El convertidor de par es el equivalente en una caja automática al cambio y el embrague en una transmisión manual, pero ¿cómo funciona y cuáles son sus partes?

Desde que, según los libros de historia, Leonardo Da Vinci inventara la primera caja de cambios, hasta los actuales sistemas de transmisión, han pasado siglos. La evolución ha transformado aquella rudimentaria caja de cambios en las transmisiones tremendamente avanzadas de hoy, capaces de proporcionar una conducción suave y un escalonamiento de las velocidades muy reducido.

Existen cajas de cambio manual y cajas de cambio automáticas de diferentes tipos, dimensiones y número de marchas, en función del vehículo donde se monte.

Dentro de las cajas de cambios automáticas, las más extendidas son las de convertidor de par. Y el mecanismo que se cumple la función del embrague en estas cajas es el convertidor hidráulico de par, que es el encargado de realizar la conexión entre la caja de cambios y el motor.

El convertidor de par es básicamente un embrague hidráulico perfeccionado, que permite graduar la combinación par-velocidad según las necesidades. Puede definirse como una combinación de embrague y cambio de velocidades: embrague, porque cumple esa misión y cambio de velocidades, porque es capaz de multiplicar el par.

Un convertidor hidráulico de par está constituido por los siguientes elementos:

Bomba: se encuentra unida solidariamente al volante de inercia por medio de la carcasa del convertidor. Ésta gira al mismo número de revoluciones del motor y es la encargada de impulsar el aceite contra la turbina.

Turbina: está engranada en el eje de entrada de la caja de cambios o eje de la turbina y recibe el aceite impulsado por la bomba a través de sus alabes que la obligan a girar.

Reactor o Estator: está montado entre la bomba y la turbina y dispone de un mecanismo de rueda libre que le permite girar libremente cuando la velocidad de giro de la bomba y turbina se aproxima. Nunca se igualan.

Embrague Anulador del Convertidor de Par: elimina el patinaje del convertidor de par de una forma regulada, de tal manera que puede ser accionado en cualquier marcha, a cualquier régimen y a partir de una determinada temperatura de funcionamiento (aproximadamente 40º C). Consiste en un embrague de fricción unido al arrastre de fuerza, que transmite el movimiento al convertidor desde su carcasa. Permite tres posiciones:

1. Embrague abierto
2. Embrague en ciclo de regulación
3. Embrague cerrado

Al cerrar el embrague anulador se transmite el par del motor íntegro sobre la rueda de la turbina. El aceite que utiliza el convertidor hidráulico de par se refrigera por medio del circuito incorporado en la caja de cambios automática y no existen averías graves si se respeta el mantenimiento de la misma. No respetar las recomendaciones del fabricante de las cajas de cambio puede conllevar problemas en el convertidor.

1.- Fase normal de funcionamiento

En el funcionamiento del convertidor de par, una corriente de aceite generada por una bomba se envía a las palas de la turbina, dándole así su energía. Desde la turbina, el aceite se devuelve a la bomba, chocando contra el reactor -situado entre ambas-, el cual desvía y canaliza el aceite nuevamente hacia la bomba.

2.- Fase de multiplicador de par

Cuando la bomba gira más rápido que la turbina, el convertidor actúa en primer lugar como embrague desacoplando la transmisión, y a medida que aumentan las revoluciones del motor y de la bomba, el convertidor trabaja multiplicando el par del motor.

El aceite es impulsado por los álabes de la bomba y choca contra los álabes de la turbina que permite su desplazamiento.

Gracias al diseño helicoidal de los alabes y a la canalización del retorno del aceite por medio del reactor, se evitan los choques inútiles del aceite contra las paredes de la turbina y se consigue así que el aceite retorne nuevamente con fuerza hasta la bomba, lo que supone un par adicional que se suma al que el motor le aplica a la bomba, para lograr de esta manera aumentar el par motor.

A medida que las velocidades de la turbina y de la bomba se igualan, este efecto disminuye y el convertidor se comporta como un embrague hidráulico normal con una relación de transmisión 1:1

3.- Fase como transmisor de par

Cuando la bomba gira a gran velocidad, la turbina es impulsada con elevada fuerza por el aceite y prácticamente a la misma velocidad que la bomba, en este caso, el convertidor de par es semejante al embrague hidráulico y transmite el par con una relación aproximada de 1:1.

La alimentación del aceite del convertidor se realiza mediante un circuito hidráulico el cual lleva una serie de válvulas y un radiador para la refrigeración del aceite del circuito. Por último, la presión hidráulica se controla por las electroválvulas, a través de la unidad de control del cambio.