rodete.

Las flechas gruesas indican el aumento de velocidad y energía delaceite cuando se mueve a través del rodete. Las flechas pequeñasdentro del rodete indican el aceite que baja lentamente y pierde suenergía en la turbina.

NOTA DEL INSTRUCTOR: En la figura 2.2.5 el rodete de la

bomba se muestra en rojo, la turbina, en azul y la caja, en verde.


Lección 2

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Fig. 2.2.6 Flujo de aceite giratorio

La figura 2.2.6 muestra los dos tipos básicos de flujo de aceite de unacoplamiento hidráulico: flujo giratorio (flechas grandes) y flujo de

vórtice (flechas pequeñas). El flujo giratorio ocurre cuando el aceitese desplaza con el rodete y la turbina en el sentido de rotación. Estosucede cuando el rodete y la turbina se desplazan casi a la mismavelocidad, por ejemplo, cuando el equipo está en vacío o cuando sedesplaza sin carga o con muy poca carga. El aceite se lanza haciaafuera debido a la fuerza centrífuga del rodete y de la turbina (flechaspequeñas). El aceite simplemente fluye girando todo el tiempo en elrodete y en la turbina (flechas grandes).

Con el flujo de aceite giratorio hay un mínimo deslizamiento odiferencia entre la velocidad de rotación del rodete y de la turbina. El

par de la salida de la turbina es de cero.


Lección 2



Fig. 2.2.7 Flujo de aceite de vórtice

El flujo de aceite de vórtice, mostrado en la figura 2.2.7, ocurrecuando el aceite se desplaza hacia afuera a través del rodete, atraviesa

la turbina y regresa hacia adentro a través de la turbina al rodete. Elrodete gira con el motor. La turbina está calada o se sostiene fijamediante una carga. El aceite que se desplaza a través y golpea losálabes de la turbina limita el movimiento de aceite en el sentido derotación con el rodete. La trayectoria del flujo de aceite se asemeja auna espiral.

Cuando se tiene un flujo de vórtice hay un "patinaje" máximo entre elrodete y la turbina. El par de salida es más grande cuando la turbinaestá calada.

En condiciones de operación normal, el flujo de aceite de unacoplamiento hidráulico combina el flujo giratorio y el flujo devórtice. La trayectoria del flujo imaginario es como una espiral dealambre que se suelta o aprieta dependiendo de la cantidad o grado de"patinaje" entre el rodete y la turbina.

NOTA: En un acoplamiento hidráulico, el par de entrada es

igual al par de salida. El acoplamiento hidráulico transmite

fuerza, pero no multiplica el par. Como en un acoplamiento

hidráulico el aceite fluye del rodete a la turbina, el aceite no se

desplaza en el mismo sentido de la turbina. Esto produce una

carga innecesaria en el motor. Se requiere un estator para

multiplicar el par.


Lección 2



Fig. 2.2.8 Convertidor de par

Un convertidor de par es un acoplamiento hidráulico al que se haañadido un estator. Al igual que en el acoplamiento hidráulico, el

convertidor de par acopla el motor a la transmisión y proporciona lapotencia requerida para mover la máquina. La figura 2.2.8 muestra uncorte del convertidor de par. La caja se cortó transversalmente parapermitir ver las piezas internas.

A diferencia del acoplamiento hidráulico, el convertidor de par puedetambién multiplicar el par del motor, con lo cual aumenta el par a latransmisión. En el convertidor de par se usa un estator, que dirige denuevo el fluido al rodete en el sentido de rotación. La fuerza delaceite del estator incrementa el par que se transfiere del rodete a laturbina y multiplica el par.

Los componentes básicos del convertidor de par son una caja derotación, el rodete, la turbina, el estator y el eje de salida.


Lección 2



Fig. 2.2.9 Componentes del convertidor de par

La caja de rotación y el rodete (1) giran con el motor, la turbina (2)impulsa el eje de salida y el estator (3) está fijo y se mantiene fijo por

medio de la caja del convertidor de par.El aceite fluye hacia arriba desde el rodete giratorio, pasa alrededordel interior de la caja, va hacia abajo y pasa por la turbina. De laturbina, el aceite pasa de nuevo al rodete por el estator.

La caja de rotación se conecta al volante y rodea completamente elconvertidor de par. Una válvula de alivio de entrada y una de salidacontrolan la presión de aceite en el convertidor de par..

NOTA DEL INSTRUCTOR: En las figuras de la 2.2.9 a la 2.2.12,

la caja giratoria y el rodete se muestran en rojo, la turbina, en

azul y el estator, en verde.


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Fig. 2.2.10 El rodete envía con fuerza el aceite contra la turbina

El rodete (1) es el elemento impulsor del convertidor de par. Estáestriado al volante y gira a las revoluciones del motor. El rodete

contiene álabes que envían con fuerza el aceite contra los álabes de laturbina (figura 2.2.10). Mientras la turbina gira, el rodete "lanza" elaceite hacia afuera al interior de la caja de rotación. El aceite semueve en el sentido de rotación cuando deja los álabes del rodete.

