Funzionamento del convertitore di coppia

Il funzionamento del convertitore di coppia è facilmente analizzabile osservando il flusso del fluido al suo interno.

torque converter

Quando la pompa è mossa dall'albero motore, il fluido al suo interno ruota nello stesso verso. All'aumentare della velocità di rotazione, le forze centrifughe spingono il fluido radialmente dal centro verso l'esterno, facendolo fluire lungo i vani dell'impulsore. All'uscita il fluido è forzato ad entrare nella turbina, scorrendo lungo le palette e innescandone la rotazione nello stesso verso della pompa. Quando il fluido ha dissipato la sua energia contro le palette della turbina, fluisce verso il centro. Quando raggiunge l'uscita della turbina, viene convogliato all'interno dello statore ed il ciclo ricomincia. Ci sono casi in cui il flusso all'interno del convertitore è più veloce e potente e altri in cui esso è pressoché inesistente.

Esistono due tipi di flusso nel convertitore: uno vorticoso e uno rotatorio. Il flusso vorticoso segue un percorso a spirale che si protrae fintanto che esiste una differenza di velocità tra l'impulsore e la turbina. Il flusso rotatorio è invece quello che circola con la rotazione del corpo del convertitore. Il flusso è più forte quando la differenza di velocità tra impulsore e turbina è maggiore, come ad esempio quando il veicolo sta accelerando. Durante questa fase (detta alto vortice) il flusso uscente dalla turbina impatta sulla superficie delle palette dello statore, il quale è bloccato dal dispositivo a ruota libera. Il fluido viene convogliato dalle palette dello statore verso la pompa, fornendo una coppia ulteriore rispetto a quella fornita dal motore. Senza lo statore il fluido di ritorno interferirebbe con la normale rotazione della pompa.

ruota libera

Durante la fase di flusso a basso vortice il fluido proveniente dalla turbina impatta sul retro (convesso) delle palette invece che sulla faccia (concava) dello statore. Questo causa il rilascio della frizione a ruota libera e la rotazione dello statore sull'albero di reazione. A questo punto c'è poca esigenza di moltiplicare la coppia. Quando la velocità di rotazione della pompa e della turbina diventano simili, il flusso vorticoso decresce e il fluido inizia a circolare insieme a pompa e turbina, tutti nella stessa direzione. Questo flusso è grande quando la differenza di velocità tra pompa e turbina è ridotta, come ad esempio quando il veicolo procede a velocità costante. Questa fase è detta punto di accoppiamento del convertitore di coppia: lo statore, come il flusso, deve poter ruotare liberamente: se ciò non avviene, il flusso viene rallentato e con esso il veicolo.

Valerio Rossi

Valerio RossiSono Valerio Rossi e sono l'Amministratore di MeccanicaWeb.it

Sono laureato triennale con voto 110 e lode in ingegneria meccanica presso l'Università di Roma Tor Vergata e sono attualmente studente in ingegneria meccanica magistrale. La mia tesi di laurea triennale è visibile su MeccanicaWeb.it Monitoraggio del comfort vibrazionale secondo la ISO 2631: progetto e realizzazione di un dispositivo low cost con impostazione e validazione di un modello predittivo.

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