Diagnostico fallas convertidor

22/07/2010
Diagnostico Fallas Convertidor 2
Introducción
La transmisión en la Maquinaria Pesada.
F U N C I O N: Lograr que:
Torque, Velocidad (Motor) = Torque, Velocidad (Carga)
Si Carga (>)  Transmisión: RPM (<) y Tor (>)
Si Carga (<)  Transmisión RPM (>) y Tor (<)
TREN DE POTENCIA = TREN DE IMPULSION + MOTOR

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Introducción
Principio de Funcionamiento
El convertidor de par es una transmisión
hidrodinámica adicional al cambio automático
o Servo transmisión.
“Una bomba hidrodinámica recibe líquido a
baja presión, lo acelera y lo impele a una
turbina. De este modo, la energía cinética se
convierte en un movimiento giratorio
mecánico para luego redirigir el líquido
residual por un rodete estático que permite
incremento del par”

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Estructura

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Material de Fabricación
Material del impelente, turbina y estator:
Pieza fundida de acero o aleación de aluminio.

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Estructura
Convertidor Estándar
1. Volante del motor
2. Caja de conducción.
3. Turbina
4. Bomba (Impeller o impelente)
5. Engranaje Impulsor del PTO.
6. Eje del estator.
7. Eje de entrada de la transmisión.
8. Estator.
Convertidor de torque en el WA470-6:
Dispositivo rotacional que transmite la potencia
del motor a la transmisión a través de la
energía cinética del aceite, siguiendo el
principio hidrodinámico. El Convertidor del
WA470-6, puede ser STD o con Lock Up
A: Orificio de entrada del aceite.
B: Orificio de salida del aceite.

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Flujo de Potencia
• El Convertidor de Torque está
instalado entre el motor y la
transmisión.
La potencia proveniente del motor
fluye desde la volante (1) y entra en
la caja de conducción (2).
La caja de conducción (2), la bomba
(3), y el engranaje del PTO (4) están
fijados entre sí por tornillos y son
girados directamente por la rotación
del motor.
• La potencia proveniente de la
bomba (3) usa aceite como medio
para rotar la turbina (5) y transmite la
potencia al eje de entrada de la
transmisión (6).
La potencia proveniente de la caja de
conducción (2) pasa a través de
engranaje del PTO (4) y es usado
como potencia para impulsar la
bomba de engranajes.

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Funcionamiento

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Flujo de Aceite
•El aceite pasa a través de la válvula
principal de alivio y su presión es
ajustada por la válvula de alivio del
convertidor de torsión, la cual es menor
que la presión nominal. Luego entra en el
orificio de entrada A, pasa a través de un
conducto en el eje del estator (7), y fluye
hacia la bomba (3).
La bomba (3) le da fuerza centrifuga al
aceite. Luego entra a la turbina (5) y
transmite la energía del aceite a la
turbina.
● La turbina (5) está fijada al eje de
entrada (6) de la transmisión, de manera
que la fuerza motriz es transmitida al eje
de entrada de la transmisión. El aceite
procedente de la turbina (5) es enviado al
estator (8) y nuevamente ingresa en la
bomba. Sin embargo, parte del aceite es
enviado desde el estator (8) a través del
orificio de salida B hacia el enfriador.

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Funcionamiento interno del Convertidor
Formas de los álabes de un convertidor de par y movimiento del líquido
en el interior del mismo durante la etapa de multiplicación del par.

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Funcionamiento interno del Convertidor

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Esfuerzos Existentes
EN EMBRAGUE HIDRAULICO
2 Fzas. * Fcf. Impulsor = Fuerza Transm. al
aceite.
*Fimp. oblicuo sobre los álabes de la
turbina.
2 Movim.* Movimiento Giratorio
* Movimiento Vortical (Turbulencia en
vórtice)
Efectos: * Movimiento resultante (desfavorable
para los álabes de la turbina) ángulo de
incidencia menor.
*Movimiento mínimo de la turbina por ser mayor
el movimiento vortical (Estado de
resbalamiento).
Nota: Cuando la turbina comienza a girar y su
veloc. a par con la del impulsor, disminuye
gradualmente la velocidad del mov. Vortical por
el contrabombeo de la turbina, quedando el
efecto del movimiento giratorio (Fcf.) ,llegando al
punto de acoplamiento de la turbina..

