INGENIERÍA MECÁNICA AUTOMOTRIZ

MAQUINARIA PESADA

GRUPO 1

CONVERTIDORES Y DIVISORES DE PAR PARA MAQUINARIA PESADA

REALIZADO POR:

KEVIN ENCARNACIONRICHARD GUAMAN

DIEGO LLIVISACAVICTOR RUIZ

DANIEL SARANGO

CONVERTIDORES DE PAR PARA MAQUINARIA PESADA.

El Convertidor de Torque o Par, Figura 1, es un acoplamiento fluido más un estator. Al igual que el acoplamiento fluido, el convertidor de torque transmite la potencia necesaria para mover la máquina, acoplando el motor a la transmisión. A diferencia del acoplamiento fluido, el convertidor de torque puede también multiplicar el torque desde el motor, lo que incrementa el torque a la transmisión. El convertidor de torque utiliza un estator que redirige el fluido de regreso a la impelente en la dirección de giro. La Fuerza del aceite desde el estator incrementa la cantidad de torque transferido desde la impelente a la turbina y hace que el torque se multiplique.

PARTES PRINCIPALES

Figura 2 - 3 - 4 - 5, en general, los componentes principales en un convertidor de torque son:

1. Impelente o miembro impulsor.- Es la sección impulsora del Convertidor.

Se une al volante mediante estrías y gira a las mismas RPM del motor. La impelente tiene paletas que dirigen el aceite a la turbina impulsándola.

2. Turbina o miembro impulsado.- La turbina es la parte impulsada al recibir sobre sus alabes el aceite proveniente de la impelente. La impelente gira junto al eje de salida debido a que están unidos por estrías.

Fig. 1 Convertidor de PAR

Fig. 2 Impulsor

Fig. 3 Turbina

3. Estator o miembro de reacción.- El estator es la parte fija del convertidor. Sus paletas multiplican la fuerza redirigiendo el aceite que llega desde la turbina hacia la Impelente, siendo esta su función. Este cambio de dirección aumenta el impulso e incrementa la fuerza.

4. Eje de salida o miembro de comunicación.- El eje de salida, que está unido a la turbina, envía la fuerza hacia el eje de entrada de la transmisión.

En la figura 6 se muestra los componentes del convertidor de Par-

Fig. 4 Estator

Fig. 5 Eje de salida

Fig. 6 Componentes del convertidor de PAR

FUNCION DEL CONVERTIDOR DE TORQUE

La principal función del convertidor de torque es multiplicar el par del motor, es decir, la potencia suministrada desde el volante del motor es “administrada” en el convertidor, en donde se reduce la velocidad angular para incrementar el torque.

COMPONENTES QUE ESTAN EN COMUNICACIÓN AL INTERIOR DEL CONVERTIDOR DE TORQUE Y FUNCION DE ELLOS

Como es posible apreciar en la Figura7, los componentes que están en comunicación y que giran como una unidad a la velocidad del motor son:

• La caja rotatoria N °1

• El conjunto del flange N °2

• El cubo N °13

• La impelente N °3

• El engranaje de mando para la bomba de aceite

Estos componentes son movidos por el volante del motor y giran a la velocidad del motor.

La Turbina N °7 está apernada al cubo N °10 y este está conectado al eje de salida N °11 por medio de estriados al eje. Estos componentes giran como una unidad permitiendo trasmitir la potencia a la transmisión. El estator N °12 está fijo y se conecta al conjunto del transportador N °9 por estriados. A su vez, el conjunto del transportador N °9 se conecta al transportador N °6 y este último está apernado a la tapa del convertidor de torque (No mostrada). Tanto el Estator como los transportadores permanecen fijos.

Fig. 7 Componentes en comunicación

FLUJO DE ACEITE A TRAVÉS DEL CONVERTIDOR DE TORQUE

Para comprender el flujo de aceite necesario para el funcionamiento del convertidor de torque, se utilizara como referencia la Figura 7. El aceite para la operación del convertidor de torque, ingresa a través de la lumbrera N °5 y por medio del conducto del trasportador N °6 y del cubo N °13 es dirigido a la impelente N °3. Como la impelente N °3 rota (movida por el volante del motor), actúa como una bomba impulsando aceite hacia la turbina N °7. El aceite al golpear sobre los alabes de la turbina permite que esta genere el movimiento angular que es transmitido al eje de salida N °11 y de ahí al resto de los componentes del tren de potencia. Una vez que el aceite actúa sobre la turbina N °7, parte de este aceite es redirigido a través de los alabes del estator N °12 de vuelta a la impelente N °3. El aceite que es redirigido a la impelente, se mueve en la misma dirección de rotación de la impelente y se une al aceite que está entrando al convertidor de torque, debido a esto el torque de salida del convertidor es multiplicado. Otra cantidad de aceite, abandona el convertidor de torque a través de la lumbrera de salida N °14 que muestra la Figura N °16

