APLICACIONES FÍSICAS QUE ENCONTRAMOS EN EL CONVERTIDOR

LAS APLICACIONES FÍSICA QUE ENCONTRAMOS 

SON LAS SIGUIENTES:

- Encontramos la transmisión de energía que se da al activar su funcionamiento. , puede ser cinética ya que se dirige a una cierta velocidad.

- Disipar el calor (a menudo a través de agua de refrigeración).

- Eficiencia. La cual aumenta en su fase de aceleración y disminuye en la fase de acoplamiento.

-Potencia. El convertidor ayuda a transmitirla hacia el motor.

 - Aceleración .Se producen fases en la multiplicación del par al igual que los acoplamientos o cuando este de inicio a su funcionamiento.

VELOCIDAD TANGENCIAL Y ANGULAR DE LA BOMBA, ESTATÓR Y TURBINA DEL CONVERTIDOR DE PAR

Para esta experiencia asumimos que el convertidor de par que poseemos es de un Porsche Cayenne.

En la ficha técnica de este modelo pudimos conocer las RPM del motor(6000 RPM). Ya que el convertidor esta abierto (partido en dos) asumiremos que la potencia es al 100%(como se sabe aun no existe una maquina que entrege la totalidad de potencia recibida) para facilitar los cálculos.

Con ello se realizaron los siguientes cálculos 

                                   

Analizando el convertidor por dentro (físicamente)

Ya sabemos que es, como funciona y con que, ahora analizaremos a la parte que se le podría decir la  más importante del convertidor, que son los alabes. Pero esta vez lo haremos de una manera interesante, ya que sera desde el punto de vista físico.

INICIO

Para poder observar el convertidor por dentro lo primero que tuvimos que hacer fue abrirlo, para ello era necesario desengrasarlo-limpiarlo ( ya que se encontraba sucio), luego de ello lo abrimos con ayuda del profesor.

(Antes)                         (Después)

INTERMEDIO

Luego de abrirlo tuvimos que observar detenidamente las parte que conformaban el convertidor, para así tomar datos e información que nos ayudase para el trabajo final.

FINAL

Habiendo recopilado toda la información necesaria obtuvimos los siguientes datos:

Alabes de la parte superior (tapa): 31 alabes.

Alabes de la parte inferior: 29 alabes.

Luego de ello realizamos la medida aplicando los conocimientos de vectores, dichos resultados los esquematizamos en la siguiente imagen.

Cabe resaltar que la medidas fueron hechas con un Vernier y las unidades son milímetros.

Los vectores de los alabes pequeños son los tres flechas de la derecha y los del alabe grande los restantes.

Ademas de ello se logro calcular el modulo tanto de los alabes pequeños como de los grades.

Características del fluido del convertidor

Antes que todo debemos de entender que es un fluido(aceite), y en qué lugar se desempeña. Ya sea en el motor o alrededor de los engranajes, el propósito de aceite es el de reducir la fricción entre 2 superficies metálicas. Para ello, esta se adhiere a cada superficie, así formando una película delgada que mantiene a los 2 componentes metálicos-separados. Esta película de aceite que se formo reduce la fricción, el calor y el desgaste entre los metales.

DATO:

Antes de la década de 1960, todos los aceites eran monogrado. A partir de esta epoca se empezó a crear los llamados "aceites multigrados". es por eso que en la actualidad no se puede generalizar un aceite especifico para los convertidores.

Al momento de usar un fluido se debe de considerar diversos aspectos tales como el año de creación del sistema de transmisión, la marca del vehículo. Puesto que se demostró que cada fabricante especifica el aceite a usar, además la eficacia de los aceites depende netamente de los factores mencionados.

El fluido que usa este sistema(convertidor) es el fluido para transmisión o también llamado hidrolina, este se mide de acuerdo a la viscosidad y dependerá del fabricante y de los componentes usados.

DATO:

¿Que es la viscosidad?
La viscosidad es una medida del espesor del aceite.esta es medida por  la Society of Automotive Engineers.

Para efectos mas explicativos tomaremos como ejemplo una marca de aceite -SHELL

Las ventajas :
• Mejor flujo a bajas temperaturas.
• Mayor resistencia de la película que da una mejor protección, por lo que se reduce el desgaste.
• Más estable y menos volátil a altas temperaturas, lo que reduce el consumo de petróleo.

CARACTERÍSTICAS:

SAE 10W40 API SL/CF ACEA A3/B3-98

Norma usada Propiedades Físicas 10W40 Valores Viscocidad cinemática ASTM D 445 a 40oC mm2/s 95 ASTM D 445 a 100oC mm2/s 14.9 ASTM D-2270 Indice de viscocidad 164 ASTM D-4052 Densidad a 15oC 870 ASTM D- 92 Punto de inflamación oC 210 ASTM D-97 Punto de escurrimiento oC -33 ASTM D-4684 Viscocidad dinámica cP <7000 (a -25oC)

PRINCIPIOS TERMODINÁMICOS QUE INTERVIENEN DURANTE EL FUNCIONAMIENTO DEL CONVERTIDOR.

