Zaupamo našemu dobavitelju predelanih pretvornikov navora, ker je to področje menjalnika, ki ga redko pregledujemo. Ko naš predelani pretvornik vzamemo iz embalaže, dobro kritično pogledamo skozi naše klinično oko; pregledamo barvo, upamo, da ni težav s segrevanjem, morda pogledamo vrat pretvornika, da vidimo njegov zaključek, in ga celo malo stresemo. Končno vas blagoslavljamo in upamo na najboljše.
Blessing ne deluje vedno in včasih na koncu dobimo grozljivo kodo napake Lock Up ali pritožbe glede voznih lastnosti. Tu se začne igra obtoževanja. Bo to pretvornik? Ali kakšen nadzor pretvornika, kot so solenoidi, ventili, TCM/PCM? Ali pa pušča skozi kakšno pušo ali tesnilo?
Lahko je karkoli od tega, zato pride v poštev znanje. To je namen tega članka, pomagati tehniku opredeliti, kaj je resnična težava.
Osnovno delovanje
Preden greste predaleč v analizo težav, zasnov, okvar in vzrokov, je pomembno razumeti, kako deluje pretvornik navora. Tukaj je nekaj pojasnil. Predvsem se zavedamo, da tekočina opravi vse delo v pretvorniku navora, razen če je vključena blokirna sklopka. Kot je prikazano na sliki 2, se rotor (pretvorniška črpalka), ki je povezan z ročično gredjo motorja, vrti in nato prenaša vrtilno energijo s tekača na tekočino, pri čemer rotor oddaja tekočino v turbino. Turbina je povezana z vhodno gredjo menjalnika in prejema navor od te sile.
Lopatice turbine absorbirajo silo tekočine, preostala energija, ki se izgubi, pa se usmeri v stator.
Med množenjem navora stator, ki je zaklenjen, preusmeri to tekočino nazaj na rotor v isti smeri kot se vrti motor. To je načelo delovanja pretvornika in množenja navora. Na sliki od leve proti desni imamo: pokrov, bat, turbino, stator in impeler.
Tekočina potuje hitro v vrtinčnem toku, v katerem se tekočina premika od propelerja do turbine, skozi stator in nazaj do rotorja. Zagon tekočine, ki ga preusmeri stator, pomaga rotorju (beri motorju), da se bolj vrti. To ni popolna analogija, vendar je kot bi vozili kolo z vetrom v hrbet – vozite se nekoliko hitreje.
Ko imata rotor (vrtenje motorja) in turbina (vrtenje vhodne gredi menjalnika) približno enako hitrost, pretvornik navora preide v "fazo sklopitve" in tekočina deluje bolj kot "vrtljivi tok". Med tem stanjem energija tekočine, ki prihaja iz turbine, zadene zadnji del statorskih lopatic, kar povzroči, da se stator začne vrteti, da prepreči, da bi njegove lopatice zavirale tekočino proti vrtenju rotorja.
Zato ima stator prosti tek (enosmerna sklopka) – da omogoči statorju blokiranje med fazo množenja navora in prosto vrtenje, ko je vozilo pri potovalni hitrosti. Slika prikazuje pretok tekočine med množenjem navora.
Spajkanje za večjo učinkovitost
Z leti so bili pretvorniki deležni nekaterih sprememb. Proizvajalci naredijo pretvornike lažje, da zmanjšajo gibljivo maso in izboljšajo porabo goriva. Številni pretvorniki, ki se uporabljajo v menjalnikih s pogonom na prednja kolesa, uporabljajo eliptično zasnovo, kot je prikazano na sliki 4.
Ta oblika se običajno imenuje oblika palačinke. Ta oblika omogoča manjše ohišje pretvornika navora in več prostora v menjalniku za dodatne prestave in sklopke. Te nove 10-stopenjske menjalnike moramo nekako zategniti. Na sliki na levi je menjalnik 41TE, na desni pa 62TE.
Nekateri pretvorniki uporabljajo spajkane turbinske sklope, pri katerih so lopatice spajkane v ohišje. Turbine, ki imajo lopatice pritrjene s postopkom spajkanja, so bolj odporne, imajo manj stranske decentralizacije in so bolj učinkovite. Pri nespajkani turbini so lopatice stisnjene skozi vdolbine v ohišju pretvornika.
Slika 5 prikazuje razliko med spajkano turbino in zavihano turbino, ena poleg druge. Vdolbine v zavihanih turbinah niso natančne, zato so relativno velike reže okoli zavihkov, kot je razvidno iz slike 5. Te vdolbine omogočajo prehajanje tekočine skozi njih, kar zmanjša učinkovitost pretvornika. Poleg tega, kot si lahko predstavljamo, ta zasnova ni strukturno toga kot spajkana turbina. Lahko rečemo, da tekočina, ki pušča skozi turbino, kar imenujemo "pranje", postane dejavnik izgube energije in lahko poveča toploto, ki jo proizvaja pretvornik.