En la Figura 8, se aprecia el paso de aceite desde la impelente a la turbina que al golpearla generará el movimiento angular transmitido al eje de salida. También se muestra el sentido de giro de la caja rotatoria del convertidor que corresponde al mismo sentido de giro del motor.

La Figura 9, muestra el paso de aceite redirigido desde el estator a la impelente en la misma dirección de giro de la impelente. Este aceite se unirá al aceite que está entrando al convertidor

En la Figura 10, se muestra el paso del aceite a través de los componentes principales del Convertidor. El número 1, corresponde al aceite impulsado desde la Impelente a la Turbina. Note el sentido de giro de la Impelente, dado por la flecha roja a la izquierda de la figura. Este corresponde al sentido de giro del motor. El número 2 muestra la acción del aceite sobre los alabes de la Turbina generando el torque para producir el movimiento angular a transmitir en el eje de salida El número 3 y 4, corresponde al aceite que ingresa y sale del estator respectivamente. El aceite que sale del estator se une al aceite que está entrando al convertidor y se mueve en el mismo sentido de giro de la Impelente permitiendo de esta manera multiplicar el torque.

Fig. 8 Se aprecia el paso de aceite desde el impelente

Fig. 9 Se aprecia el paso de aceite redirigido desde el estator a la impelente

Fig. 10 Paso de aceite en el convertidor

TIPOS DE CONVERTIDOR DE TORQUE

Los distintos tipos de convertidor de torque que es posible encontrar en la maquinaria Caterpillar son:

1. Convertidor de Torque Convencional

2. Convertidor de Torque con embrague unidireccional

3. Convertidor de Torque de Capacidad Variable

4. Convertidor de Torque con Embrague de Impelente (Impeler Clutch)

5. Convertidor de Torque con Embrague de Traba (Lockup Clutch)

6. Divisor de Torque

CONVERTIDOR DE TORQUE CONVENCIONAL

La operación, componentes y flujo de aceite a través del convertidor de torque convencional corresponde a la referida en las figuras N °2 hasta la figura N °10 corresponde el convertidor de torque convencional.

APLICACIÓN DEL CONVERTIDOR DE TORQUE CONVENCIONAL

La maquinaria pesada en los cuales es posible encontrar convertidores de torque convencional son:

CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE UNIDIRECCIONAL

Los mismos componentes principales descritos en el convertido de torque convencional conforman el convertidor de torque con embrague unidireccional. La diferencia entre ambos radica en que el convertidor de torque con embrague unidireccional posee un conjunto de embrague en el estator, que dependiendo de la condición de carga existente en el tren de fuerza, permite fijar o liberar al estator. Con lo anterior se consigue multiplicar el torquetransmitido a la transmisión (al estar fijo el estator), o sólo producir un acoplamiento fluido en donde no existe multiplicación de torque (Estator liberado). En esta condición el estator puede girar libremente evitando que el aceite sea redirigido a la impelente.

La condición de estator libre se da cuando el equipo se está desplazando y ha salido de una condición de carga.

Fig. 11Maquinaria pesada- convertidor torque

CONJUNTO DE EMBRAGUE DEL ESTATOR

Los componentes que forman el conjunto de embrague del estator, Figura N °13 son:• La Leva N °1, que está fijada por estriados al estator• Rodillos de Traba N °2, que fijan la leva N °1 a la masa N °4• Resortes de rodillo N °3, que sostienen a los rodillos de Traba N °2 en su posición• La masa N °4, que está fija por estriados al transportador del convertidor de torque

En condición de carga la fuerza ejercida por el aceite sobre los alabes del estator, hace girar alconjunto en sentido horario quedando los rodillos asegurados entre la leva y la masa. Esto fija al estator permitiendo que el aceite sea redirigido a la impelente.Cuando la velocidad de la impelente y la turbina se incrementan (Producto del término de una condición de carga) el aceite golpea la parte posterior de los alabes del estator haciendo que este gire en sentido anti horario, los rodillos no se aseguran y la leva pueda girar

Fig. 12Convertidor de Par con embrague unidireccional

Fig. 13 Conjunto de embrague del estator

libremente. El Estator no reenvía aceite a la impelente y el convertidor de torque funciona como un acoplamiento fluido.