·         1RA LEY DE LA TERMODINAMICA (Q=W+AU)

Se destaca por que  se entrega trabajo al sistema y éste nos entrega calor. 

Ejemplo: Al girar la bomba accionada  por el movimiento del cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina.

·         2DA LEY DE LA TERMODINÁMICA

PROCESO ISOMERICO (Volumen Constante)

Por el volumen constante del sistema, solo varían la presión y temperatura. 

Ejemplo: La corriente de aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la turbina, el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite sobre la bomba.

EXPLICACION ACERCA DEL CONVERTIDOR

EXPLICACIÓN ACERCA DEL CONVERTIDOR DE PAR

 ¿Qué es un convertidor de par?


Si es que nosotros hemos leído acerca de transmisiones automáticas, sabemos que estas están conectadas al motor por una forma de embrague. Sin esta coneccion un automóvil no seria capas de detenerse sin dañar el motor. Pero los automóviles que cuentan con unas transmisión automática no tienen embrague que desconecte la caja de cambios con el motor, a cambio de eso utilizan un convertidor de par o convertidor de torque.
 El convertidor de par es una forma de acoplamiento hidráulico usado para transmitir potencia del motor al eje de entrada de la transmisión. Los convertidores de par usan fluido (aceite) para conectar hidráulicamente la volante del motor con el eje de entrada de la transmisión. A menos que la máquina esté equipada con un embrague de traba, no hay conexión directa entre el motor y la transmisión y sólo actúa el mecanismo de mando hidráulico. Hay tres tipos de mecanismos hidráulicos que se usan para transmitir potencia: el acoplamiento hidráulico, el convertidor de par y el divisor de par. Todos son dispositivos de mando hidráulico que usan la energía de un fluido en movimiento para transmitir potencia.

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. 




¿Para qué sirve?


Un convertidor de par hace la función de un embrague en una transmisión automática (motor y caja de cambios no están conectados mecánicamente)

El convertidor de par es un tipo de enganche o embrague por fluido, el cual permite que el motor siga revolucionando independientemente de la transmisión. Si el motor esta revolucionando lentamente (ralentí) en un semáforo en rojo, la cantidad de torque que pasa a través del convertidor de par es muy pequeña, lo cual nos permite mantener el auto detenido tan solo presionando levemente el pedal de freno. Pero si presionamos el pedal de el acelerador mientras el vehículo esta detenido tendremos que presionar el pedal de el freno mucho mas fuerte para evitar que el vehículo se mueva. Esto sucede por que al presionar el acelerador  el motor  acelera y una mayor cantidad de fluido de transmisión (hidrolina) es bombeado hacia el convertidor de par, causando que más torque sea transmitido hacia las ruedas.

En conclusión el convertidor tiene la siguientes funciones:

La primera, como multiplicador de par (par transmitido superior al par motor), la segunda como acoplamiento hidráulico (par transmitido igual al par motor) , y finalmente como desmultiplicador de par (par transmitido inferior al par motor).

 ¿Cómo funciona? 


 Al girar la bomba accionada directamente por el movimiento del cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina. A la salida de ésta el aceite tropieza con los alabes del reactor que tienen una curvatura opuesta a los de las ruedas de bomba y turbina. Esta corriente de aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la turbina. Como el reactor no puede realizar ese giro ya que está retenido por la rueda libre, el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite sobre la bomba. De esta forma mientras exista diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina el momento de giro (par) será mayor en la turbina que en la bomba. El par cedido por la turbina será la suma del transmitido por la bomba a través del aceite y del par adicional que se produce por reacción desde el reactor sobre la bomba y que a su vez es transmitido de nuevo sobre la turbina. una semejanza explicativa puede la operación de dos ventiladores eléctricos puestos frente a frente. Si un ventilador está funcionando, la energía del aire enmovimiento hace girar el otro ventilador. En un acoplamiento hidráulico,el fluido actúa como el aire entre los dos ventiladores. Al igual que en los ventiladores, la fuerza del fluido de salida del componente impulsor actúa como la fuerza de entrada del componente impulsado. Como el líquido tiene mayor masa que el aire, el líquido transmite mayor energía. La energía mecánica del motor se convierte en energía hidráulica y la energía hidráulica se convierte en energía mecánica para accionar ele je de salida.

FUNCIONAMIENTO DEL CONVERTIDOR EN UN MOTOR V5


 


 INNOVACIÓN EN LOS CONVERTIDORES


 En el siguiente video se puede ver las mejoras que la empresa ZF ha hecho a los convertidores de par. Es interesante,por que lograron aumentar la eficiencia, el rango de revoluciones del motor en uso, reducir el ruido y las vibraciones.