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EN EMBRAGUE HIDRAULICO
2 Fzas. * Fcf. Impulsor = Fuerza Transm. al
aceite.
*Fimp. oblicuo sobre los álabes de la
turbina.
2 Movim.* Movimiento Giratorio
* Movimiento Vortical (Turbulencia en
vórtice)
Efectos: * Movimiento resultante (desfavorable
para los álabes de la turbina) ángulo de
incidencia menor.
*Movimiento mínimo de la turbina por ser mayor
el movimiento vortical (Estado de
resbalamiento).
Nota: Cuando la turbina comienza a girar y su
veloc. a par con la del impulsor, disminuye
gradualmente la velocidad del mov. Vortical por
el contrabombeo de la turbina, quedando el
efecto del movimiento giratorio (Fcf.) ,llegando al
punto de acoplamiento de la turbina..

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EN EMBRAGUE HIDRAULICO + ESTATOR =
CONVERTIDOR DE TORQUE
3 Fuerzas incidentes:
•Fuerza centrífuga generada en el Impulsor =
Fuerza Transmitida al aceite.
•Fuerza de Impacto fluido sobre los álabes de
la turbina.
•Fuerza de amortiguación en el Estator para
redireccionar el flujo hacia el impulsor e
incrementar el torque.
Funcionamiento del estator cuando el
convertidor funciona en la etapa de
Multiplicación del par.
Allí se observa la dirección de la fuerza
producida por el líquido.
La multiplicación hidráulica del par
produce el mismo efecto que una
reducción de engranajes, en este caso
disminuye la velocidad y aumenta el
torque.

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Tipos
Generalidades:
Funciona de manera similar al convertidor
convencional.
No obstante el estator esta montado en un
embrague unidireccional, lo que permite
que el estator gire libremente cuando no es
necesaria la multiplicación de par.
A.- Convertidor de Par de Embrague Unidireccional.
Accesorios:
La Leva, Los Rodillos, Resortes, La Maza.

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Tipos
A.- Convertidor de Par de Embrague Unidireccional.
Características y Ventajas:
- Proporciona multiplicación de par bajo cargas pesadas.
- Permite el giro libre del estator.
- Cuando el estator esta en giro libre, produce menos
aumento de la temperatura y reduce el arrastre del
convertidor.
Aplicaciones:
En Mototraillas, Retroexcavadoras Cargadoras, Camiones
Articulados y de Obras.

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Tipos
Generalidades:
Su Propósito es permitir que el operador
pueda limitar el incremento de fuerza en
el convertidor de par para reducir el
deslizamiento de las ruedas y desviar
potencia hacia el sistema hidráulico.
B.- Convertidor de Par de Capacidad Variable.
Accesorios.
Impelente Interno, Impelente Externo, Embrague del Impelente, Turbina y
Estator.

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Tipos
- Disminuye el patinaje de las ruedas.
-Así, se reduce el desgaste de los neumáticos.
- Incrementa la potencia disponible del motor para otros sistemas de la
maquina; Ello resulta en un mejoramiento del desempeño hidráulico de la
maquina.
- Es controlado por el operador.
B.- Convertidor de Par de Capacidad Variable.

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Tipos
Generalidades:
Hace posible la variación del par de
salida del convertidor sobre una gama
extensa. Es similar al convencional pero
incluye un paquete de embrague de
discos múltiples que esta montado en el
eje de entrada del impelente…
C.- Convertidor de Embrague de Impelente.
Generalidades:
…y una valvula solenoide de embrague
el cual es controlada por el modulo
electronico de la transmision (ECM) , y
activada a traves del pedal del freno
izquierdo. El embrague de impelente se
activa hidraulicamente y lo controla la
valvula solenoide del embrague del
impelente.

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Tipos
Componentes:
Embrague de traba, embrague impulsor, rodete, turbina, estator.

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Tipos
Características:
- Disminuye el patinaje de las ruedas.
- Así, se reduce el desgaste de los
neumáticos.
- Incrementa la potencia disponible del
motor para otros sistemas de la
maquina, ello trae consigo un mejor
desempeño hidráulico de la maquina.
Características:
- Es controlado por el operador.
- Mejora el control de la maquina.
- Absorbe energía durante los cambios
direccionales.
- Mejora la vida útil del embrague
direccional de la transmisión.

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Tipos
Generalidades.
Proporciona conexión directa entre la
transmisión y el motor. El embrague de
traba se engancha automáticamente
cada vez que las condiciones de
funcionamiento de la maquina exijan
transmisión mecánica. Esta situado
dentro de la caja del convertidor de
par.
D.- Convertidor de Embrague de Traba.
Generalidades.
Cuando esta en funcionamiento el
retardador , el embrague de traba esta
enganchado, haciendo que el impelente
y la turbina giren a la velocidad del
motor. La maquina esta en transmisión
mecánica, proporcionado la mayor
eficiencia del tren de mando.