APLICACIÓN DEL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUEUNIDIRECCIONAL EN LOS EQUIPOS CATERPILLAR

El Convertidor de torque con embrague unidireccional es posible encontrarlo en equipos como:

CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE IMPELENTE

El Convertidor de torque con embrague de Impelente (Impeller Clutch) mostrado en la Figura 15, posee un paquete de embrague de discos múltiples, que actúa sobre la impelente con lo que es posible limitar el torque en el eje de salida controlando el patinaje del

Fig. 13 Conjunto de embrague del estator

embrague. De esta forma se consigue eliminar el patinaje en las ruedas, reduciendo con ello el desgaste innecesario de neumáticos

El embrague de la impelente también permite realizar un cambio direccional en la transmisión,desde reversa hacia frontal o viceversa de una manera más suave, reduciendo con ello el esfuerzo al que se ven sometidos los componentes del tren de potencia.El embrague de la impelente es aplicado por aceite hidráulico. El flujo de aceite hidráulico para actuar sobre el embrague de la Impelente es controlado por el operador a través del pedal izquierdo ubicado en la cabina de la máquina, Figura 16.

FUNCIONAMIENTO BASICO

Cuando el operador no presiona el pedal izquierdo de cabina mostrado en la Figura N °16, elaceite fluye desde el portador hacia el conducto de aceite del embrague de la Impelente y empuja el pistón del embrague de la Impelente contra los platos y los discos, Figura N °17.La fricción entre discos y platos hace que la impelente gire a la misma velocidad que la caja del convertidor. Esta es la salida de torque máximo. A medida que el operador presiona el pedal izquierdo de cabina, disminuye la presión de aceite en el pistón. La fricción entre

Fig. 15Embrague Impelente

Fig. 16Embrague Impelente controlado por el operador

discos y platos disminuye y la impelente gira más lento, impulsando menos aceite a la turbina. Con menos fuerza en la turbina, hay menos torque en el eje de salida.

ALGUNOS COMPONENTES EN EL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE IMPELENTE

• 1.-Flange con conexión al volante del Motor• 2.-Caja • 3.- Turbina, con conexión al eje de salida• 4.- Caja • 5.-Impelente •6.- Plato • 7.- Adaptador • 8.-Platos del conjunto del embrague•9.- Discos del conjunto del embrague• 10.- Pistón del conjunto del embrague• 11.-Caja del embrague • 12.- Pasaje de entrada de aceite para el convertidor de torque • 13.-Transportador

Fig. 17Embrague de Impelente

Fig. 18Componentes

El Flange N °1, la caja N °2, la caja N °4 y la caja del embrague N °11 giran como una unidad a la velocidad del motor. El estriado interno que posee la caja N °11, permite hacer girar a los patos N °8 al plato N °6 y al pistón N °10 del conjunto del embrague.El adaptador N °7 posee estriados para la conexión de los discos N °9 del conjunto de embrague. A su vez el adaptador N °7 está conectado a la Impelente N °5 del convertidor de torque por medio de pernos.Al no existir aceite a presión sobre el pistón N °10 del conjunto del embrague, este no actúasobre los platos N °8, de esta forma la caja N °11 y el pistón N °10 giran a la velocidad del motor, pero los discos N °9, el adaptador N °7 y la Impelente N °5 se mueven levemente con lo que existe una pequeña cantidad impulsada de aceite a la turbina N °3 para que exista un leve movimiento en el eje de salida.La condición descrita anteriormente se obtiene cuando el operador presiona el pedal izquierdo ubicado en la cabina de operaciones de la máquina. Al existir mayor presión de aceite, se fuerza al pistón N °10 del conjunto del embrague para que actúe sobre los platos N °8 y discos N °9, mostrados en la Figura N °18.La fricción generada entre discos y platos hace que la Impelente rote impulsando aceite a laturbina. Esta condición se consigue cuando el operador libera el pedal izquierdo ubicado en la cabina de operaciones de la máquina.