Toplotna prevodnost:
Pretvornik navora je glavni vir toplote, ki nastaja v samodejnem menjalniku. Pretvornik, ki deluje v mirovanju (največja vrtilna frekvenca motorja X vrtilna frekvenca turbine), ustvari veliko količino toplote, pretvornik, pri katerem je zapora v celoti uporabljena, pa ustvari minimalno količino toplote. Na sliki imamo zavihano turbino na levi in spajkano na desni.
Odprtine v turbini zavihanega pretvornika. Tekočina, ki izteka skozi te odprtine, se imenuje "pranje" in zmanjša njeno učinkovitost.
V sodobnih pretvornikih navora je običajno, da se blokada delno uporabi že v 2. prestavi (in včasih celo v 1.). Ko je aktivirana, se blokada morda ne bo popolnoma sprostila, dokler vozilo popolnoma ne miruje ali deluje pod zelo visoko obremenitvijo. To še posebej velja za CVT menjalnike.
Programiranje TCM ohranja zaklepanje v največji možni meri za izboljšanje porabe goriva. To omogočajo prefinjen program krmiljenja pretvornika in izboljšani torni materiali. Če pogledamo zaslon osciloskopa v primeru vozila HONDA z 10-stopenjskim menjalnikom, lahko vidimo, da popolnoma zaklene pri 20 km/h v 3. prestavi.
Začne delovati v 2. prestavi pri 15 km/h. ko je uporabljen, upoštevajte, da se med testiranjem nikoli ne deaktivira.
Podatki skenerja, ki prikazujejo aplikacijo za zaklepanje na 10-stopenjskem menjalniku HONDA. Blokada se začne uporabljati pri 15 km/h v drugi prestavi in v celoti deluje pri 25 km/h.
• Vijolična – vrtljaji motorja;
• Rjava – vrtenje vhodne gredi;
• Zelena – hitrost vozila;
• Uporabljena rdeča prestava;
• Modra – ukaz za zaklepanje.
Kot dodatna opomba, pri nekaterih pretvornikih, kot je menjalnik 6L80, lahko nizka hitrost in nizki vrtljaji zaklepanja skupaj z deaktivacijo cilindra dodatno obremenijo torni material jermena in dušilne vzmeti/držala vzmeti. Dušilne vzmeti povzročajo razpoke v nosilnih oknih vzmeti. Obstaja posodobljena zadrževalna plošča vzmeti, ker se ta težava zelo pogosto pojavlja pri pretvornikih. Dobro bi bilo, da pri predelovalcu pretvornika preverite, ali je seznanjen s temi posodobitvami in jih uporabi med postopkom obnove pretvornika.
Material, uporabljen v trakovih za zaklepanje, je običajno papir (celuloza) ali karbonski material. Poglejmo, kako se ta dva materiala obnašata pri toploti. Z multimetrom lahko vidimo, da ima karbonski jermen zelo nizek upor med materialom in pokrovom pretvornika (kovina), kar kaže, da deluje kot prevodnik. Medtem ko ima celulozni pas (papir ali kompozit) neskončen upor med materialom in ohišjem pretvornika, kar kaže, da je izolator. Karbonski trak, ki deluje kot prevodnik, lahko bolje prenaša toploto na pokrov kot papirni material, ki deluje kot izolator.
Čeprav toplotna in električna prevodnost ne sledita istim pravilom, smo se naučili, da lahko ogljikov material bolje prevaja toploto kot kompozitni material. Karbonski trakovi so pleteni na način, ki omogoča premikanje tekočine med vlakni, tudi ko je uporabljena blokada. Gibanje tekočine pomaga odstraniti toploto.
Težava s karbonskimi trakovi je, da kljub temu, da zelo dobro prenesejo vročino, ne zdržijo večjih udarcev. Karbon je občutljiv na neenakomerne stike in se lažje zlomi. Na primer, ko je pretvornik menjalnika 6L80 pod obremenitvijo, se lahko ušesa za montažo upogljive plošče upognejo (zaradi pretankega pokrova) in povzročijo visoke točke, kjer se torni material dotika ohišja.
Visoke točke obremenijo ogljikova vlakna in sčasoma se vlakno zlomi, kar povzroči okvaro materiala. Obstaja veliko različnih pretvornikov, ki uporabljajo pas iz kompozitnega tornega materiala (papir). Ti pretvorniki delujejo z votlinami in rezi v tornem materialu za zadosten pretok tekočine, da ostanejo hladni. Na sliki 8 lahko vidimo tekoče razbremenilne reze, ki omogočajo stalen pretok olja skozi jermen in pomagajo zmanjšati toploto med uporabo delne blokirne sklopke ter kompozitnih in tornih materialov iz ogljikovih vlaken.
