Como funcionam os conversores de torque

Ilustração antiga da caixa de velocidades do adaptador. ilbusca / Getty Images

Se você já leu sobre transmissões manuais, sabe que um motor é conectado a uma transmissão por meio de uma embreagem. Sem essa conexão, um carro não seria capaz de parar completamente sem desligar o motor. Mas carros com um transmissão automática não tenha embreagem que desconecte a transmissão do motor. Em vez disso, eles usam um dispositivo incrível chamado conversor de torque. Pode não parecer muito, mas há coisas muito interessantes acontecendo lá dentro.

- Neste artigo, aprenderemos por que os carros com transmissão automática precisam de um conversor de torque, como funciona um conversor de torque e quais são alguns de seus benefícios e desvantagens.

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Conteúdo

1. O básico
2. Dentro de um conversor de torque
3. O estator
4. Benefícios e pontos fracos

O conversor de torque está situado entre o motor e a transmissão.

Assim como os carros com transmissão manual, os carros com transmissão automática precisam deixar o motor girar enquanto as rodas e as marchas da transmissão param. Os carros com transmissão manual usam uma embreagem, que desconecta completamente o motor da transmissão. Carros com transmissão automática usam um conversor de torque.

Um conversor de torque é um tipo de acoplamento fluido, o que permite que o motor gire independentemente da transmissão. Se o motor estiver girando lentamente, como quando o carro está em marcha lenta em um semáforo, a quantidade de torque passada pelo conversor de torque é muito pequena, portanto, manter o carro parado requer apenas uma leve pressão no pedal do freio.

Se você pisar no pedal do acelerador enquanto o carro estiver parado, terá que pisar com mais força no freio para evitar que o carro se mova. Isso ocorre porque quando você pisa no acelerador, o motor acelera e bombeia mais fluido para o conversor de torque, fazendo com que mais torque seja transmitido para as rodas.

As peças de um conversor de torque (da esquerda para a direita): turbina, estator, bomba

Conforme mostrado na figura abaixo, existem quatro componentes dentro do invólucro muito resistente do conversor de torque:

• Bomba
• Turbina
• Estator
• Fluído de transmissão

o habitação do conversor de torque é aparafusado ao volante do motor, para que ele gire na velocidade em que o motor estiver funcionando. o barbatanas que compõem a bomba do conversor de torque estão acopladas à carcaça, de forma que também giram na mesma velocidade do motor. O corte abaixo mostra como tudo está conectado dentro do conversor de torque.

Como as peças do conversor de torque se conectam à transmissão e ao motor

o bomba dentro de um conversor de torque, há um tipo de bomba centrífuga. À medida que gira, o fluido é lançado para fora, da mesma forma que o ciclo de centrifugação de uma máquina de lavar joga água e roupas para fora da cuba. Conforme o fluido é lançado para fora, um vácuo é criado que atrai mais fluido para o centro.

A seção da bomba do conversor de torque é anexado à caixa.

O fluido então entra nas lâminas do turbina, que está conectado à transmissão. A turbina faz com que a transmissão gire, o que basicamente move o carro. Você pode ver no gráfico abaixo que as pás da turbina são curvas. Isso significa que o fluido, que entra na turbina pelo lado de fora, deve mudar de direção antes de sair do centro da turbina. É isto mudança direcional que faz a turbina girar.

A turbina do conversor de torque: Observe a ranhura no meio. É aqui que ele se conecta à transmissão.

Para mudar a direção de um objeto em movimento, você deve aplicar uma força a esse objeto - não importa se o objeto é um carro ou uma gota de fluido. E tudo o que aplica a força que faz com que o objeto gire também deve sentir essa força, mas na direção oposta. Assim como a turbina faz com que o fluido mude de direção, o fluido faz com que a turbina gire.

O fluido sai da turbina no centro, movendo-se em uma direção diferente de quando entrou. Se você olhar para as setas na figura acima, pode ver que o fluido sai da turbina movendo-se na direção oposta em que a bomba (e o motor) estão girando. Se o fluido atingisse a bomba, isso desaceleraria o motor, desperdiçando energia. É por isso que um conversor de torque tem um estator.

Vamos dar uma olhada no estator na próxima seção.

O estator envia o fluido que retorna da turbina para a bomba. Isso melhora a eficiência do conversor de torque. Observe a estria, que está conectada a uma embreagem unidirecional dentro do estator.

O estator reside bem no centro do conversor de torque. Sua função é redirecionar o fluido que retorna da turbina antes de atingir a bomba novamente. Isso aumenta drasticamente a eficiência do conversor de torque.

O estator tem um design de lâmina muito agressivo que inverte quase completamente a direção do fluido. Uma embreagem unidirecional (dentro do estator) conecta o estator a um eixo fixo na transmissão (a direção em que a embreagem permite que o estator gire é indicada na figura acima). Por causa desse arranjo, o estator não pode girar com o fluido - ele pode girar apenas na direção oposta, forçando o fluido a mudar de direção conforme atinge as lâminas do estator.

Algo um pouco complicado acontece quando o carro está em movimento. Há um ponto, em torno de 64 km / h, em que tanto a bomba quanto a turbina estão girando quase na mesma velocidade (a bomba sempre gira um pouco mais rápido). Nesse ponto, o fluido retorna da turbina, entrando na bomba já se movendo na mesma direção da bomba, portanto o estator não é necessário.

Mesmo que a turbina mude a direção do fluido e o lance para fora, o fluido ainda acaba se movendo na direção em que a turbina está girando porque a turbina está girando mais rápido em uma direção do que o fluido está sendo bombeado na outra direção . Se você estivesse na traseira de uma picape movendo-se a 60 mph e jogasse uma bola pela traseira dessa picape a 40 mph, a bola ainda estaria avançando a 20 mph. Isso é semelhante ao que acontece na turbina: o fluido está sendo jogado para fora em uma direção, mas não tão rápido quanto iria começar na outra direção.

Nessas velocidades, o fluido realmente atinge o costas lados das lâminas do estator, fazendo com que o estator gire em sua embreagem unidirecional, de modo que não impeça o movimento do fluido através dele.

Além do trabalho muito importante de permitir que seu carro pare completamente sem parar o motor, o conversor de torque realmente dá ao seu carro mais torque quando você acelera depois de uma parada. Os conversores de torque modernos podem multiplicar o torque do motor de duas a três vezes. Este efeito só acontece quando o motor está girando muito mais rápido do que a transmissão.

Em velocidades mais altas, a transmissão alcança o motor, eventualmente se movendo em quase a mesma velocidade. Idealmente, porém, a transmissão se moveria em exatamente a mesma velocidade do motor, porque essa diferença de velocidade desperdiça energia. Isso é parte da razão pela qual os carros com transmissões automáticas têm pior consumo de combustível do que carros com transmissões manuais.

Para combater esse efeito, alguns carros têm um conversor de torque com um embreagem de bloqueio. Quando as duas metades do conversor de torque aumentam a velocidade, esta embreagem as trava juntas, eliminando o escorregamento e melhorando a eficiência.

Para mais informações sobre conversores de torque e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.

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