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Convertitore di coppia

Argomenti tecnici

Il convertitore di coppia è un dispositivo idraulico utilizzato negli autoveicoli con cambio automatico per disaccoppiare il motore dal cambio e nei sistemi di propulsione marina per unire la potenza di due o più motori sullo stesso asse di trasmissione. Nelle automobili la funzione principale è di permettere al motore di rimanere in moto quando l’auto si ferma. La coppia trasferita dal convertitore è massima a regimi di rotazione medio-alti, mentre si riduce a bassi regimi. 

Quando il motore è al minimo e il veicolo sta per fermarsi, il dispositivo trasferisce pochissima coppia e realizza in pratica la separazione tra motore e cambio. Il convertitore di coppia idraulico è costituito da una camera di forma toroidale in cui sono contenuti una pompa centrifuga collegata all’albero motore, che costituisce una chiusura laterale della camera e una turbina, situata di fronte alla pompa e connessa all’albero primario di ingresso del cambio. Le due parti sono tra loro affacciate e non in contatto, e la camera è riempita di olio specifico. 

La pompa dispone di palette disposte radialmente che ruotando spingono il fluido verso l’esterno per effetto della forza centrifuga. Il liquido acquista anche un momento angolare e, spostato verso l’esterno del dispositivo dalla pompa,è costretto a rientrare verso il centro attraverso le pale della turbina, trascinandola in rotazione. Una volta ritornato al centro, il fluido e di nuovo espulso dalla turbina completando il ciclo di funzionamento del convertitore idraulico. 

Anche con la sezione motore ferma, il movimento a spirale del fluido produce un momento torcente in uscita. La coppia presente sull’albero fissato alla turbina può anche essere superiore a quella di entrata dall’albero motore: una bassa coppia ad alta velocità angolare viene convertita in una coppia elevata a basso regime di rotazione della turbina. Quando l’albero della pompa idraulica ruota a bassa velocità, il dispositivo diventa poco efficiente e solo una parte della coppia in entrata è presente sulla turbina. 

Questo è l’elemento che permette di sostituire la frizione con il convertitore di coppia. A motore fermo non viene trasferita alcuna coppia dalle ruote verso il motore, e viene a mancare l’effetto di blocco che normalmente si ha in un veicolo con cambio manuale e frizione, sui cambi automatico con convertitore di coppia idraulico infatti, esiste un particolare dispositivo che ha il compito di bloccare meccanicamente l’albero di trasmissione. Il convertitore di coppia, per sua stessa natura presenta uno slittamento, che provoca una perdita di energia sotto forma di calore disperso dall’olio contenuto nello stesso.

I moderni cambi automatici ad ingranaggi epicicloidali dispongono di una frizione a bagno d’olio in grado di bloccare meccanicamente il convertitore di coppia per annullarne lo slittamento. L’attuazione elettroidraulica di questa frizione viene comandata dalla centralina elettronica di gestione del cambio, normalmente nelle marce superiori e dopo una determinata velocità del veicolo.

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