El Convertidor par

Es un mecanismo que se utiliza en los cambios automáticos en sustitución del embrague, y realiza la

conexión entre la caja de cambios y el motor. En este sistema no existe una unión mecánica entre el

cigüeñal y el eje primario de cambio, sino que se aprovecha la fuerza centrífuga que actúa sobre un fluido

(aceite) situado en el interior del convertidor.

Consta de tres elementos que forman un anillo cerrado en forma toroidal (como un "donuts"), en cuyo

interior está el aceite. Una de las partes es el impulsor o bomba, unido al motor, con forma de disco y

unas acanaladuras interiores en forma de aspa para dirigir el aceite. La turbina tiene una forma similar y

va unida al cambio de marchas.

En el interior está el reactor o estator, también acoplado al cambio. Cuando el automóvil está parado, las

dos mitades principales del convertidor giran independientes. Pero al empezar a acelerar, la corriente de

aceite se hace cada vez más fuerte, hasta el punto de que el impulsor y la turbina (es decir, motor y

cambio), giran solidarios, arrastrados por el aceite.

Existen siete tipos de convertidor de par, que se utilizan principalmente en equipos de carga pesada como:

- Cargadores de ruedas grandes CAT 994F

- Moto traíllas

Su principal finalidad es:

Absorber cargas de choque

Evita que el motor se sobrecargue y llegue a calarse, permitiendo el funcionamiento a la vez del

sistema hidráulico.

Proporciona las multiplicaciones de par automáticamente para hacer frente a la carga, sin tener

que cambiar de velocidad dentro de unos límites.

Se elimina la necesidad de embrague.

La carga de trabajo va tomándose de forma gradual.

Se precisan menos cambios de velocidad.

Componentes del Convertidor de torque

En las partes que conforman un convertidor de torque, se destacan cinco componentes que interactúan

entre si y que producen la conexión y acoplamiento del motor de combustión interna y la transmisión de

un equipo, estos son:

Impulsor o Bomba

También conocido como impelente. Este elemento tiene paletas que se encargan de impulsar el aceite a

la turbina. Se considera el elemento conductor, debido a que es el que recibe el movimiento del motor, al

que está unido, e impulsa el aceite contra el.

El impulsor, llamado en ocasiones la bomba, está fijado al volante del motor y la turbina está fijada al eje

de entrada de la transmisión.

Cuando se arranca el motor, el impulsor comienza a girar y empuja el aceite desde su centro hacia el

borde exterior.

Turbina

El elemento conducido se llama turbina, y va acoplada a la caja de cambios. La parte de la bomba del

convertidor de par dirige aceite presurizado contra la turbina para hacerla girar.

La turbina está conectada a una flecha, para transferirle potencia a la transmisión. Tiene como misión

recibir el aceite enviado por el impulsor. La turbina gira en conjunto con el eje de salida ya que estos

están unidos en un mismo eje.

Estator

El convertidor de par incluye un tercer elemento que viene a mejorar las condiciones de funcionamiento

en la circulación del aceite, se trata del estator.

Tiene como misión redirigir el aceite ocupado por la turbina y entregarlo al impulsor, cambia de

dirección el flujo de aceite, esto permite aumentar el impulso del aceite.

Dentro del estator se encuentra un cojinete de un solo sentido, lo que permite que este solo gire en un

determinado sentido. El estator se usa para redirigir el flujo de la turbina de regreso hacia la parte de la

bomba, para completar el flujo de aceite.

Está montado sobre un mecanismo de rueda libre que le permite desplazarse libremente cuando los

elementos del convertidor giran a una velocidad aproximadamente igual.

Eje de salida

Está conectado por estrías a la turbina y envía el par al eje de entrada de la transmisión. El eje de salida

está conectado a la transmisión mediante una horquilla y un eje de mando o directamente al engranaje de

entrada de la transmisión, recibe la fuerza desde la turbina y la entrega al eje de entrada de la

transmisión.

Aceite hidráulico

Es el elemento que produce el movimiento de los componentes internos del convertidor, además de

amortiguar cualquier vibración del motor antes de que pase a cualquier parte de la transmisión.