La turbina (2) es el elemento impulsado del convertidor de par ycontiene álabes que reciben el flujo de aceite del rodete. El impactodel aceite del rodete en los álabes de la turbina hace que ésta gire. Laturbina hace girar el eje de salida (estriado a la turbina). El aceite semueve en dirección opuesta a la rotación del motor/volante cuandosale de los álabes de la turbina.

NOTA DEL INSTRUCTOR: Para ver la animación de los álabes

del rodete que mueve el aceite dentro del convertidor de par,

consulte el archivo "Impeller.AVI" en la información

complementaria del CD-ROM del curso de Tren de Fuerza I.


Lección 2

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Fig. 2.2.11 El estator envía el aceite nuevamente al rodete

El estator es el elemento de reacción estacionaria con álabes quemultiplican la fuerza al hacer que el flujo de la turbina regrese al

rodete. El propósito del estator es cambiar el sentido del flujo deaceite entre la turbina y el rodete. La figura 2.2.11 muestra estecambio de sentido, que aumenta el momento del fluido y, por tanto, lacapacidad de par del convertidor. El estator está conectado a la cajadel convertidor de par. El momento del aceite está en el mismosentido del rodete. El aceite golpea la parte de atrás de los álabes delrodete y hace que gire. Esto se conoce como reacción.


Lección 2



Fig. 2.2.12 El aceite fluye continuamente

Las flechas amarillas de la figura 2.2.12 muestran el flujo de aceiteenviado con fuerza hacia afuera del rodete y alrededor de la caja

dentro de la turbina. El aceite impulsa la turbina, y el par se transmiteal eje de salida. Cuando el aceite deja los álabes de la turbina, elaceite golpea el estator, que envía el aceite hacia el sentido de girodel rodete. El flujo de aceite se envía hacia arriba para entrarnuevamente al rodete. El aceite fluye continuamente entre loscomponentes del convertidor de par.

El eje de salida, conectado por estrías a la turbina, envía el par al ejede entrada de la transmisión. El eje de salida está conectado a latransmisión mediante una horquilla y un eje de mando, odirectamente al engranaje de entrada de la transmisión.

NOTA DEL INSTRUCTOR: Para ver la animación del flujo de

aceite del convertidor de par explicado aquí, consulte el archivo

"Torque_Con.AVI" en la información complementaria del curso

en CD-ROM del Tren de Fuerza I.


Lección 2



Fig. 2.2.13 Flujo de aceite del convertidor de par

La figura 2.2.13 muestra una sección transversal del convertidor depar. Las flechas indican el flujo de aceite en el convertidor de par. El

orificio de entrada de aceite está justo encima del eje de salida, y el desalida está en el soporte del convertidor, debajo del eje de salida.

El aceite de la bomba fluye a través de la válvula de alivio de entradadel convertidor de par (no mostrada). La válvula de alivio de entradadel convertidor de par controla la presión máxima del aceite en elconvertidor de par.

El aceite fluye, a través de la maza, al rodete y lubrica el cojinete en lamaza. El aceite fluye, luego, a través del convertidor de par, como sedescribió anteriormente. El aceite sale del convertidor de par y fluye através de la válvula de alivio de salida. La válvula de alivio de salida

controla la presión mínima del convertidor de par. El aceite se debemantener con presión en el convertidor de par, a fin de reducir ominimizar la cavitación, que reduciría la eficiencia del convertidor.Cavitación es la formación de burbujas de vapor de aceite alrededor delos álabes.

El convertidor de par absorbe las cargas de impacto. La viscosidad delaceite del convertidor de par es un buen medio para transmitir lapotencia. El aceite reduce la cavitación, lleva afuera el calor y lubricalos componentes del convertidor de par.

El convertidor de par se ajusta a la carga del equipo. A carga alta, elrodete gira más rápido que la turbina para aumentar el par y reducir lavelocidad. Con una pequeña carga en el equipo, el rodete y la turbinagiran prácticamente a la misma velocidad. La velocidad aumenta y elpar disminuye. En condición de calado, la turbina permanece fija y elrodete queda girando. Se produce el máximo par y se para la turbina.

NOTA DEL INSTRUCTOR: En la figura 2.2.13, la caja giratoria

y el rodete se muestran en rojo, la turbina y el eje de salida, en

azul y el estator, en verde.


Lección 2



VENTAJAS DELCONVERTIDOR DE PAR

• Multiplica el par

• Evita el calado del motor encarga alta

• Permite el uso de laservotransmisión

Fig. 2.2.14 Ventajas del convertidor de par

Fig. 2.2.15 Divisor de par

Un divisor de par (figura 2.2.15) proporciona las ventajas combinadasdel convertidor de par y del mando de engranajes planetarios. El

divisor de par es un convertidor de par convencional con un conjuntode engranajes planetarios integrados en la parte delantera. Estaconfiguración permite una división variable del par del motor entre elconvertidor y el conjunto de engranajes planetarios. La divisiónpuede ser tan alta como 70/30, dependiendo de la carga de lamáquina. Tanto el convertidor como la salida del conjunto deengranajes planetarios están conectados al eje de salida del divisor depar.