APLICACIÓN DEL CONVERTIDOR DE TORQUE CON EMBRAGUE DE IMPELENTE EN LOS EQUIPOS CATERPILLAR

Los equipos en los cuales es posible encontrar Convertidores de Torque con Embrague deImpelente son:

Fig. 19 Equipos Caterpillar – Aplicación del embrague

CONVERTIDOR DE TORQUE DE CAPACIDAD VARIABLE

El Convertidor de Torque de Capacidad Variable, Figura 20, posee dos Impelente, una Interna y

otra Externa. La Impelente Externa posee un embrague hidráulico que permite aplicar la

Impelente Externa con lo que se logra impulsar una mayor cantidad de aceite a la Turbina

consiguiendo de esta forma un mayor torque en el Eje de Salida.

Al no estar activada la impelente externa (Embrague desaplicado), el volumen de aceite enviado a

la Turbina es menor y por ende es menor el torque en el Eje de Salida, además con esto se

consigue mejor rendimiento para el sistema hidráulico de implementos pues es menor la potencia

del motor que está tomando el convertidor de torque.

Fig. 20 Convertidor de par de capacidad variable

Componentes del convertidor de torque de capacidad variable

Fig. 21 Componentes del convertidor de par de capacidad variable

Flange N °1, con conexión al volante del motor

Turbina N °2, con conexión al eje de salida N °8

Caja rotatoria del Convertidor N °3, apernado al Flange N °1 y a la Caja del Embrague de la Impelente Externa N °6

Impelente Externa N °4

Impelente Interna N °5, unida a la Caja del Embrague de la Impelente Externa N °6 por medio de pernos y Pasadores N °12

Caja del Embrague de la Impelente Externa N °6, que contiene al pistón del embrague de la Impelente Externa

Eje de Salida N °8

Estator N °9

Plato del Embrague N °10

Disco del Embrague N °11, que está conectado a la Impelente Externa N °4

El embrague de impelente

El embrague de impelente es activado hidráulicamente y controlado por el sistema hidráulico de la transmisión. El embrague engancha el impelente externo con la caja del embrague lo que permite que los impelentes internos y externos giren juntos.

Fig. 22 Embrague de impelente

Funcionamiento

El Flange N °1, la Caja Rotatoria del Convertidor N °3, la Caja del Embrague N °6 y la Impelente

Interna N °5, giran como una unidad a la velocidad del motor.

El Embrague de la impelente Externa se aplica hidráulicamente y es controlado por el sistema

hidráulico de la transmisión, el que a su vez es controlado por el operador.

Al existir máxima presión de aceite actuando sobre el pistón del embrague de la Impelente Externa

(Embrague aplicado), ambas Impelentes giran impulsando aceite a la Turbina y máximo Torque se

obtiene en el Eje de Salida.

La desaplicación de la Impelente Externa, produce una disminución en el Torque de Salida

consiguiendo con ello que:

1. Se evite el patinaje de las ruedas, reduciendo el desgaste de los neumáticos

2. Exista mejor rendimiento en el sistema hidráulico de implementos, mejorando el desempeño

hidráulico de la máquina al disponer de la potencia que no ha tomado el convertidor.

Fig. 23 Funcionamiento del embrague de capacidad variable.

La figura anterior, muestra la variación en el flujo de aceite impulsado a la Turbina:

Impelente Externa “desaplicada” (imagen de la izquierda).

Impelente Externa “aplicada” (imagen de la derecha), al ser activado el Embrague de la Impelente

Externa por acción hidráulica.

El aceite para la aplicación del Embrague de la Impelente Externa, es suministrado por el sistema

hidráulico de la Transmisión. El operador desde la cabina, puede ajustar la capacidad de Torque,

variando el flujo de aceite al pistón del Embrague para variar la presión Hidráulica que va actuar

sobre él.

Por medio de una palanca de control ubicada en cabina es posible ajustar el flujo de aceite que va

actuar sobre el Pistón del embrague de la Impelente Externa y de esta forma controlar el torque

en las ruedas.

Fig. 24 Palanca de control del flujo de aceite.