Se ilustra el concepto básico de un conjunto de convertidor de par de tres elementos, que consta de una

turbina, un estator y una bomba (impulsor).

Se muestra la conexión del alojamiento del convertidor a la parte trasera en la ceja del cigüeñal del motor.

Los convertidores de par que están cerrados con soldadura se usan en los vehículos para trabajo ligero

(automóviles y camiones pickup) y en algunos vehículos para trabajo mediano, en tanto que los camiones

para trabajo pesado de carretera y fuera de ella por lo general emplean modelos de convertidores de par

que están armados con pernos.

Esta característica permite que el convertidor de par se pueda desarmar y darle mantenimiento general

cuando sea necesario.

Flujo de aceite del acoplamiento hidráulico

La figura representa el acoplamiento hidráulico. El rodete de bomba se muestra en rojo. El eje de la

bomba se conecta al volante del motor. La turbina se muestra en azul. El eje de salida de la turbina se

conecta a la unidad impulsada. La caja se muestra en gris. El rodete y la turbina giran juntos en la caja y

no se conectan directamente en ningún momento. La caja está llena de aceite. Cuando el motor se pone en

funcionamiento, el rodete gira. Al girar el rodete, lanza el aceite desde el centro hasta el borde externo. La

forma del rodete y la fuerza centrífuga envían el aceite hacia afuera y a través de la turbina. El aceite

golpea los álabes de la turbina. La turbina absorbe la energía del aceite en movimiento e inicia su propio

movimiento. A medida que el aceite golpea la turbina, el aceite resbala y fluye dentro, hacia el centro,

para volver al rodete.

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

oponerse al rodete. Este hecho, que se explicará posteriormente, es una diferencia importante entre el

acoplamiento hidráulico y el convertidor de par. Las flechas amarillas gruesas indican el aumento de

velocidad y energía del aceite cuando se mueve a través del rodete. Las flechas pequeñas indican el aceite

que baja lentamente y pierde su energía en la turbina.

Flujo de aceite giratorio

La figura muestra los dos tipos básicos de flujo de aceite de un acoplamiento hidráulico: flujo giratorio

(flechas rojas) y flujo de vórtice (flechas amarillas). El flujo giratorio ocurre cuando el aceite viaja con el

rodete y la turbina en el sentido de rotación. Esto sucede cuando el rodete y la turbina están viajando casi

a la misma velocidad, por ejemplo, cuando el equipo está en vacío o cuando se desplaza sin carga o con

muy poca carga. El aceite se lanza hacia afuera debido a la fuerza centrífuga del rodete y de la turbina

(flechas amarillas). El aceite simplemente fluye girando todo el tiempo en el rodete y en la turbina

(flechas rojas).

Con el flujo de aceite giratorio hay un mínimo deslizamiento o diferencia entre la velocidad de rotación

del rodete y la turbina. El par de la salida de la turbina es cero.

Mantenimiento

Para mantener el convertidor en buen estado, hay que tener bien en claro que el aceite es fundamental en

su funcionamiento, se debe tomar atención en dos precauciones generales:

1. Mantener el convertidor con aceite

2. Mantener una temperatura de trabajo del aceite

Como el aceite choca con los alabes (aspas) de los rodetes y al rozar por las paredes de éstos se produce

gran temperatura, con el consiguiente deterioro de las propiedades del aceite y además daño a los sellos

del convertidor y de la transmisión.

Diagnostico de falla

Pruebas de calado del convertidor

La prueba de calado se realiza cuando se sospecha de un problema en el convertidor de par. Siempre hay

que consultar a los manuales de servicio apropiados para los procedimientos de seguridad y pruebas.

El calado del convertidor de par ocurre cuando la velocidad del eje de salida es cero. La prueba de calado

del convertidor se realiza mientras el motor está funcionado a máxima aceleración. Esta prueba dará una

indicación del rendimiento del motor y del tren de mando con base en la velocidad del motor. Una

velocidad más baja o más alta que la especificada es indicación de problemas del motor o del tren de

mando. Una velocidad de calado del convertidor baja es generalmente indicación de un problema de

funcionamiento del motor. Una velocidad de calado del convertidor alta es generalmente indicación de 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 la prueba de la válvula de alivio de

entrada y la prueba de la válvula de alivio de salida.

