Konverter

Entstehung und Anwendung.

Bei den ersten Automatikgetrieben wurde eine Drehmomentwandlerkupplung verwendet, die im Laufe der Zeit zu dem heute bekannten Drehmomentwandler weiterentwickelt wurde. Der Wandler ist Teil des klassischen Automatikgetriebes und einiger Ausführungen von stufenlosen Getrieben des Typs CVT.

Die Drehmomentwandlerkupplung ist eine einfachere Vorrichtung, die in einigen älteren Automatikgetrieben verwendet wurde. Ihre Hauptfunktion besteht darin, eine reibungslose Kraftübertragung vom Motor auf das Getriebe zu ermöglichen, indem die starre Verbindung zwischen beiden aufgehoben wird. Die Drehmomentwandlerkupplung besteht aus zwei Hauptkomponenten: einer Pumpe (die mit dem Motor verbunden ist) und einer Turbine (die mit dem Getriebe verbunden ist). Beide Komponenten befinden sich in einem Gehäuse, das mit Flüssigkeit (Getriebeöl) gefüllt ist. Die Pumpe, die vom Motor angetrieben wird, erzeugt einen Ölstrom, der die Turbine in Bewegung setzt und das Drehmoment auf das Getriebe überträgt. Die hydrokinetische Kupplung arbeitet nach dem Prinzip der Energieübertragung durch die Flüssigkeit, was eine sanfte, wenn auch etwas verlustbehaftete Kraftübertragung ermöglicht.

Der Drehmomentwandler ist ein fortschrittlicheres Gerät, das die Wandlerkupplung in modernen Automatikgetrieben ersetzt hat. Zusätzlich zu seiner Funktion der Kraftübertragung hat der Drehmomentwandler die Fähigkeit, das Drehmoment zu erhöhen, was die Systemeffizienz und die Fahrzeugleistung verbessert. Der Drehmomentwandler besteht aus drei Hauptkomponenten: Pumpe, Turbine und Leitrad. Die Pumpe, die mit dem Motor verbunden ist, erzeugt einen Ölstrom, der die Turbine antreibt, die wiederum mit dem Getriebe verbunden ist. Das Leitrad, das sich zwischen Pumpe und Turbine befindet, lenkt den Ölstrom und erhöht so den Wirkungsgrad der Kraftübertragung. Der Stator verfügt über eine unidirektionale Kupplung, die es ihm ermöglicht, sich in einer Richtung zu drehen und in der entgegengesetzten Richtung zu sperren, wodurch das Drehmoment unter bestimmten Bedingungen erhöht wird, z. B. beim Anfahren aus dem Stillstand. Darüber hinaus sind moderne Drehmomentwandler mit einem Sperrmechanismus (der so genannten Überbrückungskupplung) ausgestattet, der den Schlupf zwischen Pumpe und Turbine beseitigt und eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe herstellt. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch durch geringere Leistungsverluste erheblich gesenkt.

Aufbau und Funktionsweise.

Der Konverter besteht aus mehreren Grundkomponenten:

1. Gehäuse - Der Drehmomentwandler befindet sich in einem abgedichteten Metallgehäuse, in dem die internen Komponenten und das Getriebeöl untergebracht sind. Das Gehäuse ist über ein Schwungrad mit dem Motor verbunden und dreht sich mit diesem.
2. Pumpe - ist mit dem Wandlergehäuse verbunden und dreht sich mit diesem. Sie ist das Bauteil, das das Drehmoment des Motors direkt aufnimmt und das Getriebeöl mit Hilfe einer Reihe von Schaufeln in eine Wirbelbewegung versetzt.
3. Turbine - befindet sich innerhalb des Wandlers gegenüber der Pumpe und ist mit der Getriebeeingangswelle verbunden. Die Turbinenschaufeln sind so angeordnet, dass sie den von der Pumpe erzeugten Getriebeölstrom abfangen, wodurch sich die Turbine dreht und das Drehmoment auf das Getriebe überträgt.
4. Stator - befindet sich zwischen der Pumpe und der Turbine auf einer festen Welle. Es ist die Schlüsselkomponente, die den Ölstrom zwischen der Turbine und der Pumpe lenkt. Das Leitrad hat Schaufeln, die die Richtung des Ölstroms ändern und so die Effizienz der Drehmomentübertragung erhöhen. Er ist mit einer unidirektionalen Kupplung ausgestattet, die es ihm ermöglicht, sich nur in einer Richtung zu drehen. Bei einem großen Drehzahlunterschied zwischen Pumpe und Turbine blockiert das Leitrad, so dass das Öl in einem größeren Winkel zur Pumpe zurückfließt und das Drehmoment erhöht wird.
5. Überbrückungskupplung - ein Mechanismus zur Verringerung oder Beseitigung des Drehzahlunterschieds zwischen Pumpe und Turbine, um den Kraftstoffverbrauch zu senken.
6. Lager und Dichtungen - Komponenten, die für die reibungslose Bewegung der unabhängig voneinander rotierenden Konverterkomponenten und für die Dichtheit der Verbindungen verantwortlich sind.

