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Matéria da edição Nº201 - Novembro de 2007
Texto: Carlos Napoletano Neto
Funcionamento do conversor de torque
Na edição passada, aprendemos como o técnico pode medir o desempenho do conversor de torque e assim ter certeza de que o mesmo está realmente transferindo toda a sua força disponível no motor ou prejudicando o rendimento do sistema.
Este mês, iremos conferir como funciona o conversor em cada uma das fases de utilização do veículo.
Funcionamento do conversor
A descrição geral do funcionamento do conversor de torque com a alavanca seletora de marchas nas posições "D", "2", "L" ou LOW (Baixa – 1ª marcha) e "R" é fornecida a seguir.
Veículo parado, motor em marcha lenta
Quando o motor está em marcha lenta, o torque gerado pelo próprio motor é mínimo. Se os freios estiverem acionados (freio de estacionamento e/ou freio de serviço), a carga do rotor da turbina será grande, pois ele não pode girar.
Contudo, como o veículo está parado, a relação de velocidade do rotor da turbina para a bomba impulsora é zero, e a relação de torque é máxima. Portanto, o rotor da turbina está sempre pronto para rodar sob um torque maior que o gerado pelo motor. (Fig. 1-Torque máximo no rotor da turbina)
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O veículo começa a se mover
Quando os freios são liberados, o rotor da turbina pode girar com o eixo de entrada da transmissão. Assim, pressionar o pedal do acelerador faz com que o rotor da turbina gire com um torque maior que o gerado pelo motor, de modo que o veículo começa a se mover.
Veículo trafegando em baixa velocidade
Conforme o veículo ganha velocidade, a velocidade rotacional do rotor da turbina rapidamente se iguala à bomba impulsora, portanto, a relação de torque rapidamente se aproxima de 1,0:1. Quando a relação de velocidade do rotor da turbina e da bomba impulsora alcança um determinado valor (ponto de embreagem ou de acoplamento), o estator começa a girar, e a multiplicação de torque cessa. Em outras palavras, o conversor de torque começa a funcionar como um acoplamento líquido.
Dessa forma, a velocidade do veículo aumenta quase linearmente com a rotação do motor. (Fig.2-O ponto de embreagem é atingido quando a relação da velocidade do rotor da turbina e da bomba impulsora chegam ao valor ideal)
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Veículo trafegando em velocidades médias e altas
O conversor de torque funciona apenas como acoplamento líquido. O rotor da turbina (eixo de entrada da transmissão) gira em uma velocidade quase igual à da bomba impulsora (motor do veículo).
Destaque: durante a saída normal do veículo, o conversor de torque atinge o ponto de embreagem 2 ou 3 segundos após o início do movimento. Contudo, se a carga é grande, o conversor de torque pode funcionar na faixa de conversor mesmo quando a velocidade do veículo é média ou alta. (Fig.3-emonstração gráfica do funcionamento do conversor )
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Mecanismo da embreagem de bloqueio (lock up ou TCC)
Na faixa de acoplamento (não há multiplicação de torque), o conversor de torque transmite para as rodas (por meio da transmissão) o torque de entrada gerado pelo motor em uma relação próxima de 1,0:1.
Contudo, entre a bomba impulsora e o rotor da turbina existe uma diferença de velocidade rotacional (deslizamento) em torno de 4% a 5%. Portanto, o conversor de torque não está transferindo para a transmissão 100% da potência do motor, de modo que há uma perda de energia. É daí que surgiu a crença popular de que o veículo equipado com transmissão automática gasta mais combustível que um veículo equipado com transmissão manual.
Para evitar isso e para reduzir o consumo de combustível, a embreagem de bloqueio conecta mecanicamente a bomba impulsora (motor do veículo) ao rotor da turbina (eixo de entrada da transmissão) quando a velocidade do veículo é de aproximadamente 60 km/h, ou maior, de modo que 100% da potência gerada pelo motor pode ser transmitida às rodas motrizes.
1. CONSTRUÇÃO
A embreagem de bloqueio (também chamada lock up ou TCC) está instalada no cubo do rotor da turbina em sua parte dianteira.
A mola de amortecimento atenua a força torcional durante o acoplamento da embreagem, de modo a evitar choques no eixo de entrada. Um material de atrito (do mesmo tipo utilizado em freios e discos de embreagem) é colado na caixa do conversor, ou no pistão da embreagem, para evitar o deslizamento entre as duas peças quando a embreagem é aplicada. (fig.4-A embreagem de bloqueio está fixada no cubo do rotor da turbina)
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2. FUNCIONAMENTO
Quando a embreagem de bloqueio é acionada, ela gira junto com a bomba impulsora e o rotor da turbina. O acoplamento e o desacoplamento da embreagem de bloqueio é determinado pelas mudanças na direção do fluxo de fluido hidráulico no conversor de torque.
Acoplamento
Quando o veículo está rodando em velocidades médias ou altas (geralmente acima de 50 km/h), o fluido pressurizado flui para a traseira da embreagem de bloqueio obedecendo ao movimento das válvulas adequadas, no corpo de válvulas, conforme mostrado na figura 5. Dessa forma, o êmbolo de bloqueio é forçado contra a caixa do conversor. Por isso, a embreagem de bloqueio e a tampa dianteira giram juntas (isto é, a embreagem de bloqueio está acoplada).
Transmissão de potência
A figura 6 mostra o caminho do torque do motor quando a embreagem de bloqueio está acoplada.
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Desacoplamento
Quando o veículo está rodando em baixas velocidades, o fluido pressurizado (pressão do conversor) flui para a frente da embreagem de bloqueio. Portanto, a pressão na frente e dos lados da embreagem de bloqueio torna-se igual, de modo que a embreagem de bloqueio é desacoplada.
Veja o esquema do caminho do fluido de alimentação do conversor na figura 7, com a utilização das válvulas adequadas, localizadas no corpo de válvulas, que será descrito com detalhes mais à frente, neste artigo.
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Nesse caso, o percurso do torque desde o motor até o eixo de entrada da transmissão seria o seguinte:
Transmissão de potência
Vemos, na figura 8, o caminho percorrido pelo torque desde o motor até o eixo de entrada da transmissão, quando a embreagem de bloqueio está desacoplada.
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No próximo artigo, iniciaremos um estudo sobre o funcionamento dos conjuntos planetários e a sua aplicação em uma transmissão automática.
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