convert id ores de par

Lección 2: Convertidores de Par y Divisores de Par

Introducción

El convertidor de par es una forma de acoplamiento hidráulico usadopara transmitir potencia del motor al eje de entrada de la transmisión.Los convertidores de par usan fluido (aceite) para conectarhidráulicamente el volante del motor al eje de entrada de la transmisión.A menos que la máquina esté equipada con un embrague de traba, nohay conexión directa entre el motor y la transmisión y sólo actúa elmecanismo de mando hidráulico.

Hay tres tipos de mecanismos hidráulicos que se usan para transmitirpotencia: el acoplamiento hidráulico (figura 2.2.1), el convertidor de pary el divisor de par. Todos son dispositivos de mando hidráulico que usanla energía de un fluido en movimiento para transmitir potencia.

Objetivos

Al terminar esta lección, el estudiante estará en capacidad de demostrarsu conocimiento en los acoplamientos hidráulicos, mediante la selecciónde las respuestas correctas del examen de la unidad.

Material de referencia

Cuaderno del estudiante

Fig. 2.2.1 Acoplamiento hidráulico

Lecc

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Par

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de

Par

Fig. 2.2.2 Dos ventiladores

Fig. 2.2.3 Rodete y turbina

Rodete y turbina

La figura 2.2.3 ilustra las dos mitades de un acoplamiento hidráulico.Un número de álabes radiales rectos se extiende del borde interno alborde externo. Los álabes de la pieza del lado derecho son una partede la caja. Esta pieza se denomina rodete o bomba. Los álabes de lapieza izquierda son parte de la turbina.

Acoplamiento hidráulico - Dos ventiladores

La operación de un acoplamiento hidráulico se puede comparar con laoperación de dos ventiladores eléctricos puestos frente a frente (figura2.2.2). Si un ventilador está funcionando, la energía del aire enmovimiento hace 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 energía mecánica del motor se convierte en energía hidráulica y laenergía hidráulica se convierte en energía mecánica para accionar eleje de salida.

Unidad 2 2-2-2 Tren de Fuerza ILección 2

Sección transversal de la turbina

La turbina y el rodete tienen perfil redondeado (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.

Usted reconocerá esta forma en los diagramas siguientes de cortestransversales del acoplamiento hidráulico.

Fig. 2.2.4 Sección transversal de la turbina

El rodete cambia la energía mecánica del motor en energía hidráulica,y la turbina cambia la energía hidráulica en energía mecánica paraimpulsar la transmisión. El rodete y la turbina se montan muy cercauno de la otra para lograr el rendimiento requerido.


Fig. 2.2.5 Flujo de aceite del acoplamiento hidráulico

Flujo de aceite del acoplamiento hidráulico

La figura 2.2.5 representa el acoplamiento hidráulico. El rodete debomba se muestra en rojo. El eje de la bomba se conecta al volantedel motor. La turbina se muestra en azul. El eje de salida de la turbinase conecta a la unidad impulsada. La caja se muestra en gris.

El rodete y la turbina giran juntos en la caja 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. Este hecho, que seexplicará posteriormente, es una diferencia importante entre elacoplamiento hidráulico y el convertidor de par.

Las flechas amarillas gruesas indican el aumento de velocidad yenergía del aceite cuando se mueve a través del rodete. Las flechaspequeñas indican el aceite que baja lentamente y pierde su energía enla turbina.


Fig. 2.2.6 Flujo de aceite giratorio

Flujo de aceite giratorio

La figura 2.2.6 muestra los dos tipos básicos de flujo de aceite de unacoplamiento hidráulico: flujo giratorio (flechas rojas) y flujo devórtice (flechas amarillas). El flujo giratorio ocurre cuando el aceiteviaja con el rodete y la turbina en el sentido de rotación. Esto sucedecuando el rodete y la turbina están viajando 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 (flechasamarillas). El aceite simplemente fluye girando todo el tiempo en elrodete y en la turbina (flechas rojas).