INSPECCION DEL CONVERTIDOR DE PAR DE CAPACIDAD VARIABLE

Inspección Visual

Identificación de Desgaste

DesgasteAbrasivo:

Sobre todo por efecto de partículas contaminantes proveniente de piezas internas defectuosas (Ej. desalineamiento de eje por mal estado de rodamientos) o externas si ingresa aceite contaminado. En el convertidor se encuentra en alojamiento de rodamientos, eje de salida.

Fig. 25 Ralladuras por desgaste abrasivo en la superficie de deslizamiento eje del estator.

Desgaste Erosivo:

El aceite adquiere una gran fuerza por su velocidad adquirida, la cual erosiona si está acompañada de contaminantes erosivos sobre los materiales. Se suma a ello si hay algún defecto en el control de las presiones bajas del aceite.

Fig. 25 Desgaste erosivo

Desgaste Corrosivo:

Se manifiesta sobre todo en los elementos que tienen la mayor probabilidad de ingreso de contaminantes cuando se deteriora algún protector. Por ej. Los coupling

Fig. 26 Desgaste erosivo de los acoplamientos.

Desgaste Fretting( por rozamiento):

Generalmente se desarrolla en la parte del alojamiento con el eje o en cubiertas donde van insertados los rodamientos, debido a micro oscilaciones, a pesar de estar acoplado a presión.

Fig. 27 Desgaste por rozamiento

Inspección Según Guía de Reusabilidad

Inspección visual en la turbina:

-Grietas en la parte inferior del álabe.

-Soltura de los remaches.

-Desgaste de ranuras (spline).

-Desgaste del rodamiento de montaje.

-Desgaste de superficies de dientes de engrane de discos de embrague.

Inspección visual de la carcasa del impeler

-Grietas

-Desgaste de rodamiento de montaje.

Inspección visual del impeler

-Grietas en la parte inferior del álabe.

-Grieta de la periferia externa del reborde.

-Grieta de la periferia interna del reborde.

Fig. 28 Inspeccion visual del impelente Inspección visual del estator

-Grietas en la parte inferior del álabe.

-Grieta en el reborde.

-Asentamiento de ranuras (spline).

Inspección visual del Race-Desgaste de ranuras.

-Desgaste de la superficie de deslizamiento de la rueda libre.

Inspección visual del eje del estator

-Daños en el anillo de sellado (sealring) de ranuras (groove).

-Desgaste de la cara de trabajo de la rueda libre.

-Desgaste de la superficie de deslizamiento del anillo de sellado.

-Desgaste del rodamiento de montaje (diámetros interno y externo).

-Desgaste de ranuras (spline).

Inspección visual del eje de la turbina

-Desgaste de ranuras (spline).

-Daños en el anillo de sellado.

-Desgaste de la superficie de deslizamiento del asiento del sello de aceite

-Desgaste del rodamiento de montaje.

Diagnostico de falla

Localización de averías y pruebas del desempeño del convertidor de par

Prueba de calada del convertidor de par

Fig. 29 Prueba de calada del convertidor de par

La prueba de calado se realiza cuando se sospecha la existencia de un problema en el convertidor de par. Remítase siempre a los manuales deservicio apropiados para conocer los procedimientos de prueba y seguridad.

El calado del convertidor de par se produce cuando la velocidad del eje de salida es cero. La prueba de calado del convertidor de par se realiza mientras el motor funciona a aceleración máxima. Esta prueba dará una indicación del desempeño del motor y del tren de mando basándose en la velocidad del motor. Una velocidad mayor o menor que la especificada es una indicación de que hay problemas en el motor o en el tren de mando.

Fig. 29 Prueba de calado

Una velocidad de calado del convertidor baja es por lo general una indicación de un problema en el desempeño del motor. Una velocidad de calado del convertidor alta es por lo general una indicación de un problema en el tren de mando. No debe calarse más de 10 segundos se debe dejar 2 minutos entre calado.

Prueba de las válvulas de alivio del convertidor de par

Este segmento describe la prueba de la válvula de alivio utilizada en los convertidores de par .Existen dos pruebas de las válvulas de alivio del convertidor, válvula de alivio de entrada(válvula de relación) y la válvula de alivio de salida.

Fig. 30 Pruebas de las válvulas de alivio.

Prueba de la válvula de alivio de entrada

La válvula de alivio de relación del convertidor de par controla la presión máxima que llega al convertidor. Su propósito principal es evitar daños a los componentes del convertidor cuando se arranca el motor con el aceite frió. La presión de alivio de entrada es comprobada con aceite frió elevando las rpm del motor a la velocidad alta en vació, mientras se observa un manómetro conectado a la lumbrera de presión P3.

