Pretvarači

Podrijetlo i primjena.

Prvi dizajni automatskih mjenjača koristili su pretvarač zakretnog momenta, koji je kasnije razvijen u dizajn pretvarača zakretnog momenta poznat danas. Pretvarač je dio klasičnog automatskog mjenjača i nekih izvedbi kontinuirano varijabilnih CVT mjenjača.

Pretvarač zakretnog momenta je jednostavniji uređaj koji se koristio u nekim starijim automatskim mjenjačima. Njegova glavna funkcija je omogućiti nesmetan prijenos snage s motora na mjenjač eliminirajući krutu vezu između njih. Pretvarač zakretnog momenta sastoji se od dvije glavne komponente: pumpe (povezane s motorom) i turbine (povezane s prijenosom). Oba elementa su zatvorena u kućište napunjeno tekućinom (mjenjačko ulje). Pumpa, koju pokreće motor, stvara protok ulja koji okreće turbinu, prenoseći okretni moment na mjenjač. Pretvarač zakretnog momenta radi prijenosom energije kroz tekućinu, što omogućuje nesmetan prijenos snage, iako donekle uz gubitke.

Pretvarač momenta je napredniji uređaj koji je zamijenio pretvarač momenta u modernim automatskim mjenjačima. Uz funkciju prijenosa snage, pretvarač zakretnog momenta ima mogućnost povećanja zakretnog momenta, što poboljšava učinkovitost sustava i performanse vozila. Pretvarač zakretnog momenta sastoji se od tri glavne komponente: pumpe, turbine i statora. Pumpa, povezana s motorom, stvara protok ulja koji pokreće turbinu, povezanu s mjenjačem. Stator, smješten između pumpe i turbine, usmjerava protok ulja, povećavajući učinkovitost prijenosa snage. Stator ima jednosmjernu spojku koja mu omogućuje rotaciju u jednom smjeru dok blokira u suprotnom, što povećava moment pod određenim uvjetima, kao što je pokretanje iz mirovanja. Dodatno, moderni pretvarači zakretnog momenta opremljeni su mehanizmom za zaključavanje (kvačilo za zaključavanje), koji eliminira proklizavanje između pumpe i turbine, osiguravajući izravnu vezu između motora i prijenosa. Ovo značajno smanjuje potrošnju goriva smanjenjem gubitaka protoka snage.

Konstrukcija i princip rada.

Konverter se sastoji od nekoliko osnovnih elemenata:

1. Kućište – pretvarač zakretnog momenta zatvoren je u čvrsto metalno kućište u kojem se nalaze unutarnje komponente i ulje za prijenos. Kućište je spojeno s motorom pomoću zamašnjaka i okreće se s njim.
2. Pumpa – spojena je na kućište pretvarača i okreće se s njim. Ovo je element koji izravno prima okretni moment od motora, uzrokujući rotaciju ulja mjenjača pomoću niza lopatica.
3. Turbina – nalazi se unutar pretvarača nasuprot crpke i spojena je na ulaznu osovinu mjenjača. Lopatice turbine su postavljene tako da hvataju protok ulja za prijenosnike koji stvara pumpa, što uzrokuje rotaciju turbine i prijenos okretnog momenta na mjenjačku kutiju.
4. Stator – nalazi se između pumpe i turbine na nepomičnom vratilu. Ovo je ključni element koji usmjerava protok ulja između turbine i pumpe. Stator ima lopatice koje mijenjaju smjer protoka ulja, povećavajući učinkovitost prijenosa momenta. Opremljen je jednosmjernom spojkom koja mu omogućuje okretanje samo u jednom smjeru. Kada je razlika u brzini između pumpe i turbine velika, stator se blokira, dopuštajući ulju da se usmjeri natrag u pumpu pod većim kutom, povećavajući okretni moment.
5. Spojka za zaključavanje - mehanizam koji vam omogućuje ograničavanje ili uklanjanje razlike u brzini vrtnje pumpe i turbine, čime se smanjuje potrošnja goriva.
6. Ležajevi i brtve - elementi odgovorni za glatko kretanje neovisno rotirajućih elemenata pretvarača i održavanje nepropusnosti spojeva.