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


Fig. 2.2.7 Flujo de aceite de vórtice

Flujo de aceite de vórtice

El flujo de aceite de vórtice, mostrado en la figura 2.2.7, ocurrecuando el aceite viaja hacia afuera a través del rodete, atraviesa laturbina y regresa hacia adentro a través de la turbina al rodete. Elrodete gira con el motor. La turbina está calada o sostenida fija poruna carga. El aceite que viaja a través y golpea los álabes de laturbina, limita el movimiento de aceite en la dirección de rotación conel rodete. La trayectoria del flujo de aceite se asemeja a una 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.

En un acoplamiento hidráulico, el par de entrada es igual al par desalida. El acoplamiento hidráulico transmite fuerza, pero nomultiplica el par. Como en un acoplamiento hidráulico el aceite fluyedel rodete a la turbina, el aceite no viaja en el mismo sentido de laturbina. Esto produce una carga innecesaria sobre el motor. Serequiere un estator para multiplicar el par.


Fig. 2.2.8 Convertidor de par

Convertidor de par

Un convertidor de par es un acoplamiento hidráulico al que se haañadido un estator. Al igual que en el acoplamiento hidráulico, elconvertidor de par acopla el motor a la transmisión y transmite lapotencia requerida para mover la máquina. La figura 2.2.8 muestra uncorte del convertidor de par. La caja se ha cortado transversalmentepara permitir 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. El convertidor de par usa un estator que dirige de nuevoel fluido al rodete en el sentido de rotación. La fuerza del aceite delestator incrementa el par que se transfiere del rodete a la turbina ymultiplica el par.

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


Fig. 2.2.9 Componentes del convertidor de par

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

El rodete envía con fuerza el aceite contra la turbina

El rodete es el elemento impulsor del convertidor de par. Estáconectado con estrías al volante y gira a las revoluciones del motor.El rodete contiene álabes que envían con fuerza el aceite contra losálabes de la turbina (figura 2.2.10). Mientras la turbina gira, el rodete"lanza" el aceite hacia afuera al interior de la caja de rotación. Elaceite se mueve en el sentido de rotación cuando deja los álabes delrodete.

Componentes del convertidor de par

La caja de rotación y el rodete (rojo) giran con el motor, la turbina(azul) impulsa el eje de salida y el estator (verde) está fijo y semantiene estacionario por medio de la caja del convertidor de par.

El aceite fluye hacia adelante desde el rodete, pasa alrededor delinterior de la caja y desciende a la turbina. De la turbina, el aceitepasa 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.


Fig. 2.2.11 El estator dirige el aceite nuevamente al rodete

El estator dirige 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 alrodete. 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.


La turbina es el elemento impulsado del convertidor de par y contieneálabes que reciben el flujo de aceite del rodete. El impacto de aceitedel rodete en los álabes de la turbina hace que ésta gire. La turbinahace girar el eje de salida (que está conectado con estrías a laturbina). El aceite se mueve en dirección opuesta a la rotación delmotor/volante cuando sale de los álabes de la turbina.

Fig. 2.2.12 El aceite fluye continuamente entre los componentes del convertidor depar

El aceite fluye continuamente entre los componentes delconvertidor de par

Al seguir las flechas amarillas de la figura 2.2.12, se puede ver elflujo de aceite enviado con fuerza hacia afuera del rodete y alrededorde la caja dentro de la turbina. El aceite impulsa la turbina, y el par setransmite al eje de salida. Cuando el aceite deja los álabes de laturbina, el aceite golpea el estator, que envía el aceite hacia el sentidode rotación del rodete. El flujo de aceite se envía hacia arriba paraentrar nuevamente al rodete. El aceite fluye continuamente entre loscomponentes del convertidor de par.

El eje de salida, que está conectado por estrías a la turbina, envía elpar al eje de entrada de la transmisión. El eje de salida está conectadoa la transmisión mediante una horquilla y un eje de mando, odirectamente al engranaje de entrada de la transmisión.

Para una demostración del flujo de aceite del convertidor de parexplicado aquí, consulte "Fundamentos de los sistemas del tren demando" Curso Multimedia TECD9004.