El convertidor de par multiplica el par cuando la carga lo requiere yayuda a proteger el motor del calado durante las aplicaciones de

cargas altas. El convertidor de par también hace que los sistemashidráulicos de la máquina continúen funcionando y el uso de laservotransmisión.


Lección 2



Fig. 2.2.16 Convertidor de par y conjunto de engranajes planetarios

ENGRANAJE

CENTRAL

CAJA

RODETE

TURBINA

CONDUCTO

DE SALIDA

EJE DE SALIDA

ESTATOR

PORTAPLANETARIO

ENGRANAJES PLANETARIOS

VOLANTE DEL MOTOR

CONDUCTO

DE ENTRADA

CORONA

DIVISOR DE PAR

Fig. 2.2.17 Componentes del divisor de par

Los divisores de par combinan un mando hidráulico con un mandomecánico y se ajustan a las condiciones de la carga. Al igual que elconvertidor de par, el divisor de par (figura 2.2.17) consta de cuatrocomponentes contenidos en una caja que se llena de aceite medianteuna bomba: el rodete (elemento impulsor), la turbina (elementoimpulsado), el estator (elemento de reacción) y el eje de salida. Éstosfuncionan del mismo modo que en un convertidor de par. El divisorde par también contiene un conjunto de engranajes planetarios.

El divisor de par está unido al volante del motor. Durante laoperación, el convertidor de par y el conjunto de engranajes

planetarios funcionan juntos para proporcionar la más eficientedivisión del par del motor.

El convertidor de par (figura 2.2.16, diagrama de la izquierda) proveemultiplicación de par para cargas pesadas, mientras que el conjuntode engranajes planetarios (figura 2.2.16, diagrama de la derecha)suministra casi 30 % del mando directo durante operaciones de cargaligera.


Lección 2



El conjunto de engranajes planetarios diferencia el divisor de par delconvertidor de par. El conjunto de engranajes planetarios permitemando directo cuando el equipo está con carga ligera. En cargapesada, el divisor de par funciona como un convertidor de par

convencional para aumentar el par de salida.El conjunto de engranajes planetarios consta de un engranaje central,una corona, ruedas planetarias y un portaplanetarios. La corona estáestriada a la turbina. El portaplanetarios está estriado al eje de salida.El engranaje central está estriado al volante del motor y gira a lasrevoluciones por minuto del motor.

Con una carga ligera en la máquina, el portaplanetarios tiene bajaresistencia para girar, de modo que el engranaje central, losengranajes planetarios, el portaplanetarios y la corona giran a lamisma velocidad. El par del convertidor y del conjunto de engranajesplanetarios se transmite a través del portaplanetarios al eje de salida ya la transmisión. Ni el convertidor de par ni el conjunto de engranajeplanetario multiplican el par del motor cuando giran a la mismavelocidad.

Cuando el equipo está con carga pesada, el portaplanetarios se resistea girar. Dado que el engranaje central está girando a la velocidad delmotor, esta resistencia al giro hace que los engranajes planetariosgiren sobre sus ejes. Su giro es contrario al de la corona. Estodisminuye la velocidad de la corona. Dado que la turbina estáconectada a la corona, una disminución en la velocidad hará que el

convertidor de par aumente el par de salida. Este par se envía alportaplanetarios y al eje de salida a través de la corona.

Al disminuir la velocidad de la corona, el par del motor a través delengranaje central y del conjunto de engranajes planetarios también semultiplica. Este par también se envía al portaplanetarios y al eje desalida a través de la corona.

Si la resistencia al giro del portaplanetarios es muy alta, la corona sedetiene. Durante algunas condiciones de carga muy altas, el giro delportaplanetarios y el eje de salida se pararán, lo que se conoce como

convertidor calado. Esto hace que la corona gire lentamente ensentido contrario. En este momento, se tiene la multiplicaciónmáxima de par del convertidor de par y del engranaje central.

NOTA DEL INSTRUCTOR: Para ver la animación del divisor

de par explicado aquí, consulte el archivo "Torque_Div.AVI" en

la información complementaria del curso en CD-ROM del Tren

de Fuerza I.


Lección 2



VENTAJAS DEL DIVISOR DE PAR

• Absorbedor de choques

• Mayor par de salida• Más continua aplicación de potencia

• Permite operación de mando directo

Fig. 2.2.18 Ventajas del divisor de par

Fig. 2.2.19 Tractor de cadenas con divisor de par

Los divisores de par se usan en tractores de cadenas para impulsar lamáquina a través de terrenos difíciles sin producir crestas de potencia.

Los convertidores de par de los tractores de cadenas permanecencalados más que en cualquier otra máquina Caterpillar. En la figura2.2.19 se muestra un Tractor de Cadenas equipado con un divisor depar.

Los divisores de par proporcionan una aplicación continua depotencia y aumentan el par de salida disponible en cargas altas. Los

divisores de par absorben los choques de potencia y aumentan así lavida útil del tren de fuerza. Los divisores de par permiten unaoperación de mando directo de la máquina que, a su vez, aumenta laeficiencia y la economía de combustible.