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

principal propósito es evitar daños en los componentes del convertidor cuando el motor se pone en

funcionamiento con el aceite frío.

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

en el convertidor de par, a fin de evitar cavitación y asegurar la operación correcta del convertidor. Una

presión baja podría indicar una fuga en el convertidor, un flujo inadecuado de la bomba o un

funcionamiento incorrecto de la válvula de alivio. Una presión alta podría indicar un funcionamiento

incorrecto de la válvula de alivio o un bloqueo del sistema. Realice esta prueba, a través de la revisión de

la presión de la válvula de alivio de salida en el orificio de toma de presión correspondiente.

Análisis de aceite (APD)

El Análisis de aceite es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado en las

máquinas y equipos, que facilitan el control tanto del estado del lubricante, como de manera indirecta

permiten establecer el estado de los componentes.

El objetivo primordial y final es suministrar información para adelantarse a tomar acciones y buscar la

reducción de los costos de operación y mantenimiento a través de la preservación de las máquinas y la

extracción de la mejor vida de los lubricantes.

Los procedimientos de análisis se pueden realizar en un laboratorio especializado, pero también pueden

hacerse en el campo con ayuda de herramientas simples. Es la actividad de monitorear y reportar lo

observado en las condiciones del lubricante para alcanzar las metas propuestas de mantenimiento a través

de las buenas prácticas de lubricación. Es una herramienta que sirve para documentar los procesos de

mantenimiento, siempre y cuando, se tenga un buen entrenamiento y conocimiento de la interpretación de

los resultados de laboratorio.

Diferencial

¿Qué es un Diferencial?

El diferencial es un mecanismo utilizado para permitir que las ruedas motrices puedan girar con diferente

velocidad en el momento en que el vehículo esta transitando una curva (imprescindible para que el mismo

avance sin arrastrar las ruedas).

La unidad diferencial comprende también la

transmisión final, compuesta por una corona y un

piñón. En el caso de los vehículos con tracción

trasera, el diferencial se ubica en el tren trasero, por

lo tanto para transmitir el movimiento desde la caja

de cambios (cuando ésta se ubica en la parte

delantera o central del vehículo) hasta la parte

trasera, se utiliza un árbol articulado denominado

cardan. Para que éste se ubique lo más bajo posible,

en la reducción final del diferencial se utilizan

engranajes hipoidales.

De esta manera no sólo se aumenta el espacio dentro del habitáculo y consecuentemente el confort

interior, sino que también se logra bajar el centro de gravedad del vehículo, mejorando la estabilidad del

mismo.

Es entonces el dispositivo que divide el torque del motor en dos sentidos, permitiendo a cada uno de ellos

girar a una velocidad diferente cuando es necesario. Dado que el diferencial esta diseñado para

'diferenciar' -valga la redundancia- el torque o fuerza del motor, generalmente lo hace hacia la rueda que

tenga menos tracción en ese momento.

Funcionamiento

del diferencial

El diferencial reparte el esfuerzo

de giro de la transmisión entre los semiejes de cada rueda, actuando como un mecanismo de balanza; es

decir, haciendo repercutir sobre una de las dos ruedas el par, o bien las vueltas o ángulos de giro que

pierda la otra.

Esta característica de funcionamiento supone la solución para el adecuado reparto del par motor entre

ambas ruedas motrices cuando el vehículo describe una curva, pero a la vez se manifiesta como un serio

inconveniente cuando una de las dos ruedas pierde su adherencia con el suelo total o parcialmente

deslizante.

En estas circunstancias, cuando por ejemplo una de las dos ruedas del eje motriz rueda momentáneamente

sobre una superficie deslizante (hielo, barro, etc.), o bien se levanta en el aire (a consecuencia de un bache

o durante el trazado de una curva a alta velocidad), la característica de balanza del diferencial da a lugar

que el par motor se concentre en la rueda cuya adherencia se ha reducido.