Fig. 2.2.13 Flujo de aceite del convertidor de par

Flujo de aceite del convertidor de par

La figura 2.2.13 muestra una sección transversal del convertidor de par.La caja de rotación y el rodete se muestran en rojo, la turbina y el ejede salida se muestran en azul y el estator se muestra en verde. Lasflechas indican el flujo de aceite en el convertidor de par. El orificio deentrada de aceite está justo encima del eje de salida y el de salida estáen el soporte del convertidor, debajo del eje de salida.

El aceite de la bomba fluye a través de la válvula de alivio de entrada(no mostrada) del convertidor de par. 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 salidacontrola la presión mínima del convertidor de par. El aceite se debemantener con presión en el convertidor de par, a fin de evitar lacavitación, que reduce la eficiencia del convertidor. Cavitación es laformación de burbujas de vapor de aceite alrededor de los álabes.

Principios del convertidor de par

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.


VE NTAJAS DEL CONVERTIDOR DE PAR

• Perm ite el uso de la servotransm isión• E vita el calado del motor en cargas altas• Mult iplica el par

Fig. 2.2.14 Ventajas del convertidor de par

Fig. 2.2.15 Divisor de par

Divisor de par

Un divisor de par (figura 2.2.15) brinda las ventajas combinadas delconvertidor de par y del mando de engranajes planetarios. El divisorde par es un convertidor de par convencional con un conjunto deengranajes planetarios integrados en la parte delantera. Estadisposición permite una división variable del par del motor entre elconvertidor y el conjunto de engranajes planetarios. La división puedeser tan alta como 70/30, dependiendo de la carga de la máquina.Tanto el convertidor como la salida del conjunto de engranajesplanetarios están conectados al eje de salida del divisor de par.

Ventajas del convertidor de par

El convertidor de par multiplica el par cuando la carga lo requiere yayuda a proteger el motor del calado durante las aplicaciones decargas altas. El convertidor de par también permite que los sistemashidráulicos de la máquina continúen funcionando y permite el uso dela servotransmisión.


Fig. 2.2.16 Convertidor de par y conjunto de engranajes planetarios

E N G R AN AJE C E NT RA L

CAJA

R O D ET E

T UR BINA

C O N DU C TO

D E S AL ID A

E JE DE S A LIDA

E ST A T O R

P O R TA PL AN ET A RIO

E NG RA NA JES P L AN ET AR IO S

VO LA N TE D E L M O T O R

CO ND UC TO

D E E NT R AD A

CO RO NA

D IV ISO R DE PAR

Fig. 2.2.17 Componentes del divisor de par

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. Estosfuncionan del mismo modo que en un convertidor de par. El divisorde par también contiene un conjunto de engranajes planetarios.

Convertidor de par y conjunto de engranajes planetarios

El divisor de par está unido al volante del motor. Durante laoperación, el convertidor de par y el conjunto de engranajesplanetarios funcionan juntos para proveer la más eficiente división delpar del motor.

El convertidor de par (figura 2.2.16, izquierda) provee multiplicacióndel par para cargas pesadas, mientras que el conjunto de engranajesplanetarios (figura 2.2.15, derecha) suministra cerca de 30 % delmando directo durante operaciones de carga ligera.


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 parconvencional 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 seconecta por estrías a la turbina. El portaplanetarios se conecta porestrías al eje de salida. El engranaje central se conecta al volante delmotor mediante estrías y gira a las revoluciones por minuto delmotor.

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 hace que los engranajes planetarios giren sobresus ejes. Su rotación es contraria a la rotación de la corona. Estocausa una disminución en la velocidad de la corona. Dado que laturbina está conectada a la corona, una disminución en la velocidadhará que el convertidor de par aumente el par de salida. Este par seenvía al portaplanetarios y al eje de salida a través de la corona.

Con la disminución de la velocidad de la corona, el par del motor através del engranaje central y del conjunto de engranaje planetariotambién se multiplica. Este par también se envía al portaplanetarios yal eje de salida a través de la corona.

Si la resistencia por girar del portaplanetarios es muy alta, la coronase detiene. Durante algunas condiciones de carga muy altas, larotación del portaplanetarios y el eje de salida se pararán y esto seconoce como convertidor calado. Esto hace que la corona girelentamente en sentido contrario. En este momento, se tiene lamultiplicación máxima del par del convertidor de par y del engranajecentral.