Fig. 31 Prueba de la válvula de alivio de entrada

Prueba de la válvula de alivio de salida

La válvula de alivio de salida mantiene la presión en el convertidor de par. La presión en el convertidor debe mantenerse para evitar la cavitación y asegurarse el funcionamiento eficiente del convertidor. La presión baja puede ser una indicación de salidero en el convertidor, flujo pobre de la bomba, o una válvula de alivio defectuosa. La presión alta puede ser una indicación de una válvula de alivio defectuosa o de un bloqueo en el sistema. Esta prueba se realiza comprobando la presión de la válvula de alivio de salida del convertidor en la lumbrera de presión adecuada.

Fig. 32 Prueba de la válvula de alivio de salida

Mantenimiento del convertidor de par de capacidad variable

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.

Convertidores de par con embrague de traba

Algunas máquinas requieren mando de convertidor de par en ciertas condiciones y de mando

directo en otras. El convertidor de par de embrague de traba (figura 1) brinda una conexión

directa entre la transmisión y el motor. Este también opera de igual forma que un convertidor de

par convencional cuando no está en el modo de traba. El embrague de traba está en la caja del

convertidor de par. Cuando el embrague de traba se acopla, el embrague conecta la caja de

rotación directamente al eje de salida y la turbina. El eje de salida girará a la velocidad del motor.

El mando directo provee la más alta eficiencia del tren de mando en velocidades altas. El

embrague de traba conecta la turbina a la caja de rotación. La caja de rotación gira a la misma

velocidad del rodete. El embrague de traba se conecta automáticamente en cualquier momento

en que las condiciones de operación del equipo exijan mando directo.

Fig. 1. Convertidor de par de embrague de traba

Componentes del convertidor de par de embrague de traba

La figura 2 muestra los componentes del embrague de traba. El embrague de traba consta de un

pistón de embrague, planchas y discos. Una válvula de control del embrague de traba, ubicada en

la cubierta externa, controla el flujo de aceite para la conexión del embrague de traba. En algunas

aplicaciones, el embrague de traba se controla mediante un solenoide activado por el Módulo de

Control Electrónico (ECM) de la transmisión.

Cuando se requiere activar el embrague de traba, el aceite fluye a través de un conducto de aceite

en el eje de salida al pistón de embrague de traba. El pistón de embrague de traba y las planchas

se conectan a la caja del convertidor mediante estrías. La caja del convertidor gira a la velocidad

del motor. Los discos están conectados al adaptador con estrías y el adaptador está apernado a la

turbina. La presión de aceite del pistón empuja el pistón contra las planchas y los discos del

embrague de traba. Las planchas y los discos giran juntos y hacen que la turbina y el eje de salida

giren a la misma velocidad que la caja del convertidor. La turbina y el rodete giran ahora a la

misma velocidad y no hay multiplicación de par del convertidor de par. Cuando el embrague de

traba se libera, el convertidor de par multiplica el par como en un convertidor de par

convencional.

Fig. 2. Componentes del convertidor de par de embrague de traba

El embrague de traba se desengancha durante un cambio y se vuelve a enganchar cuando se

cumplen las cuatro condiciones en el nuevo engranaje seleccionado. El embrague de traba se

desengancha también cuando la velocidad de salida del convertidor de par cae por debajo de las

rpm especificadas .Para ayudar a prevenir la sobre velocidad del motor, el embrague de traba no

puede engancharse cuando la salida del convertidor de par es mayor que las rpm especificadas.

Cuando el embrague de traba está enganchado, el convertidor de par está en transmisión

mecánica, proporcionando la mayor eficiencia del tren de mando. El embrague de traba esta

compuesto del pistón del embrague, platos y discos, los cuales reciben presión de aceite para fijar

la turbina a la caja del convertidor, lo que conecta la transmisión mecánica .El flujo de aceite hacia

el embrague de traba es controlado por la válvula solenoide del embrague de traba ubicada en la

cubierta exterior. El modulo de control electrónico de la transmisión (ECM) activa el solenoide del

embrague de traba:

- El interruptor de habilitación de traba situado en la consola de la derecha debe estar en la

posición de ON (conectado).

