Componentes principales de la transmisión

INFORMACIÓN GENERAL

Transmisión HYDRA-MATIC 4T40E

Convertidor de par

Diagrama del flujo del fluido de trabajo en el convertidor de par (sin estator)

Estator ensamblado con embrague de rueda libre de rodillos

Diagrama del flujo del fluido de trabajo en el convertidor de par con el estator inmóvil

Diagrama del flujo del fluido de trabajo en el convertidor de par con el estator girando libremente

La transmisión automática consta de tres componentes principales: tren epicicloidal,

convertidor de par y sistema hidráulico de control.

El convertidor de par (CP) cumple dos funciones principales: transmite de forma suave

el par del motor a la transmisión y aumenta el valor del par

al aumentar la carga.

El CP consta de tres componentes principales: rueda de bomba (elemento motriz), rueda de turbina (elemento conducido) y rueda de reactor (elemento reactivo). La rueda de bomba

rueda de turbina (elemento conducido) y rueda de reactor (elemento reactivo). La rueda de bomba

está soldada a la carcasa del CP. El espacio anular dentro de la carcasa del CP está lleno de

fluido de trabajo (aceite de transmisión). La carcasa del CP se fija con pernos a la placa dentada, que engrana con el piñón del motor de arranque. La placa está montada directamente en el cigüeñal del motor. Así, la rueda de bomba del CP está rígidamente conectada al cigüeñal y siempre gira a la misma

velocidad que el cigüeñal.

Con el motor en marcha, la rueda de bomba del CP funciona como una bomba centrífuga, obligando

al fluido de trabajo (aceite) a moverse desde el centro hacia la periferia, entre sus álabes.

Al mismo tiempo, el fluido de trabajo adquiere una velocidad periférica

dirigida en el sentido de las agujas del reloj. A la salida de los canales entre álabes de la rueda de bomba, el fluido de trabajo llega a los álabes de la rueda de turbina. Gracias

a la forma especial de los álabes de la turbina, el flujo cambia su dirección de movimiento, ejerciendo fuerza sobre la rueda de turbina y haciendo que gire en el mismo sentido que la rueda de bomba. Con el motor al ralentí

la energía transmitida por la rueda de bomba al fluido es pequeña, y

la energía transmitida por la rueda de bomba al fluido es pequeña, y

el par generado en la rueda de turbina también es pequeño. Con

una marcha engranada y el motor al ralentí, el par de la turbina es insuficiente para poner en movimiento el vehículo.

Al aumentar el ángulo de apertura de la mariposa, aumentan la velocidad de giro de la rueda de bomba, la energía cinética del fluido de trabajo, las fuerzas hidrodinámicas sobre los álabes de la turbina y, en consecuencia, el par en el eje de entrada de la transmisión.

de la transmisión.

El fluido de trabajo, al transferir energía a la rueda de turbina, se mueve por los canales entre álabes de la turbina desde la periferia hacia el centro y, a la salida de la rueda de turbina, adquiere una velocidad periférica dirigida en sentido contrario a las agujas del reloj.

El par transmitido por el motor a la rueda de turbina se produce gracias

al cambio de dirección del flujo de fluido al pasar por los canales entre álabes de la turbina. El valor del par depende del cambio del momento de la cantidad de movimiento del fluido en la entrada y la salida de la rueda de turbina.

Para invertir el flujo de fluido que sale de la rueda de turbina y darle rotación en el sentido de las agujas del reloj,

se utiliza el reactor instalado entre la salida de la turbina y

la entrada de la bomba. El reactor garantiza la entrada sin impactos del fluido en los álabes de la rueda de bomba y un alto rendimiento de la bomba.

La función del reactor es cambiar la dirección de la velocidad periférica del fluido de trabajo.

del fluido que circula en el convertidor de par. Velocidad tangencial del fluido a la entrada del estator.

en sentido antihorario. A la salida del estator, el fluido de trabajo.

adquiere una velocidad tangencial en sentido horario, coincidente con el sentido de rotación de la bomba. Gracias a la acción del estator, la energía cinética.

del fluido de trabajo a la salida de la bomba y el par en la.

turbina aumentan. El par de la turbina supera el par del motor.

El flujo de fluido de trabajo que pasa por los canales entre las palas del estator

actúa sobre la rueda del estator en sentido antihorario y bloquea

el estator mediante el embrague de rueda libre (ERL), que mantiene el estator inmóvil en el modo de multiplicación del par.

Con el pedal del acelerador pisado a fondo y el vehículo parado, el par

en la turbina del convertidor alcanza su valor máximo, superior al par

del motor.

A medida que aumenta la velocidad de rotación de la turbina del convertidor y el vehículo acelera, la dirección del flujo de fluido de trabajo que sale de los canales de la turbina cambia.