Lección 2



Fig. 2.2.20 Convertidor de par de embrague de traba

Algunas máquinas requieren mando de convertidor de par en ciertascondiciones y de mando directo en otras. El convertidor de par de

embrague de traba (figura 2.2.20) proporciona una conexión directaentre la transmisión y el motor. Éste también opera de igual formaque un convertidor de par convencional cuando no está en el modo detraba.

El embrague de traba está en la caja del convertidor de par. Cuando elembrague de traba se acopla, el embrague conecta la caja de rotacióndirectamente al eje de salida y la turbina. El eje de salida girará a lavelocidad del motor. El mando directo provee la más alta eficienciadel tren de mando en velocidades altas. El embrague de traba conectala turbina a la caja de rotación. La caja de rotación gira a la misma

velocidad del rodete. El embrague de traba se conectaautomáticamente en cualquier momento en que las condiciones deoperación del equipo exijan mando directo.


Lección 2



CONVERTIDOR DE PARDE EMBRAGUE IMPULSOR

CAJA

EMBRAGUE DE TRABA

TURBINA

RODETE

EMBRAGUE IMPULSOR

ESTATOR

Fig. 2.2.21 Componentes del convertidor de par de embrague de traba

La figura 2.2.21 muestra los componentes del embrague de traba. Elembrague de traba consta de un pistón de embrague, planchas y

discos. Una válvula de control del embrague de traba, ubicada en lacubierta externa, controla el flujo de aceite para la conexión delembrague de traba. En algunas aplicaciones de la máquina, elembrague de traba se controla mediante un solenoide activado por elMódulo de Control Electrónico (ECM).

Cuando se requiere activar el embrague de traba, el aceite fluye através de un conducto de aceite en el eje de salida al pistón deembrague de traba. El pistón de embrague de traba y las planchas seconectan a la caja del convertidor mediante estrías. La caja delconvertidor gira a la velocidad del motor. Los discos están conectados

al adaptador con estrías y el adaptador está empernado a la turbina.La presión de aceite del pistón empuja el pistón contra las planchas ylos discos del embrague de traba. Las planchas y los discos giran juntos y hacen que la turbina y el eje de salida giren a la mismavelocidad que la caja del convertidor. La turbina y el rodete giranahora a la misma velocidad y no hay multiplicación de par delconvertidor de par.

Cuando el embrague de traba se libera, el convertidor de parmultiplica el par como en un convertidor de par convencional.


Lección 2



VENTAJAS DE UN CONVERTIDORDE PAR DE EMBRAGUE DE TRABA

• Mayor flexibilidad en la aplicación de la máquina

• Multiplicación de par en cargas altas

• Mando directo en velocidades altas

Fig. 2.2.22 Ventajas del convertidor de par de embrague de traba

Fig. 2.2.23 Cargadores de ruedas y mototraíllas grandes

Varios tipos de máquinas están equipados con convertidores de parcon embrague de traba, como los cargadores de ruedas y lasmototraíllas grandes mostrados en la figura 2.2.23.

El convertidor de par de embrague de traba permite flexibilidad en laaplicación de la máquina. Cuando la máquina está con carga alta, el

convertidor de par con embrague de traba funciona como unconvertidor de par convencional, y multiplica el par. Cuando elequipo se desplaza a velocidad alta, el convertidor de par delembrague de traba provee mando directo para velocidades más altas ymejora la economía de combustible.


Lección 2



Fig. 2.2.24 Embrague unidireccional

El convertidor de par de embrague unidireccional opera en formasimilar al convertidor de par convencional. En el rodete se usa fluidopara accionar la turbina y el eje de salida. Sin embargo, el estator vamontado en un embrague unidireccional en vez de una caja fija. Esteembrague unidireccional hace que el estator gire libremente cuandono se requiere multiplicación de par.

El disco de leva conecta el embrague unidireccional al estator y estáestriado al estator. Los rodillos proveen la conexión mecánica entre laleva y la maza. Los resortes sostienen los rodillos en la abertura de laleva. La maza conecta el embrague unidireccional al portador y estáestriado al portador.

Cuando se tiene una carga pesada y se requiere multiplicar el par, lafuerza del aceite sobre la parte delantera de los álabes del estatortratará de hacer girar el disco de leva a la derecha. Esta acción haceque los rodillos se "amontonen" entre el disco de leva y la maza, ybloqueen el estator en su lugar. El estator, entonces, envía de nuevo elaceite al rodete para multiplicar el par.

Cuando aumenta la velocidad del rodete y la turbina, la fuerza delaceite empieza a golpear la parte de atrás de los álabes del estator ygiran el estator hacia la izquierda. Cuando giran en este sentido, losrodillos no se "amontonan" y pueden rodar en la maza, y el estator sedesplaza a rueda libre. El estator no envía el aceite al rodete y haceque el convertidor de par actúe más como un acoplamiento

hidráulico.

El embrague unidireccional también se usa con los convertidores depar de embrague de traba. En los convertidores de par de embraguede traba, el embrague unidireccional hace que el estator girelibremente cuando el equipo está en mando directo.

NOTA DEL INSTRUCTOR: Para ver la animación del

embrague unidireccional explicado aquí, consulte los archivos

"Oneway_L.AVI" y "Oneway_U.AVI" en la información

complementaria del curso en CD-ROM del Tren de Fuerza I.