Para una demostración del divisor de par explicado aquí, consulte"Fundamentos de los sistemas del tren de mando" Cursomultimedia (TECD9004).


VE NTAJAS DEL DIVISOR DE PAR

• Absorbe choques

• Aum ento de par de salida

• A plicación de potencia más continua

• Perm ite operación en mando directo

Fig. 2.2.18 Ventajas del divisor de par

Fig. 2.2.19 Tractor de cadenas con divisor de par

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 cadena permanecencalados más que en cualquier otra máquina Caterpillar. En la figura2.2.19 se muestra un Tractor de Cadenas equipado con un divisor depar.

Ventajas del divisor de par

Los divisores de par brindan una aplicación continua de potencia yaumentan el par de salida disponible en cargas altas. Los divisores depar absorben los choques de potencia y aumentan así la vida útil deltren de fuerza. Los divisores de par permiten una operación de mandodirecto de la máquina, que a su vez aumenta la eficiencia y laeconomía de combustible.


Fig. 2.2.20 Convertidor de par de embrague de traba

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 deembrague de traba (figura 2.2.20) brinda una conexión directa entre latransmisión y el motor. Este también opera de igual forma que unconvertidor de par convencional cuando no está en el modo de traba.

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


CONVERTIDOR DE PARCON EMBRAGUE DE TRABA

CAJA

PLATOSY DISCOS

TURBINA

RODETE

ESTATOR

EJE DESALIDA

PISTONDE EMBRAGUE

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

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 ydiscos. 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, el embrague de traba secontrola mediante un solenoide activado por el Módulo de ControlElectrónico (ECM) de la transmisión.

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 conectadosal adaptador con estrías y el adaptador está apernado a la turbina. Lapresión de aceite del pistón empuja el pistón contra las planchas y losdiscos del embrague de traba. Las planchas y los discos giran juntos yhacen que la turbina y el eje de salida giren a la misma velocidad quela caja del convertidor. La turbina y el rodete giran ahora a la mismavelocidad y no hay multiplicación de par del convertidor de par.

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


VENTAJAS DEL CONVERTIDOR DE PARCON EM BRAGUE DE TRABA

• Provee mando d irec to para velocidades a ltas

• Provee m ultip licac ión de par para cargas altas

• Mayor flex ibil idad en las apl icaciones de la máquina

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

Fig. 2.2.23 Cargadores de ruedas y mototraíllas grandes

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.

Ventajas del convertidor de par con embrague de traba

El convertidor de par con embrague de traba permite flexibilidad enla aplicación de la máquina. Cuando la máquina está con carga alta,el convertidor de par con embrague de traba funciona como unconvertidor de par convencional, u multiplica el par. Cuando elequipo viaja a alta velocidad, el convertidor de par del embrague detraba provee mando directo para las velocidades altas y economizacombustible.


Fig. 2.2.24 Convertidor de par de embrague unidireccional

Fig. 2.2.25 Convertidor de par de embrague unidireccional

Convertidor de par de embrague unidireccional

El disco de leva conecta el embrague unidireccional al estator y estáconectado por estrías al estator. Los rodillos proveen la conexiónmecánica entre la leva y la maza. Los resortes sostienen los rodillosen la abertura de la leva. La maza conecta el embrague unidireccionalal portador y se conecta mediante estrías a éste.

Convertidor de par de embrague unidireccional

El convertidor de par de embrague unidireccional opera en formasimilar al convertidor de par convencional. El rodete usa fluido paraaccionar la turbina y el eje de salida. Sin embargo, el estator vamontado en un embrague unidireccional en vez de una cajaestacionaria. Este embrague unidireccional permite que el estator girelibremente cuando no se requiere multiplicación de par.

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 permite que el estator girelibremente cuando el equipo está en mando directo.


VENTAJAS DE LOS CONVERTIDORESDE PAR UNID IRECCIONALES

• Mult iplican el par en cargas altas

• Reducen el arrastre del convertidor

• Producen menos calor

Fig. 2.2.26

Ventajas del embrague unidireccional

La multiplicación par ocurre sólo 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.