- La velocidad de salida del convertidor de par es mayor que las rpm especificadas.

Ventajas del convertidor de par con embrague de traba

- Mayor flexibilidad en las aplicaciones de la maquinaria

- Provee multiplicación de par para cargas altas

- Provee mando directo para velocidades altas

- 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, o 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. 3. Cargadores de ruedas y mototraillas

Varios tipos de máquinas están equipados con convertidores de par con embrague de traba, como los cargadores de ruedas y las mototraíllas grandes mostrados en la figura 3.

Ejemplos de maquinaras datos técnicos (mínimo dos)

- Cargador frontal de ruedas 980k-caterpillar:

Convertidor de par con sistema de bloqueo

El convertidor de par con sistema de bloqueo opcional de la 980K aumenta notablemente la

productividad y la eficiencia del combustible al llevar a cabo aplicaciones de carga y transporte,

sobre todo en pendientes. El embrague de bloqueo elimina las pérdidas del convertidor

de par, con lo que se produce finalmente un menor consumo de combustible a la vez que se

consiguen velocidades de desplazamiento más altas en pendientes.

- Mototraílla 613G

Convertidor de par

• El nuevo convertidor de par, probado en el D6N, aumenta la fuerza máxima de tracción en 11% en segunda marcha y reduce los tiempos de carga

• Eficiente en la entrega de potencia al suelo, lo que convierte el dinero invertido en el combustible en más producción

• Construcción robusta para cambios de sentido de marcha constantes típicos de aplicaciones de tractores de cadenas

DIVISOR DE TORQUE o DIVISOR DE PAR.

El Divisor de Par, es una clase especial de Convertidor de Par, pues está formado de un Convertidor de Par Convencional más un Conjunto de Engranajes planetarios.

Ambos componentes (el convertidor de Convertidor y el conjunto de engranajes planetarios), pueden multiplicar el torque de suministro desde el volante a la transmisión dependiendo de las condiciones de carga

Esta configuración permite una división variable del par de motor entre el juego de engranajes planetarios y el convertidor. Esta división puede ser tan alta como 70/30, en dependencia de la carga de la máquina. Las salidas del juego de engranajes planetarios y del convertidor están conectadas al eje de salida del divisor de par.

APLICACION DEL DIVISOR DE TORQUE EN LOS EQUIPOS CATERPILLAR

Los equipos en los cuales es posible encontrar Divisores de Torque son:

Exclusivamente en tractores de Cadena.

El convertidor de par esta unido al volante del motor. Durante el funcionamiento el convertidor y el juego de engranajes planetarios trabajan juntos para proporcionar la división más eficiente de par en el motor.

El convertidor de par proporciona multiplicación de par para las cargas pesadas mientras el juego de engranajes planetarios proporciona cerca del 30% de la transmisión mecánica en las situaciones de carga ligera.

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO DEL DIVISOR DE PAR

1. Como el convertidor de par, el divisor de par está compuesto de cuatro componentes contenidos en una caja a la que la bomba de la transmisión llena de aceite: el impelente (miembro impulsor), la turbina (miembro impulsado), el estator (miembro de reacción) y el eje de salida. El divisor de par contiene también un juego de engranajes planetarios.

2. El impelente es el miembro impulsor del convertidor de par. Está conectado con el volante del motor y gira a la velocidad del motor. El impelente funciona como una bomba al recoger el aceite en el divisor de par y lo dirige hacia la turbina. Los álabes utilizados en el impelente son curvos de manera que aceleran el flujo del aceite cuando abandona el impelente.

Impelente

3. La turbina es el miembro impulsado del convertidor de par cuyos álabes reciben el flujo de aceite desde el impelente. La turbina gira para hacer que el eje de salida del convertidor de par gire. Los lados de entrada de los álabes de la turbina están curvados hacia el impelente para absorber del flujo de fluido la mayor cantidad de energía o potencia que sea posible

La turbina

4. El estator es el miembro fijo de reacción del convertidor de par cuyos álabes multiplican la fuerza al redirigir el flujo de fluido desde la turbina haciéndolo regresar al impelente. El estator está fijado a la caja del convertidor de par y no gira. El propósito del estator es cambiar la dirección del flujo de aceite entre la turbina y el impelente. Es te cambio de sentido aumenta el impulso del fluido, con lo cual incrementa la salida de par del divisor de par.