Lección 2



Ventajas de los convertidores de par

unidireccionales

• Multiplicación de par en cargas pesadas

• Reduce arrastre del convertidor

• Menor producción de calor

Fig. 2.2.25 Ventajas de los convertidores de par unidireccionales

La multiplicación de par ocurre con cargas pesadas.

El estator gira en rueda libre durante cargas ligeras, lo cual resulta enmenor producción de calor y disminución del arrastre del convertidor.


Lección 2

Fig. 2.2.26 Equipos con embragues unidireccionales

Las mototraíllas, las retroexcavadoras, los camiones de obras y losvolquetes articulados están equipados con embraguesunidireccionales.



Fig. 2.2.27 Convertidor de par con embrague impulsor

CONVERTIDOR DE PARDE EMBRAGUE IMPULSOR

CAJA

EMBRAGUE DE TRABA

TURBINA

RODETE

EMBRAGUE IMPULSOR

ESTATOR

Fig. 2.2.28 Componentes del convertidor de par con embrague impulsor

La figura 2.2.28 muestra los componentes del embrague impulsor. Elembrague impulsor acopla el rodete a la caja del convertidor y constade un pistón de embrague impulsor, planchas y discos. Cuando elECM aumenta la corriente del solenoide del embrague impulsor,disminuye la presión del embrague impulsor. Cuando la corriente delECM está en ceros, la presión del embrague impulsor está al máximoy el convertidor funciona como un convertidor convencional.

El convertidor de par con embrague impulsor (figura 2.2.27) haceposible variar en una amplia gama el par de salida del convertidor.Éste es similar al convertidor de par convencional, excepto que lacaja de rotación impulsa el rodete a través de un embrague impulsor.La caja de rotación gira a la velocidad del motor. El embragueimpulsor es un conjunto de embrague de disco múltiple. El embragueimpulsor se activa hidráulicamente y se controla mediante la válvulasolenoide del embrague impulsor. La válvula solenoide del embragueimpulsor se controla mediante un Módulo de Control Electrónico(ECM).


Lección 2



Fig. 2.2.29 Operación del embrague impulsor

Cuando la válvula solenoide del embrague impulsor no estáenergizada por el ECM, no hay flujo de corriente al solenoide. El

aceite fluye al conducto de aceite del embrague impulsor desde elportador y empuja el pistón de embrague impulsor (1) contra lasplanchas (2) y los discos (3). El pistón y las planchas están estriadosa la caja del embrague impulsor. El adaptador está asegurado alrodete (4) con pernos. La fricción entre los discos y las planchas trabael rodete en la caja del convertidor y hace que el rodete gire a lamisma velocidad de la caja del convertidor. El rodete desplaza todo elaceite y el convertidor de par estará en el máximo par de salida.

Cuando se aumenta la corriente al solenoide, disminuye la presión deaceite al pistón. La fricción entre las planchas y los discos disminuye,

el rodete patina (gira más lentamente) y envía menos aceite a laturbina. Con menos fuerza en la turbina, disminuye el par en el eje desalida.

El desplazamiento del rodete depende de su velocidad. Una menorvelocidad significa menor desplazamiento y menor transferencia depotencia. El embrague patina para evitar el patinaje de las ruedas. Eloperador del equipo puede ajustar el patinaje para adecuarlo al trabajopor realizar variando la corriente que envía al solenoide que, a la vez,varía la presión del pistón del embrague.


Lección 2



VENTAJAS DEL CONVERTIDOR DE PARDE EMBRAGUE IMPULSOR

• Disminuye patinaje de la rueda

• Reduce el desgaste del neumático

• Aumenta la potencia disponible delmotor para el sistema hidráulico

Fig. 2.2.30 Ventajas del convertidor de par de embrague impulsor

Fig. 2.2.31 Cargador de Ruedas 992G con convertidor de par de embrague impulsor

La figura 2.2.31 muestra un Cargador de Ruedas 992G equipado conun convertidor de par de embrague impulsor.

La ventaja más importante del embrague impulsor es su capacidad deevitar el patinaje de las ruedas. Las ruedas de un cargador de ruedas

son particularmente propensas a patinar durante la operación de cargadel cucharón. Los neumáticos se desgastan más rápidamente cuandoocurre el patinaje y su reemplazo es muy costoso en la operación delcargador de ruedas. El embrague impulsor también aumenta ladisponibilidad de potencia del motor.


Lección 2



Fig. 2.2.32 Convertidor de par de capacidad variable

Fig. 2.2.33 Rodete exterior

El rodete exterior (flecha) es el segundo rodete dentro del convertidorde par. El rodete exterior gira con la caja del convertidor cuando lapresión de aceite actúa en el pistón del embrague al conectar elconjunto de embrague. Cuando la presión máxima de aceite conectacompletamente el embrague, el rodete exterior gira con el rodeteinterior. Cuando hay una disminución de la presión de aceite, elembrague patina y resulta un giro más lento del rodete exterior y unadisminución de la capacidad del convertidor de par.