Cuando se tiene una carga pesada y se requiere multiplicar el par, lafuerza del aceite sobre la parte delantera de los álabes del estator trataráde hacer girar el disco de leva a la derecha. Esta acción hace que losrodillos se "amontonen" entre el disco de leva y la maza, y bloqueen elestator en su lugar. El estator entonces envía de nuevo el aceite al rodetepara multiplicar el par.

Cuando se incrementa 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 a la izquierda. Cuando rota en este sentido, los rodillosno se "amontonan" y pueden rodar en la maza, y el estator se desplaza arueda libre. El estator no envía el aceite al rodete, y permiten que elconvertidor de par actúe más como un acoplamiento hidráulico.


Fig. 2.2.27 Equipos con embragues unidireccionales

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

Fig. 2.2.28 Convertidor de par con embrague impulsor

CONVERTIDOR DE PARCON EMBRAGUE IMPULSOR

CAJA

EMBRAGUE DE TRABA

TURBINA

RODETE

EMBRAGUE IMPULSOR

ESTATOR

Fig. 2.2.29 Componentes del convertidor de par con embrague impulsor

Componentes del convertidor de par con embrague impulsor

La figura 2.2.29 muestra los componentes del embrague impulsor.

El embrague impulsor acopla el rodete a la caja del convertidor y constade un pistón de embrague impulsor, planchas y discos.

Cuando el ECM aumenta la corriente del solenoide del embragueimpulsor, disminuye la presión del embrague impulsor. Cuando lacorriente del ECM está en cero, la presión del embrague impulsor está almáximo y el convertidor funciona como un convertidor convencional.

Convertidor de par con embrague impulsor

El convertidor de par con embrague impulsor (figura 2.2.28) haceposible variar en una amplia gama el par de salida del convertidor. Estees similar al convertidor de par convencional, excepto que la caja derotación impulsa el rodete a través de un embrague impulsor. La caja derotación gira a la velocidad del motor. El embrague impulsor es unconjunto de embrague de disco múltiple. El embrague impulsor se activahidráulicamente y se controla mediante la válvula solenoide delembrague impulsor. La válvula solenoide del embrague impulsor secontrola mediante el Módulo de Control Electrónico (ECM) de latransmisión y se activa por presión en el pedal del freno izquierdo.


Fig. 2.2.30 Operación del embrague impulsor

Operación del embrague impulsor

Cuando la válvula solenoide del embrague impulsor no estáenergizada por el ECM no hay flujo de corriente al solenoide. Elaceite fluye al conducto de aceite del embrague impulsor desde elportador y empuja el pistón de embrague impulsor (1) contra lasplanchas (2) y discos (3). El pistón y las planchas están conectados ala caja del embrague impulsor con estrías. El adaptador estáasegurado al rodete (4) con pernos. La fricción entre los discos y lasplanchas traba el rodete en la caja del convertidor y hace que elrodete gire a la misma velocidad de la caja del convertidor. El rodetedesplaza todo el aceite y el convertidor de par estará en el máximopar 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 vezvaría la presión del pistón del embrague.


VENTAJAS DEL CONVERTIDOR DE PARCON EMBRAGUE IM PULSOR

• Disminuye el patinaje de la rueda

• Reduce el desgaste del neumático

• Aumenta la potencia d isponible delmotor para el sistema hidráulico

Fig. 2.2.31 Ventajas del convertidor de par con embrague impulsor

Fig. 2.2.32 Cargador de Ruedas 992G con convertidor de parcon embrague impulsor

Cargador de Ruedas 992G con convertidor de par con embragueimpulsor

La figura 2.2.32 muestra un Cargador de Ruedas 992C equipado conun convertidor de par con embrague impulsor.

Ventajas del convertidor de par con embrague impulsor

La ventaja más importante del embrague impulsor es su capacidad deevitar el patinaje de las ruedas. Las ruedas de un cargador de ruedasson particularmente propensas a patinar durante la operación decargue del cucharón. Los neumáticos se desgastan más rápidamentecuando ocurre el patinaje y su reemplazo es muy costoso en laoperación del cargador de ruedas. El embrague impulsor tambiénaumenta la disponibilidad de potencia del motor.


