Conversor de torque - Funcionamento

Autor: Professor Pedro Guilherme Bueno

CONVERSOR DE TORQUE

Assim como a embreagem em uma caixa de velocidades de comando manual, o conversor assegura a ligação entre o motor e a caixa de velocidades automática, porém isso é feito de maneira hidráulica. 

Esta ligação baseia-se no princípio da força centrífuga. 

Para compreender o princípio da força centrífuga, usamos como exemplo um recipiente com óleo até a metade. Ao rodá-lo a certa velocidade, o recipiente imprime um movimento ao líquido nele contido. 

Se a velocidade aumentar, o líquido é projetado para fora do recipiente. 

Se forem adicionadas pás a este recipiente o efeito é amplificado.

O movimento do motor é transmitido ao eixo de entrada da caixa de velocidades automática por meio do conversor, graças a uma ligação hidráulica.

O conversor é constituído pelos seguintes elementos:

– Impulsor (1), ligado ao motor por meio da placa de acionamento,

– Turbina (2), ligada ao mecanismo da transmissão pelo eixo de turbina,

– Reator (3), situado entre o impulsor e a turbina.

O conversor funciona em duas fases: 

- Fase conversor, que multiplica o torque do motor em aproximadamente 2,2 vezes com relação ao torque de entrada; 

- Fase acoplador, que transmite o torque do motor com um rendimento de aproximadamente 0,98, praticamente o mesmo valor de entrada (atingindo 1 se aplicado o lock-up).

No arranque, o fluxo de óleo em movimento diminui a rotação do impulsor.

Com o motor em marcha lenta e uma relação engrenada, as projeções de óleo dentro do conversor são suficientes para acionar a turbina. É o efeito de avanço em marcha lenta.

O reator tem a função de modificar a direção deste fluxo para suprimir o efeito da frenagem e adicionar um efeito multiplicador orientando o fluxo no sentido de rotação do impulsor. Nesta fase o reator está fixo com relação à carcaça da caixa de velocidades.

A fase conversor caracteriza o momento em que o conversor multiplica o torque do motor. No arranque o conversor multiplica o torque fornecido pelo motor.

Com o motor em médias rotações, o fluxo de óleo vindo da turbina ao reator muda de orientação. O fluxo de óleo é dirigido num primeiro instante, para a extremidade das pás do reator e, num segundo instante, para a parte mais recuada das pás.

Uma roda livre situada no reator possibilita sua rotação para eliminar o efeito negativo da frenagem. É o início da fase acoplador. Dado que o reator está em roda livre, deixando de haver multiplicação do torque.

Com o motor em altas rotações o óleo quase não circula entre a turbina e o impulsor.

O conversor transmite o torque do motor ao mecanismo. A rotação da turbina está muito próxima da rotação do impulsor.

A roda livre do reator é constituída por um cubo, roletes inclináveis e molas. 

Durante a fase conversor os roletes estão levantados e a roda livre está bloqueada. 

Durante a fase acoplador os roletes inclinam-se e o reator pode rodar.

Durante a fase acoplador do conversor, a rotação do motor não é igual à rotação da turbina.

A perda da potência motriz se deve ao efeito de escorregamento produzido na ligação hidráulica entre a turbina e o impulsor. O escorregamento provoca um consumo suplementar de combustível e redução do freio motor.

Alguns conversores de torque possuem secção oval, permitindo uma caixa de transmissão mais compacta, sem influenciar na atuação hidráulica em seu interior.

P - Impulsor

T - Turbina

R – Reator

TOMADA DIRETA OU “LOCK UP” NO CONVERSOR

Para eliminar os efeitos do escorregamento e melhorar o desempenho da transmissão automática, é feita uma "tomada direta" ou também chamada de "lock up“, entre a turbina e o corpo do conversor. 

A tomada direta consiste em substituir a ligação hidráulica por uma ligação mecânica, por meio de um disco móvel (ou embreagem). O distribuidor hidráulico comandado pelo módulo eletrônico, corta a circulação de óleo direcionado para trás do disco de tomada direta. A diferença de pressão entre a dianteira e a traseira do disco é suficiente para impedir o escorregamento. A turbina torna-se solidária ao conversor. Para evitar "trancos" no momento da tomada direta, o distribuidor regula a pressão de cada lado do disco durante a fase de progressividade.

A embreagem é comandada hidraulicamente por uma eletroválvula pilotada pelo módulo eletrônico da transmissão.

O disco de lock up pode estar em dois estados:
- Aberto, que corresponde ao funcionamento habitual do conversor;
- Fechado, em que acopla o impulsor e a turbina para uma transmissão integral do torque do motor permitindo disponibilidade de freio motor, diminuição do consumo de combustível, arrefecimento do óleo da caixa de velocidades e da pista do lock-up.

A ligação é possível nas relações 2, 3, 4 ou maiores (e na 1ª relação em casos raros).
A inversão do sentido de circulação do óleo permite ou não a ligação do conversor.
A gestão dos dois estados possíveis do Lock-up é gerida pelo módulo eletrônico conforme um conjunto de condições memorizadas.

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