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Tipos
Generalidades.
El flujo de aceite hacia el embrague de traba es controlado por la válvula
solenoide del embrague de traba ubicada en la cubierta exterior, el cual es
activada por el ECM.
Condiciones para que el ECM active el embrague de traba.
- El interruptor de habilitación de traba debe estar en posición de ON
(Conectado)
- La velocidad de salida del convertidor de par es mayor que las RPM
especificadas.
- La maquina ha estado en la velocidad y dirección actuales al menos por
2 segundos.
- El pedal de freno izquierdo no debe estar oprimido.

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Tipos
Accesorios:
Pistón del embrague, platos y discos.
- Permite el funcionamiento de la maquina en transmisión mecánica.
- Ello resulta en un acarreo mas eficiente y mayor ahorro de combustible.

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Inspección Visual
Identificación de Desgaste
Desgaste Abrasivo: Sobre todo por efecto de partículas
contaminantes proveniente de piezas internas defectuosas (Ej.
desalineamiento de eje por mal estado de rodamientos) o
externas si ingresa aceite contaminado. En el convertidor se
encuentra en alojamiento de rodamientos, eje de salida.
Ralladuras por
Desgaste abrasivo
en la superficie de
deslizamiento Eje
del estator.

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Inspección Visual
Desgaste Erosivo: El aceite adquiere una gran fuerza por su
velocidad adquirida, la cual erosiona si está acompañada de
contaminantes erosivos sobre los materiales. Se suma a ello si
hay algún defecto en el control de las presiones bajas del
aceite.

22/07/2010
Inspección Visual
Desgaste Corrosivo: Se manifiesta sobre todo en los
elementos que tienen la mayor probabilidad de ingreso de
contaminantes cuando se deteriora algún protector. Por ej. Los
coupling

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Inspección Visual
Desgaste Fretting: Generalmente se desarrolla en la parte
del alojamiento con el eje o en cubiertas donde van insertados
los rodamientos, debido a micro oscilaciones, a pesar de estar
acoplado a presión.

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Inspección Según Guía de Reusabilidad
Inspección visual en la turbina:
•Grietas en la parte inferior del álabe.
•Soltura de los remaches.
•Desgaste de ranuras (spline).
•Desgaste del rodamiento de montaje.
•Desgaste de superficies de dientes de engrane de discos de
embrague.
Inspección visual de la carcasa del impeler
•Grietas
•Desgaste de rodamiento de montaje.

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Inspección visual del impeler o bomba
•Grieta de la periferia externa del reborde.
•Grieta de la periferia interna del reborde.
Inspección visual del estator
•Grieta en el reborde.
•Asentamiento de ranuras (spline).
Inspección visual del Race
•Desgaste de ranuras.
•Desgaste de la superficie de deslizamiento de la rueda libre.

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Inspección visual del eje del estator
•Daños en el anillo de sellado (seal ring) de ranuras (groove).
•Desgaste de la cara de trabajo de la rueda libre.
•Desgaste de la superficie de deslizamiento del anillo de
sellado.
•Desgaste del rodamiento de montaje (diámetros interno y
externo).
Inspección visual del Acoplamiento
•Desgaste de ranuras
•Desgaste de la superficie del sello.
•Grietas en los rebordes.

22/07/2010
Inspección visual del eje de la turbina
•Daños en el anillo de sellado.
•Desgaste de la superficie de deslizamiento del asiento del sello
de aceite
•Desgaste del rodamiento de montaje.
•Asentamiento (settling) o desgaste de superficie de
aparejamiento del resalto (shoulder) de mando de la turbina.
Inspección de discos y platos de embrague.
•Seguir inspección según criterio de reusabilidad
correspondiente.

22/07/2010
•Desgaste de superficie de los dientes.
•Falta de superficies de dientes
Inspección del engranaje impulsor.
Inspección del embrague unidireccional.
•Desgaste de la cerradura (fastening) de la horquilla de
retención (sprag) . Desgaste de revestimiento.
Inspección del engranaje impulsor de la bomba de
recuperación.
•Desgaste de la superficie de deslizamiento del anillo sellador.
•Desgaste de la superficie del diente.