Fig. 2.2.33 Convertidor de par de capacidad variable

Fig. 2.2.34 Rodete exterior

Rodete exterior

El rodete exterior (figura 2.2.34) es el segundo rodete dentro delconvertidor de par. El rodete exterior gira con la caja del convertidorcuando la presión de aceite actúa en el pistón del embrague al conectarel conjunto de embrague. Cuando la máxima presión de aceite conectacompletamente el embrague, el rodete exterior gira con el rodete interior.Cuando hay una disminución de la presión de aceite, el embrague patinay da como resultado un giro más lento del rodete exterior y unadisminución de la capacidad del convertidor de par.

Convertidor de par de capacidad variable

El propósito del convertidor de par de capacidad variable (figura 2.2.33)es permitir que el operador limite el aumento de par en el convertidor depar, para reducir el giro de la rueda y desviar la potencia al sistemahidráulico. Los componentes principales de la unidad son el rodeteinterior, el rodete exterior, el embrague impulsor, la turbina y el estator.

El rodete interior, la turbina y el estator funcionan esencialmente igualque en el convertidor de par convencional. La diferencia principal es queel rodete está dividido, de modo que hay un rodete adicional paraaumentar la flexibilidad del manejo del par muy alto.


Fig. 2.2.35 Embrague impulsor

Fig. 2.2.36 Flujo de aceite del embrague impulsor

Flujo de aceite del embrague impulsor

En la modalidad de potencia plena (figura 2.2.36, izquierda), lapresión de aceite actúa sobre el pistón de embrague, que conecta elembrague impulsor y hace que el rodete exterior gire con el rodeteinterior. Con ambos rodetes girando a la velocidad de la caja, losrodetes desplazan la totalidad del aceite y el convertidor de parproduce el par máximo. Cuando el embrague está completamenteconectado no hay patinaje del embrague y permite que el convertidorde par funcione como un convertidor de par convencional.

Embrague impulsor

El embrague impulsor (figura 2.2.35 ) se activa hidráulicamente y secontrola mediante el sistema hidráulico de la transmisión. Elembrague conecta el rodete exterior a la caja de rotación, parapermitir que giren juntos el rodete interior y el rodete exterior.


En la modalidad de potencia reducida (figura 2.2.36, derecha) lapresión de aceite disminuye en el pistón del embrague y permite queel embrague patine. El embrague transmite algo de la fuerza de lacaja de rotación a un rodete. Un rodete gira a la misma velocidad quela caja de rotación y el otro rodete gira más lentamente. Los rodetesno 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 operación deun convertidor de par convencional, excepto que el tamaño efectivodel rodete 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 menordesplazamiento significa menor transferencia de potencia. Elembrague patina para evitar que las ruedas patinen. El operador de lamáquina calibra la cantidad de patinaje y varía la presión en el pistóndel embrague.

VENTAJAS DEL CONVERTIDOR DE PARDE CAPACIDAD VARIABLE

• A umen ta la potencia d isponib le del motorpara el sistema hid ráu lico

• R educe el desgaste del neumático

• Dism inuye e l patinaje de la rueda

Fig. 2.2.37 Ventajas del convertidor de par de capacidad variable

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 cargue del cucharón. El convertidor de par de capacidadvariable también aumenta la disponibilidad de potencia del motor.

Procesos de reparación

Prueba de calado del convertidor de par

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

Consulte siempre los manuales de servicio apropiados para losprocedimientos de seguridad y pruebas.


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 demando. Una velocidad de calado del convertidor baja es generalmenteindicación de un problema de funcionamiento del motor. Unavelocidad de calado del convertidor alta es generalmente indicaciónde un problema del tren de mando.

Prueba de la válvula de alivio del convertidor de par

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 del convertidor. Su principal propósito es evitardaños en los componentes del convertidor cuando el motor se pone enfuncionamiento con el aceite frío.

Consulte siempre los manuales de servicio apropiados para losprocedimientos de las pruebas y de seguridad.

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 deevitar cavitación y asegurar la operación correcta del convertidor. Unapresión 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 dealivio de salida en el orificio de toma de presión correspondiente.