Estator

5. El eje de salida está empalmado en estrías a la turbina y envía potencia al eje de entrada de la transmisión. El eje de salida está conectado a la transmisión a través de una horquilla y el eje impulsor.

Eje de salida

6. El juego de engranajes planetarios establece la diferencia entre el divisor de par y el convertidor de par. Proporciona transmisión mecánica cuando la máquina está bajo carga ligera. Cuando se encuentra bajo carga pesada, el divisor de par se comporta como un convertidor de par convencional para incrementar el par de salida. El juego de engranajes planetarios está compuesto del engranaje solar, la corona, los engranajes planetarios y el porta satélites. El juego de engranajes planetarios está conectado a los componentes del convertidor de par como se explica a continuación:

ƒ La corona, que está empalmada en estrías a la turbina. El porta satélites, que está empalmado en estrías al eje de salida.

LAS PARTES QUE COMPONEN EL CONJUNTO DE ENGRANAJES PLANETARIOS SON:

• 1-.Engranajes Planetarios

• 2-.Porta Planetarios

• 3-.Anular o Corona (en adelante se usará el término: Corona)

• 4-.Engranaje Solar

El conjunto de engranajes planetarios diferencia el divisor de par del convertidor de par.

El conjunto de engranajes planetarios permite mando directo cuando el equipo está con carga ligera.

En carga pesada, el divisor de par funciona como un convertidor de par convencional para aumentar el par de salida.

El conjunto de engranajes planetarios consta de un engranaje central, una corona, ruedas planetarias y un porta planetarios.

La corona se conecta por estrías a la turbina. El porta planetarios se conecta por estrías al eje de salida.

El engranaje central se conecta al volante del motor mediante estrías y gira a las revoluciones por minuto del motor.

Con una carga ligera en la máquina, el porta planetarios tiene baja resistencia para girar, de modo que el engranaje central, los engranajes planetarios, el porta planetarios y la corona giran a la misma velocidad.

El par del convertidor y del conjunto de engranajes planetarios se transmite a través delporta planetarios al eje de salida y a la transmisión.

Ni el convertidor de par ni el conjunto de engranaje planetario multiplican el par del motor cuando giran a la misma velocidad.

Cuando el equipo está con carga pesada, el porta planetarios se resiste a girar. Dado que el engranaje central está girando a la velocidad del motor, esta resistencia hace que los engranajes planetarios giren sobre sus ejes.

Su rotación es contraria a la rotación de la corona. Esto causa una disminución en la velocidad de la corona.

Dado que la turbina está conectada a la corona, una disminución en la velocidad hará que el convertidor de par aumente el par de salida. Este par se envía al porta planetarios y al eje de salida a través de la corona.

Con la disminución de la velocidad de la corona, el par del motor a través del engranaje central y del conjunto de engranaje planetario también se multiplica. Este par también se envía al porta planetarios y al eje de salida a través de la corona.

Si la resistencia por girar del porta planetarios es muy alta, la corona se detiene. Durante algunas condiciones de carga muy altas, la rotación del porta planetarios y el eje de salida se pararán y esto se conoce como convertidor calado. Esto hace que la corona gire lentamente en sentido contrario. En este momento, se tiene la multiplicación máxima del par del convertidor de par y del engranaje central.

VENTAJAS DEL DIVISOR DE PAR

-Aplicación de potencia más continúa.

-Aumento de par de salida.

-Absorbe choques.

-Permite operación en mando directo.

Los divisores de par brindan una aplicación continua de potencia y aumentan el par de salida disponible en cargas altas. Los divisores de par absorben los choques de potencia y aumentan así la vida útil del tren de fuerza. Los divisores de par permiten una operación de mando directo de la máquina, que a su vez aumenta la eficiencia y la economía de combustible.

PROCESO DE DIAGNOSTICO DE FALLAS

INSPECCION Y DIAGNOSTICO DEL DIVISOR DE PAR

MANTENIMEINTO DEL DIVISIR DE PAR

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.

EJEMPLO EN MAQUINARIA DATOS TÉCNICOS

TREN DE FUERZA (Motor C9)CATERPILLARMODELO: DR6 serie III

La servo transmisión y la dirección del diferencial funcionan con el nuevo motor C9 para subministrar la potencia y la fiabilidad extraordinarias esperadas de Caterpillar.