Modern bir tork konvertörünün cihazı ve çalışma prensibi
İlk tork konvertörü yüz yıldan daha uzun bir süre önce ortaya çıktı. Birçok modifikasyon ve iyileştirme geçirmiş olan bu verimli tork aktarımı yöntemi, bugün makine mühendisliğinin birçok alanında kullanılmaktadır ve otomotiv endüstrisi bir istisna değildir. Artık debriyaj pedalını kullanmaya gerek olmadığından sürüş artık çok daha kolay ve daha rahat. Tork konvertörünün cihazı ve çalışma prensibi, zekice olan her şey gibi çok basittir.
Hikayesi
İlk kez, sert bir bağlantı olmaksızın sıvıyı iki pervane arasında yeniden dolaştırarak torku aktarma prensibi, 1905 yılında Alman mühendis Hermann Fettinger tarafından patentlendi. Bu prensibe göre çalışan cihazlara akışkan kaplinleri denir. O zamanlar, gemi inşasının gelişimi, tasarımcıların torku bir buhar motorundan sudaki devasa gemi pervanelerine kademeli olarak aktarmanın bir yolunu bulmalarını gerektiriyordu. Sıkıca bağlandığında, su, başlatma sırasında bıçakların sarsılmasını yavaşlatarak motor, miller ve bunların eklemleri üzerinde aşırı bir ters yük oluşturdu.
Daha sonra, sorunsuz kalkışlarını sağlamak için Londra otobüslerinde ve ilk dizel lokomotiflerde modernize edilmiş sıvı bağlantıları kullanılmaya başlandı. Ve hatta daha sonra, sıvı kaplinler otomobil sürücüleri için hayatı kolaylaştırdı. Tork konvertörlü ilk üretim arabası olan Oldsmobile Custom 8 Cruiser, 1939'da General Motors'daki montaj hattından çıktı.
Cihaz ve çalışma prensibi
Tork konvertörü, içinde pompalama, reaktör ve türbin pervanelerinin birbirine yakın olarak eş eksenli olarak yerleştirildiği, toroidal şekle sahip kapalı bir odadır. Tork konvertörünün iç hacmi, bir tekerlekten diğerine bir daire içinde dolaşan otomatik şanzımanlar için sıvıyla doldurulur. Pompa çarkı, dönüştürücü mahfazasında yapılır ve krank miline sıkıca bağlanır, yani. motor devri ile döner. Türbin çarkı, otomatik şanzımanın giriş miline sıkıca bağlıdır.
Aralarında reaktör çarkı veya stator var. Reaktör, yalnızca tek bir yönde dönmesine izin veren serbest tekerlek kavramasına monte edilmiştir. Reaktör kanatları, türbin çarkından pompa çarkına dönen sıvı akışının yön değiştirmesi ve böylece pompa çarkındaki torku arttırması nedeniyle özel bir geometriye sahiptir. Bu, bir tork konvertörü ile bir akışkan kaplini arasındaki farktır. İkincisi, reaktör yoktur ve buna göre tork artmaz.
Çalışma prensibi Tork konvertörü, torkun motordan şanzımana, katı bir bağlantı olmadan devridaim sıvı akışı aracılığıyla aktarılmasına dayanır.
Motorun dönen krank miline bağlanan bir tahrik pervanesi, karşıt bir türbin çarkının kanatlarına çarpan bir sıvı akışı yaratır. Sıvının etkisi altında harekete geçer ve torku şanzımanın giriş miline iletir.
Motor hızındaki artışla birlikte, türbin çarkını taşıyan sıvı akışının kuvvetinde bir artışa neden olan çarkın dönüş hızı artar. Ek olarak, reaktör kanatlarından dönen sıvı ek hızlanma alır.
Sıvı akışı, çarkın dönme hızına bağlı olarak dönüştürülür. Türbin ve pompa çarklarının hızlarının eşitlendiği anda, reaktör sıvının serbest dolaşımını engeller ve kurulu serbest tekerlek sayesinde dönmeye başlar. Üç tekerlek de birlikte döner ve sistem, torku artırmadan akışkan kaplin modunda çalışmaya başlar. Çıkış mili üzerindeki yük artışı ile türbin çarkının hızı pompalama çarkına göre yavaşlar, reaktör bloke edilir ve tekrar sıvı akışını dönüştürmeye başlar.
Avantajları
- Düzgün hareket ve başlangıç.
- Düzensiz motor çalışması nedeniyle şanzımandaki titreşimleri ve yükleri azaltmak.
- Motor torkunu artırma imkanı.
- Bakım gerektirmez (elemanların değiştirilmesi vb.).
Dezavantajları:
- Düşük verimlilik (hidrolik kayıpların olmaması ve motorla sağlam bağlantı nedeniyle).
- Sıvı akışını gevşetmek için güç ve zaman maliyeti ile ilişkili zayıf araç dinamikleri.
- Yüksek maliyet.
Kilit modu
Tork konvertörünün temel dezavantajlarıyla (düşük verimlilik ve zayıf araç dinamikleri) baş edebilmek için bir kilitleme mekanizması geliştirilmiştir. Çalışma prensibi klasik debriyaja benzer. Mekanizma, burulma titreşim damperinin yayları vasıtasıyla türbin çarkına (ve dolayısıyla dişli kutusu giriş miline) bağlanan bir engelleme plakasından oluşur. Plakanın yüzeyinde bir sürtünme astarı vardır. Transmisyon kontrol ünitesinin komutuyla plaka, akışkan basıncı vasıtasıyla konvertör muhafazasının iç yüzeyine bastırılır. Tork, sıvı tutulumu olmadan doğrudan motordan şanzımana aktarılmaya başlar. Böylelikle kayıplarda azalma ve daha yüksek verim elde edilir. Kilit herhangi bir viteste etkinleştirilebilir.
Kayma modu
Tork konvertörü kilidi de eksik olabilir ve sözde "kayma modu" ile çalışabilir. Engelleme plakası, çalışma yüzeyine tam olarak bastırılmaz, böylece sürtünme yastığının kısmen kaymasını sağlar. Tork, aynı anda bloke edici plaka ve dolaşım sıvısı yoluyla iletilir. Bu modun kullanılması sayesinde, otomobilin dinamik nitelikleri önemli ölçüde artırılır, ancak aynı zamanda yumuşak hareket korunur. Elektronik aksam, hızlanma sırasında kilitli kavramanın olabildiğince erken devreye alınmasını ve hız düşürüldüğünde olabildiğince geç devreden çıkarılmasını sağlar.
Bununla birlikte, kontrollü kayma modu, kavrama yüzeylerinin aşınmasıyla ilişkili önemli bir dezavantaja sahiptir ve bu, ayrıca şiddetli sıcaklık etkilerine maruz kalır. Aşınma ürünleri yağa girerek çalışma özelliklerini bozar. Kayma modu, tork konvertörünün olabildiğince verimli olmasını sağlar, ancak aynı zamanda ömrünü önemli ölçüde azaltır.