Esta rueda tiende a embalarse, absorbiendo todo el par, mientras que la opuesta permanece inmóvil, lo

que se traduce en perdida de tracción del coche.

El diferencial autoblocante tiene como objetivo resolver este importante problema de perdida de tracción

Inspección

Es de vital importancia la inspección total y cuidadosa de todos los componentes de la unidad, antes de su

reensamble. Esta inspección descubrirá las piezas con desgaste excesivo que deberán ser sustituidas. La

sustitución correcta evitará fallas con costos elevados.

Inspección de los rodamientos

Inspeccionar todos los rodamientos de rodillo o cónicos (pistas y conos) inclusive aquellos que no fueron

removidos de su lugar original, sustituirlos si estos presentaron cualquier defecto. Evitar el uso de

punzones y martillos que pueden dañar también los asientos en donde estos rodamientos estaban

montados. Sacar los rodamientos que serán sustituidos con un dispositivo adecuado (un extractor o

prensa). Evite el uso de punzones y martillos que pueden dañar también los asientos en donde estos

rodamientos estaban montados.

A. El desgaste excesivo en la cara ancha de los rodillos cónicos con eliminación casi total del rebaje

central y/o radio desgastado, con canto vivo, en la cara ancha de los rodillos.

B. Señales de atributo en la falla de los rodillos cónicos.

C. Desgaste (con rebaje visible) en la pista de la pista o del cono

y/o marcas profundas, escalones o grietas en los asientos de la pista y/o del cono, o en la superficie de los

rodillos cónicos.

D. Corrosión (causada por la acción

química) o cavidades sobre las

superficies del trabajo).

E. Astillado o descascarado en la

superficie de la pista y/o del cono.

Inspección corona-piñón hipoidal

Inspeccionar el juego corona-piñón observando si se ha gastado o dañado los escalones de presiones,

ralladuras, o astillado. Revisar también los asientos de los conos de los rodamientos y las estrías del

piñón.

Inspección de la carcaza

Inspeccionar los componentes del sistema diferencial y sustituya las piezas que presenten depresiones,

escalones, ovalación excesiva en agujeros y semi-agujeros o desgaste acentuado. Revisar también las

áreas de trabajo.

A. Asientos para arandelas de ajuste o empuje, semi-agujeros para montar los brazos de las

crucetas en ambas mitades de la carcaza de satélites.

B. Superficie de apoyo de las arandelas de empuje de satélite y planetarios.

C. Diámetros de los brazos de la cruceta.

D. Dientes y estrías de los planetarios.

E. Dientes y agujeros de los satélites.

Inspección del sistema planetario

A. Inspeccionar los diámetros y dientes de los engranes planetarios, solar, rectos de la corona

en lo referente a desgaste o daños. Aquellos que presenten escalones, depresiones, ralladuras

o astillado, deberán ser sustituidos.

B. Inspeccionar las caras de apoyo de las arandelas de empuje de los planetarios. Si cualquiera

de ellos presenta desgaste excesivo o tallones, se deben sustituir todas.

C. Inspeccionar los rodamientos (rodillos) y los espesores.

D. Revisar los diámetros de los ejes para planetarios en caja porta planetarios. Revisar que los

agujeros estén libres de rebabas ambos extremos.

E. Inspeccionar los diámetros de los ejes para planetario. Si alguno de ellos presenta ralladuras,

desgaste, depresiones, etc. sustituirlos todos.

F. Revisar el selector de velocidades y la sincronización de dientes para baja velocidad (placa

dentada y engrane solar) sustituir las piezas que presenten desgaste excesivo, marcas o

estrías.

Inspección de los paliers

Verificar si hay melladuras y desgaste excesivo en las estrías y ovalamientos en agujeros de la brida.

Inspección de la carcaza. Busque si existen grietas en cualquier superficie o rebabas sobre las partes

maquinadas.

Inspección del yugo

Sustituya el yugo en el caso de que presente desgaste excesivo en el área del retén.

Inspección de la funda

Revise si hay señales de escalones, espárragos sueltos, rebabas o estriadas en las superficies maquinadas.