PRACTICA DE TALLER 2.2.1: TREN DE FUERZA

Práctica de Taller 1

Herramientas requeridas:

1 1P0510 GRUPO IMPULSOR1 1P0520 GRUPO IMPULSOR1 1P1863 PINZAS1 2P8312 PINZAS1 5P4758 PINZAS2 5P9736 SOPORTE DE ESLABON1 8T0461 JUEGOS DE HERRAMIENTAS DEL TECNICO DE SERVICIO2 6V2156 SOPORTE DE ESLABON

Objetivo de la práctica de taller:El estudiante demostrará la capacidad de desarmar, revisar y armaren forma correcta el divisor de par de la máquina D6R.

Instrucciones: Desarmar y armar el divisor de par de la máquina D6R. Use como guías las páginas116 a 126 de la publicación “Tren de fuerza del Tractor de Cadenas” (SENR8357).

Unidad 2 - 28 - Tren de Fuerza IPráctica de Taller 2.2.1.

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EXAMEN 2.2.1 - TREN DE FUERZA

Nombre _________________________

Llene los espacios en blanco o encierre en un círculo la respuesta correcta.

1. El embrague del volante se usa en las transmisiones manuales .

2. ¿Cuál es la función del embrague del volante?

Conectar y desconectar la potencia del motor

3. Los discos impulsores del embrague seco están unidos mediante estrías al ______________

a. eje

b. volante del motor

c. plancha de presión frontal

d. tambor del freno

4. El mecanismo de disco de leva del embrague seco se mueve hacia atrás y hacia adelante poracción de ____________.

a. la plancha de presión frontal

b. la horquilla y el collar deslizante

c. los resortes de alivio

d. la plancha de presión trasera

5. Un conjunto impulsor, un conjunto impulsado y un conjunto accionador se encuentran en:

a. el embrague seco

b. el embrague de aceite

c. tanto en el embrague seco como en el embrague de aceite

6. ¿Por qué hay un tambor de freno en el extremo del eje del embrague del volante?

Para detener la rotación del eje y facilitar el cambio

7. El control de la cabina mueve _____________

a. el collar accionador

b. el disco impulsor

c. el tambor del freno


Unidad 2 1 Tren de Fuerza ICopia del Instructor: Examen 2.2.1

Cop

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xam

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.1.1

EXAMEN 2.2.1 - TREN DE FUERZA (CONTINUACION)

Nombre _________________________


8. Una función del aceite que fluye a través del embrague es:

a. Enfriar las piezas del embrague

b. Lubricar las piezas del embrague

c. Facilitar el contacto entre planchas y discos

d. Todas las anteriores

9. Un embrague húmedo tiene _________ discos que un embrague seco.

a. menos

b. más

c. la misma cantidad de

10. El ___________ se cierra sobre el centro para sostener el embrague del volante conectado.

a. collar accionador

b. el varillaje de control

c. disco de leva orodillo

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

a. Rodete

b. Turbina

c. Estator

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

a. Rodete

b. Turbina

c. Estator

d. Eje de salida



Nombre _________________________


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

a. Acoplamiento hidráulico

b. Convertidor de par

c. Divisor de par

d. B y C

14. ¿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 par

c. El convertidor de par envía con fuerza el aceite contra la turbina

d. El acoplamiento hidráulico envía con fuerza el aceite contra el rodete

15. La ___________ mantiene una presión mínima en el convertidor de par, con el fin deevitar__________.

a. válvula de alivio de entrada; cavitación

b. válvula de alivio de salida; cavitación

c. válvula de alivio de entrada; par excesivo

d. válvula de alivio de salida; par excesivo

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

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

El estator; envía nuevamente el aceite al rodete



Nombre _________________________


18. Empareje el elemento con la 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

19. Cada componente del juego de engranajes planetarios está conectado a otro componente deldivisor de par. Empareje el componente del juego de engranajes planetarios con el componenteal que está conectado del divisor de par.

b Eje de salida a. Engranaje central

c Turbina b. Portaplanetarios

a Volante del motor c. Corona

20. 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



Nombre _________________________


21. Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague de traba, ¿el embrague detraba está conectado o desconectado?