Con una determinada relación de velocidades de rotación de la bomba y la turbina

el sentido del par que actúa sobre las palas del estator por parte del flujo

de fluido cambia al contrario y el ERL libera el estator. El estator girará libremente

sin influir en el flujo de fluido de trabajo que circula en el convertidor. En

este caso, el convertidor funciona en modo de acoplamiento hidráulico, sin multiplicación del par.

motor. En este modo de funcionamiento, las velocidades de rotación de la bomba y la turbina

difieren poco.

Tren epicicloidal

El tren epicicloidal sirve para aumentar el par del motor. El nombre "epicicloidal" se debe a las características de diseño del tren, que se caracteriza por el

movimiento planetario de los engranajes. Todos los engranajes del tren epicicloidal están en

engrane permanente, lo que elimina los cambios bruscos de marcha que podrían producirse al engranar los piñones entre sí. En cada marcha del tren epicicloidal

engranan varios piñones simultáneamente, que reparten la carga entre sí. Esto aporta mayor resistencia y menor masa al tren epicicloidal. Gracias a la disposición coaxial de los ejes de entrada y salida, el tren epicicloidal es muy compacto.

El conjunto epicicloidal está formado por el engranaje solar, la corona con dentado interior, el portasatélites y los satélites, que realizan un movimiento relativo y planetario.

El tren epicicloidal puede aumentar el par o la velocidad de rotación del eje de salida, cambiar el sentido de giro del eje de salida al contrario y conectar directamente el eje de entrada con el eje de salida.

Cuando el tren funciona en modo de aumento del par, se dice que está engranada una marcha reducida, ya que la velocidad angular del eje de salida disminuye respecto a la del eje de entrada. Con velocidad constante del eje de entrada, el par y la velocidad angular del eje de salida varían en proporción inversa.

Marcha reducida

La marcha reducida se obtiene con el engranaje solar inmovilizado y la corona como elemento motriz.

Al girar la corona, los satélites, al rodar alrededor del engranaje solar fijo,

hacen girar el portasatélites (elemento conducido del tren) a una velocidad reducida. El portasatélites gira en el mismo sentido que la corona.

Marcha directa

La marcha directa se obtiene al conectar rígidamente entre sí dos elementos cualesquiera del tren epicicloidal.

En este caso, todos los elementos giran a la misma velocidad. Los satélites

permanecen inmóviles respecto al portasatélites, bloqueando entre sí el engranaje solar

y la corona.

Sobremarcha. Sobremarcha (arriba) y marcha atrás (abajo).

La sobremarcha se obtiene con el engranaje solar inmovilizado y el portasatélites como elemento motriz.

El portasatélites gira junto con los satélites, que ruedan alrededor del engranaje solar fijo y hacen girar la corona a mayor velocidad que

el portasatélites.

Marcha atrás.

El cambio de sentido de giro del elemento motriz se obtiene con el portasatélites inmovilizado.

El elemento motriz puede ser tanto el engranaje solar como la corona.

En consecuencia, el elemento conducido será la corona o el engranaje solar. En este caso

los satélites giran alrededor de ejes fijos y funcionan como piñones intermedios. Independientemente de qué elemento sea el motriz (engranaje solar o corona), el elemento conducido del tren epicicloidal girará en sentido contrario

respecto al elemento motriz.

Embrague de bloqueo del convertidor de par

Esquema de funcionamiento del embrague de bloqueo

Al engranar el embrague de bloqueo del convertidor, el disco del embrague se une a la carcasa del convertidor y

la potencia del motor se transmite directamente al eje de la turbina. El bloqueo

elimina el deslizamiento del convertidor. En el cubo del disco del embrague de bloqueo se incorpora

un amortiguador de resorte que reduce las cargas dinámicas en la transmisión durante el bloqueo del convertidor. El amortiguador puede desplazarse axialmente y girar de forma relativa 45 grados.

Embragues multidisco

Esquema de funcionamiento del embrague multidisco

Los embragues multidisco se accionan hidráulicamente mediante cilindros anulares

de control (servocilindros).

Embragues de rueda libre de rodillos

Rodillos y jaula del ERL

Esquema del ERL de rodillos

El embrague de rueda libre (ERL) permite que la pieza montada en él gire

únicamente en un sentido.

El ERL está formado por el aro interior, la carcasa exterior y los rodillos con jaula.

El rodillo tiene un perfil simétrico especial. Una de las dimensiones de la sección transversal del rodillo

es mayor y la otra menor que la holgura A entre el aro interior y la carcasa exterior. Al rodar, los rodillos bloquean entre sí el aro interior y la carcasa, o los liberan.

Gracias a esto, solo es posible el giro relativo de las piezas en un sentido.