La función del convertidor de par de capacidad variable (figura2.2.32) es permitir que el operador limite el aumento de par en el

convertidor de par, para reducir el giro de la rueda y desviar lapotencia al sistema hidráulico. Los componentes principales de launidad son el rodete interior, el rodete exterior, el embrague impulsor,la turbina y el estator.

El rodete interior, la turbina y el estator funcionan esencialmenteigual que en el convertidor de par convencional. La diferenciaprincipal es que el rodete está dividido, de modo que hay un rodeteadicional para aumentar la flexibilidad del manejo de par muy alto.


Lección 2



Fig. 2.2.34 Embrague impulsor

El embrague impulsor (flecha ) se activa hidráulicamente y secontrola mediante el sistema hidráulico de la transmisión. El

embrague conecta el rodete exterior a la caja de rotación, para hacerque giren juntos el rodete interior y el rodete exterior.


Lección 2



En la modalidad de potencia plena (figura 2.2.35, diagrama de la

derecha), la presión de aceite actúa sobre el pistón de embrague, queconecta el embrague impulsor y hace que el rodete exterior gire conel rodete interior. Con ambos rodetes girando a la velocidad de lacaja, los rodetes desplazan la totalidad del aceite, y el convertidor depar produce el par máximo. Cuando el embrague está conectadocompletamente, no hay patinaje del embrague y hace que elconvertidor de par funcione como un convertidor de parconvencional.

En la modalidad de potencia reducida (figura 2.2.35, diagrama de laizquierda) la presión de aceite disminuye en el pistón del embrague y

hace que el embrague patine. El embrague transfiere algo de lapotencia de la caja de rotación a un rodete. Un rodete gira a la mismavelocidad que la caja de rotación y el otro gira más lentamente. Losrodetes no desplazan la totalidad del aceite y se reduce la salida delconvertidor de par. En capacidad mínima, la operación delconvertidor de par de capacidad variable es similar a la de unconvertidor de par convencional, excepto que el tamaño efectivo delrodete se reduce debido al patinaje del embrague impulsor.

El desplazamiento del rodete depende de la velocidad de éste. Unavelocidad más baja significa menor desplazamiento, y menor

desplazamiento significa menor transferencia de potencia. Elembrague patina para evitar que las ruedas lo hagan. El operador dela máquina calibra la cantidad de patinaje y varía la presión en elpistón del embrague.


Lección 2

Fig. 2.2.35 Flujo de aceite del embrague impulsor




Lección 2

VENTAJAS DEL CONVERTIDOR DE PARDE CAPACIDAD VARIABLE

• Disminuye el patinaje de la rueda

• Reduce el desgaste del neumático

• Aumenta la potencia disponible delmotor para el sistema hidráulico

Fig. 2.2.36 Ventajas del convertidor de par de capacidad variable

Similar al convertidor de par con embrague impulsor, el convertidorde par de capacidad variable evita que las ruedas patinen durante laoperación de carga del cucharón. El convertidor de par de capacidadvariable también aumenta la disponibilidad de potencia del motor.



PRUEBAS DEL CONVERTIDOR DE PAR

• Prueba de calado

• Prueba de la válvula de alivio de entrada

• Prueba de la válvula de alivio de salida

Fig. 2.2.37 Pruebas del convertidor de par

La prueba de calado se realiza cuando se sospecha de un problema enel convertidor de par.

El calado del convertidor de par ocurre cuando la velocidad del eje desalida es cero. La prueba de calado del convertidor se realiza mientrasel motor está funcionado a máxima aceleración. Esta prueba dará unaindicación del rendimiento del motor y del tren de mando con base enla velocidad del motor. Una velocidad más baja o más alta que laespecificada es indicación de problemas del motor o del tren deimpulsión. Una velocidad de calado del convertidor baja esgeneralmente indicación de un problema de rendimiento del motor.Una velocidad de calado del convertidor alta es generalmenteindicación de un problema del tren de impulsión.

Las pruebas de la válvula de alivio del convertidor de par incluyen laprueba de la válvula de alivio de entrada y la prueba de la válvula dealivio de salida.

La válvula de alivio de entrada de un convertidor de par controla lapresión máxima al convertidor. Su principal función es evitar dañosen los componentes del convertidor cuando el motor se arranca con elaceite frío.

La válvula de alivio de salida mantiene la presión en el convertidorde par. La presión se debe mantener en el convertidor de par, a fin de

evitar cavitación y de asegurar la operación eficaz del convertidor.Una presión baja podría indicar una fuga en el convertidor, un flujoinadecuado de la bomba o un funcionamiento incorrecto de la válvulade alivio. Una presión alta podría indicar un funcionamientoincorrecto de la válvula de alivio o un bloqueo del sistema. Realiceesta prueba a través de la revisión de la presión de la válvula de aliviode salida en el orificio de toma de presión correspondiente.


Lección 2



Ejercicio de práctica de taller

Indicaciones: Desarme y arme el convertidor de par usando la información apropiada de servicio.


Use el manual de desarmado y armado apropiado, el manual de especificaciones y la guía del manualde piezas reutilizables relacionados con el convertidor de par usado en la práctica de taller.

Herramientas

Use las herramientas apropiadas según se indica en el manual de desarmado y armado.