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

Platos, discos, pistón de embrague

23. El embrague unidireccional permite que el estator funcione con rueda libre.

24. Nombre tres componentes de un embrague unidireccional.

Rodillos, resortes, leva (aberturas)

25. En un convertidor de par con embrague impulsor, el embrague impulsor provee una conexiónentre dos componentes, ¿Cuáles son?

Rodete y caja giratoria

26. Cuando se usa el convertidor de par con embrague impulsor, ¿cuál es la principal ventaja para elcliente?

Reduce costos de neumáticos debido a que las ruedas patinan menos

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

28. ¿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



Nombre _________________________


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

El rodete exterior no transmite par

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

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

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


EXAMEN 2.2.1 - TREN DE FUERZA

Nombre _________________________


1. El embrague del volante se usa en las transmisiones

2. ¿Cuál es la función del embrague del volante?

3. Los discos impulsores del embrague seco están unidos mediante estrías al ______________

a. eje

b. volante del motor

c. plancha de presión frontal

d. tambor del freno

4. El mecanismo de disco de leva del embrague seco se mueve hacia atrás y hacia adelante poracción de ____________

a. la plancha de presión frontal

b. la horquilla y el collar deslizante

c. los resortes de alivio


5. Un conjunto impulsor, un conjunto impulsado y un conjunto accionador se encuentran en:

a. el embrague seco

b. el embrague de aceite

c. tanto en el embrague seco como en el embrague de aceite

6. ¿Por qué hay un tambor de freno en el extremo del eje del embrague del volante?

7. El control de la cabina mueve _____________

a. el collar accionador

b. el disco impulsor

c. el tambor del freno


Unidad 2 1 Tren de Fuerza ICopia del Estudiante: Examen 2.2.1

Cop

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.1.1


Nombre _________________________


8. Una función del aceite que fluye a través del embrague es:

a. Enfriar las piezas del embrague

b. Lubricar las piezas del embrague

c. Facilitar el contacto entre planchas y discos

d. Todas las anteriores

9. Un embrague húmedo tiene _________ discos que un embrague seco.

a. menos

b. más

c. la misma cantidad de

10. El ___________ se cierra sobre el centro para sostener el embrague del volante conectado.

a. collar accionador

b. el varillaje de control

c. disco de levao rodillo

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

a. Rodete

b. Turbina

c. Estator

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

a. Rodete

b. Turbina

c. Estator

d. Eje de salida



Nombre _________________________


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

a. Acoplamiento hidráulico

b. Convertidor de par

c. Divisor de par

d. B y C

14. ¿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 par

c. El convertidor de par fuerza al aceite contra la turbina

d. El acoplamiento hidráulico fuerza el aceite contra el rodete

15. La ___________ mantiene una presión mínima en el convertidor de par, con el finde__________.

a. válvula de alivio de entrada; cavitación

b. válvula de alivio de salida; cavitación

c. válvula de alivio de entrada; par excesivo

d. válvula de alivio de salida; par excesivo

16. Cuando la máquina está en movimiento con rueda libre, el y la girana la misma velocidad y la salida de del convertidor de par está al mínimo.

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



Nombre _________________________


18. Empareje el elemento con la 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

19. Cada componente del juego de engranajes planetarios está conectado a otro componente deldivisor de par. Empareje el componente del juego de engranajes planetarios con el componenteal que está conectado del divisor de par.

Eje de salida a. Engranaje central

Turbina b. Portaplanetarios

Volante del motor c. Corona

20. 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



Nombre _________________________


21. ¿Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague de traba, el embrague detraba está conectado o desconectado?

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

23. El embrague unidireccional permite que el funcione con rueda libre.

24. Nombre tres componentes de un embrague unidireccional.

25. En un convertidor de par con embrague impulsor, el embrague impulsor provee una conexiónentre dos componentes. ¿Cuáles son?

26. Cuando se usa el convertidor de par con embrague impulsor, ¿cuál es la principal ventaja para elcliente?

27. Cuando la corriente no está fluyendo en el solenoide del embrague impulsor, ¿el embragueimpulsor está conectado o desconectado?

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



Nombre _________________________


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

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

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

32. Durante la prueba de , el eje de salida está fijo y el par está en suvalor máximo.


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