22/07/2010
Estándar para Usar
Ite
m
Descripción de
la parte
MODO DE DAÑO
Categoría
A B C
1 Turbina
Grieta Sin grietas - No usar de nuevo excepto left A
Flojedad y daños de remaches Sin Flojedad y daños - Igual que el anterior
Desgaste Sin desgaste Ver Shop Manual No usar de nuevo excepto left.
2
Carcasa del
conductor
Grietas Sin grietas - No usar de nuevo excepto left A
Desgaste Sin desgaste Reparar con chapado de cromo duro No usar de nuevo excepto left.
3 Bomba Grieta Sin grietas - No usar de nuevo excepto left A
4 Eje del Estator
Daños del canal del anillo de sello Sin daños Igual que el anterior
5
Eje de la
Turbina
Daños del canal del anillo de sello Igual que el anterior Igual que el anterior
6 Race Desgaste Sin desgaste Ver Shop Manual No usar de nuevo excepto left.
7 Yugo (Coupling)
Desgaste Sin desgaste Ver Shop Manual
Desgaste de ranura (spline)
Grieta de la brida Sin desgaste - Igual que el anterior
8 Discos y platos
Desgaste (Daños) Sin desgaste Ver Shop Manual y guía de
reusabilidad de partes, Sección de
discos y platos
No usar de nuevo excepto left.
9 Estator
Grieta Sin grietas - No usar de nuevo excepto left A
Asentamientode ranuras Sin asentamiento Ver Shop Manual Igual que el anterior
10
Engranaje
(engrane de
impulsión de la
bomba de
recuperación)
Desgaste Sin desgaste Ver Shop Manual No usar de nuevo.

22/07/2010
Metrología en Convertidor
1. Diámetro exterior de la
superficie de contacto del
sello de aceite del
acoplamiento.
2. Diámetro interior de la
superficie de contacto del
anillo sellador del retenedor.
3. Desgaste del anillo sellador
del eje del estator.

22/07/2010
Datos Técnicos

22/07/2010
Ajustes

22/07/2010
Tipos de Causales de Falla
Fallas por operación
Con el aceite se transmite la fuerza motriz, por lo que su temperatura es
probable que aumente. Si se detiene el convertidor de par (calado), o es
operado por largos períodos cerca de esta condición, la fuerza motriz del
motor se convierte en calor y esto hace que la temperatura del aceite se
eleve. Por esta razón, seleccionar el rango de velocidad adecuada al
operar la máquina para evitar el sobrecalentamiento.
Nota: El calado (Stall) ocurre en la condición en la que la bomba está
girando, pero la turbina está parada.
El aceite se utiliza como medio de transmisión de fuerza motriz, funcionar
inadecuadamente (aumento de temperatura) y un mantenimiento
inadecuado (nivel, presión, suciedad en el aceite) son factores
importantes.

22/07/2010
Fallas por nivel de aceite:
Si hay demasiado aceite o nivel muy alto, habrá mayor pérdida de
caballaje provocada por la resistencia a batir, y hay peligro de que la
temperatura aumente de forma anormal. Por lo tanto, es necesario
comprobar la cantidad de aceite (el nivel) correctamente.
Fallas por presión de aceite:
Si se forman burbujas en el aceite del convertidor, el rendimiento se
reduce, y puede ocurrir cavitación. Para evitarlo, la presión del aceite
interna se hace más alta que la presión atmosférica. Hay una válvula de
alivio en la entrada para proteger el convertidor de alta presión. Se
acciona cuando la presión del aceite que entra al convertidor es superior
a la presión establecida. Hay una válvula de alivio en la salida del circuito
para evitar que la presión del aceite interna caiga debajo de la presión
especificada. Esto mantiene la presión de aceite por la resistencia dentro
de la tubería para que el convertidor de par pueda mostrar su capacidad.

22/07/2010
Falla por alta velocidad de rotación del motor
(overrun)
• Origina grietas
• Reemplazar
Grieta en carcasa
de impulsor.

22/07/2010
 Grieta en la
bomba o
impeler.
 Grieta en otra
bomba o impeler.
Falla por alta velocidad de rotación del motor
(overrun)

22/07/2010
Fallas por contaminación
• Causada por substancia
extraña ingresada en la
T/C.
• Reemplazar
 Estator averiado

22/07/2010
• Generada por interferencia
de la parte opuesta.
• Hay opción de reusar.
• Sin embargo cuando hay
soltura de los remaches se
debe reemplazar.
Falla por desgaste por interferencia

22/07/2010
Falla por desgaste por interferencia
•Cuando la interferencia fue
generada por daño de otros
componentes como los
rodamientos, se debe
reemplazar la turbina.
 Desgaste de revestimiento.
Falla por desgaste

22/07/2010
• Huella (Impression) en el exterior del Race.
• Impresión causada por la acción de todas las
horquillas de retención del embrague unidireccional
hacia lado de la cerradura o causada por accidente del
rodillo del embrague unidireccional.
• Reemplazar.
Falla por desgaste

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