NOTA: Al desarmar el convertidor de par que se le ha asignado, tenga cuidado de poner las

piezas de manera organizada de modo que sepa cómo rearmarlas correctamente. Observe la

ubicación de los sellos y de los cojinetes, y realice una inspección visual de las piezas a medidaque las quita. Si observa cualquier rotura o piezas faltantes, informe al instructor.

Cuando haya quitado todas las piezas, límpielas de modo que pueda hacer mediciones precisas.

Almacene las piezas retiradas en un carrito de piezas después de terminar el trabajo diario.

Unidad 2 - 1 - Tren de Fuerza I

Copia del Instructor: Práctica de Taller 2.2.1




Indicaciones: Desarme y arme el convertidor de par usando la información apropiada de servicio.

Materiales de Referencia

Use el manual de desarmado y armado apropiado, el manual de especificaciones y la guía del manualde piezas reutilizables relacionados con el convertidor de par usado en la práctica de taller.

Herramientas


NOTA: Al desarmar el convertidor de par que se le ha asignado, tenga cuidado de poner las

piezas de manera organizada de modo que sepa cómo rearmarlas correctamente. Observe la

ubicación de los sellos y de los cojinetes, y realice una inspección visual de las piezas a medidaque las quita. Si observa cualquier rotura o piezas faltantes, informe al instructor.




Copia del Estudiante: Práctica de Taller 2.2.1




Indicaciones: Desarme y arme el divisor de par usando la información apropiada de servicio.


Use el manual de desarmado y armado apropiado, el manual de especificaciones y la guía del manualde piezas reutilizables relacionados con el divisor de par usado en la práctica de taller.

Herramientas


NOTA: Al desarmar el divisor de par que se le ha asignado, tenga cuidado de poner las piezas de

manera organizada de modo que sepa cómo reamarlas correctamente. Observe la ubicación de

los sellos y de los cojinetes, y realice una inspección visual de las piezas a medida que las quita. Siobserva cualquier rotura o piezas faltantes, informe al instructor.



Unidad 2 - 1 -

Copia del Instructor: Práctica de Taller 2.2.2




Indicaciones: Desarme y arme el divisor de par usando la información apropiada de servicio.


Use el manual de desarmado y armado apropiado, el manual de especificaciones y la guía del manualde piezas reutilizables relacionados con el divisor de par usado en la práctica de taller.

Herramientas


NOTA: Al desarmar el divisor de par que se le ha asignado, tenga cuidado de poner las piezas de

manera organizada de modo que sepa cómo reamarlas correctamente. Observe la ubicación de

los sellos y de los cojinetes, y realice una inspección visual de las piezas a medida que las quita. Siobserva cualquier rotura o piezas faltantes, informe al instructor.



Unidad 2 - 1 -

Copia del Estudiante: Práctica de Taller 2.2.2



CONVERTIDORES DE PAR Y DIVISORES DE PAR

EXAMEN 2.2.1

Nombre _________________________

Indicaciones: Complete o encierre en un círculo la letra con la respuesta correcta.

1. ¿Qué componente no es una pieza del acoplamiento hidráulico?

a. Rodeteb. Turbinac. Estator

2. ¿Qué componente es el miembro impulsor del convertidor de par?

a. Rodete

b. Turbinac. Estatord. Eje de salida

3. ¿Qué mecanismo hidráulico multiplica el par del motor y, a la vez, aumenta el par de latransmisión?

a. Acoplamiento hidráulicob. Convertidor de parc. Divisor de pard. B y C

4. ¿Cuál es la principal diferencia entre el convertidor de par y el acoplamiento hidráulico?

a. El convertidor de par multiplica el par

b. El acoplamiento hidráulico multiplica el parc. El convertidor de par envía con fuerza el aceite contra la turbinad. El acoplamiento hidráulico envía con fuerza el aceite contra el rodete

5. La ____________________________ mantiene una presión mínima en el convertidor de par,con el fin de evitar_________________________.

a. válvula de alivio de entrada; cavitaciónb. válvula de alivio de salida; cavitación

c. válvula de alivio de entrada; par excesivod. válvula de alivio de salida; par excesivo

6. Cuando la máquina está en movimiento con rueda libre, el rodete y la turbina giran a casi lamisma velocidad y la salida de par del convertidor de par está al mínimo.


Copia del Instructor: Examen 2.2.1



7. ¿Qué componente multiplica el par?, ¿cómo lo hace?

El estator; envía nuevamente el aceite al rodete

8. Empareje el tipo de convertidor de par con su función.

Divisor de par c

Convertidor de par con embrague de traba a

Convertidor de par con embrague unidireccional d

Convertidor de par con embrague impulsor b

a. Deriva el acoplamiento hidráulico cuando se requiere velocidad

b Permite que el operador disminuya el par de salida

c. Aumenta el par de salida para aplicaciones de empuje

d. Reduce el arrastre cuando no se requiere multiplicación de par

9. Cada componente del juego de engranajes planetarios está conectado a otro del divisor de par.Empareje el componente del juego de engranajes planetarios con el componente al que estáconectado del divisor de par.

b Eje de salida a. Engranaje central

c Turbina b. Portaplanetarios

a Volante del motor c. Corona

10. Cuando el embrague de traba está conectado, el eje de salida gira a (la) velocidad____________.

a. reducida

b. de la turbina

c. del motor

d. del estator

11. Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague de traba, ¿el embrague detraba está...?

desconectado

12. Nombre los tres componentes del embrague de traba y del embrague impulsor.

Planchas, discos, pistón de embrague

13. El embrague unidireccional hace que el estator funcione con rueda libre.

14. Nombre tres componentes de un embrague unidireccional.

Rodillos, resortes, leva





15. En un convertidor de par con embrague impulsor, el embrague impulsor proporciona unaconexión entre dos componentes. ¿Cuáles son?