Wenn der Motor läuft, dreht sich die Pumpe mit ihm und versetzt das Getriebeöl in eine Wirbelbewegung. Das Getriebeöl wird von den Pumpenschaufeln auf die Turbinenschaufeln gedrückt. Der Getriebeölstrahl trifft auf die Turbinenschaufeln und versetzt die Turbine in Drehung. Die Turbine ist mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden, so dass ihre Drehung ein Drehmoment auf das Getriebe überträgt, das wiederum das Fahrzeug antreibt. Wenn das Öl durch die Turbine fließt, ändert es seine Richtung und kehrt zur Pumpe zurück. An diesem Punkt lenkt das auf einer festen Welle montierte Leitrad mit Einwegkupplung den Ölstrom in einem größeren Winkel zurück zu den Pumpenschaufeln. Dadurch wird das Drehmoment erhöht und der Wirkungsgrad der Kraftübertragung verbessert. Der größte Drehmomentverstärkungseffekt wird erzielt, wenn zwischen Pumpe und Turbine viel Schlupf herrscht, d. h. vor allem beim Anfahren aus dem Stillstand. Die unidirektionale Kupplung im Stator ermöglicht es ihm, in einer Richtung zu sperren, um die Richtung des Ölstroms zu ändern, und sich in der anderen Richtung frei zu drehen, wodurch der Energieverlust minimiert wird, wenn Pumpe und Turbine mit nahezu gleicher Geschwindigkeit rotieren. Moderne Drehmomentwandler sind mit einem Sperrmechanismus ausgestattet, der den internen Schlupf bei höheren Geschwindigkeiten verhindert. Wenn das Fahrzeug eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Sperrmechanismus aktiviert und die Pumpe direkt mit der Turbine verbunden. Dadurch entsteht eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe, was die Kraftstoffeffizienz verbessert und den Leistungsverlust verringert.

Regenerationsprozess.

Das Verfahren beginnt mit der Entleerung des Konverters von Ölresten. Anschließend muss das Wandlergehäuse aufgeschnitten werden, was auf einer Drehbank geschieht. Alle internen Komponenten des Wandlers werden gründlich gereinigt, um Schmutz, Ablagerungen und Rückstände von gebrauchtem Getriebeöl zu entfernen. Dazu werden spezielle Reiniger und Geräte wie Ultraschallreiniger verwendet. Nach der Reinigung werden alle Bauteile sorgfältig auf Verschleiß, Beschädigungen und Risse untersucht. Beurteilt werden u. a. die Pumpen- und Turbinenschaufeln, der Stator, die Funktion der Einwegkupplung des Stators, der Zustand und die Abnutzung von Lagern, Schwingungsdämpfern und Keilwellenverbindungen. Verschlissene oder beschädigte Komponenten werden durch neue, wiederaufbereitete ersetzt. Am häufigsten werden Lager, Reibbeläge oder Überbrückungskupplungsscheiben, Dichtungen und andere mechanische Komponenten, die Verschleißerscheinungen aufweisen, ausgetauscht. Nach dem Austausch und der Reparatur aller erforderlichen Bauteile wird der Wandler wieder zusammengebaut. Die Bauteile werden genau ausgerichtet und zusammengefügt, und das Gehäuse wird erneut verschweißt, um die Dichtheit zu gewährleisten. Das Schweißen erfolgt auf einer speziellen automatischen Station, die sicherstellt, dass eine gleichmäßige und dichte Schweißnaht über den gesamten Umfang des Konvertergehäuses hergestellt wird. Um jedoch 100% sicher zu sein, dass die Schweißung korrekt ausgeführt wurde, wird im nächsten Schritt eine Dichtheitsprüfung des Konverters durchgeführt. Anschließend wird die Auswuchtung des Konverters überprüft und gegebenenfalls korrigiert. Der letzte Schritt ist die Markierung und Lackierung des Konverters.

Ursachen und Arten von Schäden

Symptome, die auf einen defekten Konverter hinweisen können, sind:

1. Ruckeln beim Gangwechsel.
2. "Rutschender" Antrieb, Beschleunigungsprobleme.
3. Drosseln des Motors beim Anfahren aus dem Stand.
4. Geräusche und Vibrationen.
5. Überhitzung des Getriebes.
6. Erhöhter Kraftstoffverbrauch.

Die häufigsten Ausfälle von Konvertern sind:

1. Beschädigung oder Verschleiß des Reibbelags oder der Lamellen der Überbrückungskupplung
2. Beschädigung von Pumpen- und Turbinenschaufeln
3. Lagerverschleiß
4. Abgenutzter oder beschädigter Stator
5. Abnutzung oder Beschädigung von Dichtungen
6. Beschädigung von Verbindungen (Verzahnungen und andere)