I. Estructura bàsica i principi de funcionament d'un convertidor de parell
Un convertidor de parell consta de tres parts: un impulsor, una turbina i un estator. Està ple d'oli hidràulic. Quan el motor fa girar l'impulsor, l'oli hidràulic es llança cap a la turbina, impulsant-la i transmetent així la potència. L'estator redirigeix el flux d'oli, proporcionant una amplificació addicional del parell a velocitats baixes.
Les característiques típiques inclouen:
1. Amplificació del parell: el parell es pot amplificar entre 1,5 i 2,5 vegades a velocitats baixes (en referència a l'estàndard SAE J641), ajudant el vehicle a arrencar o pujar turons.
2. Sense connexió mecànica: la potència es transmet a través del fluid, reduint el xoc i el desgast.
3. Adaptabilitat automàtica: el parell de sortida s'ajusta automàticament als canvis de càrrega sense intervenció manual.
II. Característiques de rendiment i anàlisi comparativa dels convertidors de parell
1. Eficiència:
- L'eficiència és baixa a velocitats baixes (aproximadament entre el 60% i el 70%) a causa de les pèrdues hidràuliques. A altes velocitats, l'eficiència s'acosta a un estat d'acoblament, arribant al 85%-90%.
- Els convertidors de parell moderns aconsegueixen una connexió mecànica directa a altes velocitats mitjançant un embragatge de bloqueig (com la transmissió GM 6L80), augmentant l'eficiència fins a més del 95%.
2. Diferències amb els embragatges:
- Els embragatges utilitzen una connexió rígida mitjançant plaques de fricció, la qual cosa resulta en una alta eficiència de transmissió però sense amplificació del parell.
- Els convertidors de parell ofereixen una transmissió flexible, cosa que els fa més adequats per a operacions d'arrencada-aturada freqüent (com ara carreteres urbanes o operacions d'excavadores).
III. Escenaris d'aplicació i evolució tecnològica
1. Automoció:
- S'utilitza àmpliament en vehicles de combustible convencional (com ara la transmissió ZF 8HP), però els vehicles d'energia nova estan passant gradualment a la propulsió directa amb motor elèctric.
2. Maquinària de construcció:
- Les carregadores i les excavadores depenen de la resistència a l'impacte dels convertidors de parell, amb models típics com la sèrie Allison 3000.
Tendències futures:
- Controls electrònics integrats (com ara rodes de guia controlades electrònicament) per optimitzar l'eficiència.
- Disseny lleuger (les carcasses d'aliatge d'alumini redueixen el pes entre un 20% i un 30%, vegeu la patent de BorgWarner US20210079821).