Rodete y caja giratoria

16. Cuando se usa el convertidor de par con embrague impulsor, ¿cuál es la principal ventaja parael cliente?

Reduce costos de neumáticos debido a que las ruedas patinan menos

17. Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague impulsor, ¿el embragueimpulsor está ...?

conectado

18. ¿Cuál es la diferencia entre un convertidor de par con embrague impulsor y un convertidor depar de capacidad variable?

El convertidor de par de capacidad variable tiene dos rodetes

19. ¿Qué sucede cuando el embrague impulsor está desconectado en un convertidor de par decapacidad variable?

El rodete exterior no transmite par

20. La válvula de alivio de entrada controla la presión máxima del convertidor de par .

21. La válvula de alivio de salida controla la presión mínima del convertidor de par.

22. Durante la prueba de calado del convertidor de par, el eje de salida está fijo y el par está ensu valor máximo.





CONVERTIDORES DE PAR Y DIVISORES DE PAR

EXAMEN 2.2.1

Nombre _________________________

Indicaciones: Complete o encierre en un círculo la letra con la respuesta correcta.

1. ¿Qué componente no es una pieza del acoplamiento hidráulico?

a. Rodeteb. Turbinac. Estator

2. ¿Qué componente es el miembro impulsor del convertidor de par?

a. Rodete

b. Turbinac. Estatord. Eje de salida

3. ¿Qué mecanismo hidráulico multiplica el par del motor y, a la vez, aumenta el par de latransmisión?

a. Acoplamiento hidráulicob. Convertidor de parc. Divisor de pard. B y C

4. ¿Cuál es la principal diferencia entre el convertidor de par y el acoplamiento hidráulico?

a. El convertidor de par multiplica el parb. El acoplamiento hidráulico multiplica el parc. El convertidor de par envía con fuerza el aceite contra la turbinad. El acoplamiento hidráulico envía con fuerza el aceite contra el rodete

5. La _____________________________ mantiene una presión mínima en el convertidor de par,con el fin de evitar_______________________________.

a. válvula de alivio de entrada; cavitaciónb. válvula de alivio de salida; cavitaciónc. válvula de alivio de entrada; par excesivod. válvula de alivio de salida; par excesivo

6. Cuando la máquina está en movimiento con rueda libre, el _______________ y la

giran a casi la misma velocidad y la salida de _________________ del convertidor de

par está al mínimo.


Copia del Estudiante: Examen 2.2.1



7. ¿Qué componente multiplica el par?, ¿cómo lo hace?

8. Empareje el tipo de convertidor de par con su función.

Divisor de par

Convertidor de par con embrague de traba

Convertidor de par con embrague unidireccional

Convertidor de par con embrague impulsor

a. Deriva el acoplamiento hidráulico cuando se requiere velocidad

b Permite que el operador disminuya el par de salida

c. Aumenta el par de salida para aplicaciones de empuje

d. Reduce el arrastre cuando no se requiere multiplicación de par

9. Cada componente del juego de engranajes planetarios está conectado a otro del divisor de par.Empareje el componente del juego de engranajes planetarios con el componente al que estáconectado del divisor de par.

Eje de salida a. Engranaje central

Turbina b. Portaplanetarios

Volante del motor c. Corona

10. Cuando el embrague de traba está conectado, el eje de salida gira a (la) velocidad____________.

a. reducida

b. de la turbina

c. del motor

d. del estator

11. Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague de traba, ¿el embrague detraba está...?

12. Nombre los tres componentes del embrague de traba y del embrague impulsor.

13. El embrague unidireccional hace que el funcione con rueda libre.

14. Nombre tres componentes de un embrague unidireccional.





15. En un convertidor de par con embrague impulsor, el embrague impulsor proporciona unaconexión entre dos componentes ¿Cuáles son?

16. Cuando se usa el convertidor de par con embrague impulsor, ¿cuál es la principal ventaja parael cliente?

17. Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague impulsor, ¿el embragueimpulsor está ...?

18. ¿Cuál es la diferencia entre un convertidor de par con embrague impulsor y un convertidor depar de capacidad variable?

19. ¿Qué sucede cuando el embrague impulsor está desconectado en un convertidor de par decapacidad variable?

20. La válvula de alivio de entrada controla la presión del convertidor de par .

21. La válvula de alivio de salida controla la presión del convertidor de par.

22. Durante la prueba de , el eje de salida está fijo y el parestá en su valor máximo.



convert id ores de par y divisores de par

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