Kad motor radi, pumpa se okreće zajedno s motorom, okrećući ulje mjenjača. Lopatice pumpe guraju ulje u prijenosniku na lopatice turbine. Mlaz ulja za prijenosnike udara u lopatice turbine, uzrokujući njihovo okretanje. Turbina je spojena na ulaznu osovinu mjenjača, pa njezina rotacija prenosi moment na mjenjač koji pokreće vozilo. Dok ulje teče kroz turbinu, ono mijenja smjer i vraća se prema pumpi. U ovom trenutku, stator, koji je montiran na fiksnu osovinu s jednosmjernom spojkom, usmjerava protok ulja natrag na lopatice pumpe pod većim kutom. To povećava okretni moment i poboljšava učinkovitost prijenosa snage. Najveći učinak pojačanja zakretnog momenta postiže se u trenutku velikog klizanja između pumpe i turbine, tj. uglavnom pri pokretanju iz mirovanja. Jednosmjerna spojka u statoru omogućuje zaključavanje u jednom smjeru kako bi se promijenio smjer protoka ulja, ali se slobodno okreće u drugom, smanjujući gubitak energije dok se pumpa i turbina okreću gotovo istom brzinom. Moderni pretvarači zakretnog momenta imaju mehanizam za zaključavanje koji eliminira unutarnje proklizavanje pri većim brzinama. Kada vozilo postigne određenu brzinu, aktivira se mehanizam za zaključavanje, izravno povezujući pumpu s turbinom. Ovo stvara izravnu vezu između motora i prijenosa, poboljšavajući učinkovitost goriva i smanjujući gubitak snage.

Proces regeneracije.

Proces počinje pražnjenjem preostalog ulja iz pretvarača. Zatim je potrebno izrezati kućište pretvarača, što se radi na strugu. Sve unutarnje komponente pretvarača su temeljito očišćene kako bi se uklonila prljavština, naslage i ostaci rabljenog ulja za prijenosnike. U tu svrhu koriste se posebna sredstva za čišćenje i oprema kao što su ultrazvučni čistači. Nakon čišćenja, sve komponente se pažljivo provjeravaju na istrošenost, oštećenja i pukotine. Procjena uključuje lopatice pumpe i turbine, stator, rad jednosmjerne spojke statora, stanje i stupanj istrošenosti ležajeva, prigušivača vibracija, klinastih spojeva i dr. Istrošeni ili oštećeni elementi zamjenjuju se novim, regeneriranim. Najčešće je potrebno zamijeniti ležajeve, tarne obloge ili diskove spojke za zaključavanje, brtve i druge mehaničke elemente koji pokazuju znakove istrošenosti. Nakon zamjene i popravka svih potrebnih komponenti pretvarač se ponovno sastavlja. Komponente su precizno postavljene i sastavljene, a kućište je ponovno zavareno kako bi se osiguralo čvrsto brtvljenje. Zavarivanje se odvija na posebnoj, automatskoj stanici, koja osigurava ravnomjeran i čvrst zavar po cijelom obodu kućišta pretvarača. Međutim, kako bismo bili sigurni da je zavar izveden ispravno, u sljedećem koraku provodi se ispitivanje nepropusnosti pretvarača. Zatim se provjerava ravnoteža pretvarača i, ako je potrebno, ispravlja. Završna faza je označavanje i bojanje pretvarača.

Uzroci i vrste oštećenja

Simptomi koji mogu ukazivati na oštećenje pretvarača uključuju:

1. Trzanje pri mijenjanju brzina.
2. Voziti "proklizavanje", problemi s ubrzanjem.
3. Gušenje motora pri pokretanju od zaustavljanja.
4. Buka i vibracije.
5. Pregrijavanje mjenjača.
6. Povećana potrošnja goriva.

Najčešća oštećenja pretvarača su:

1. Oštećenje ili istrošenost tarnih obloga ili diskova spojke za zaključavanje
2. Oštećenje lopatica pumpe i turbine
3. Istrošenost ležajeva
4. Istrošenost ili oštećenje statora
5. Brtve istrošene ili oštećene
6. Oštećenje spojeva (splin i drugi)