Comment fonctionnent les convertisseurs de couple

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Illustration antique de la boîte de vitesses de transmission de l'adaptateur. ilbusca / Getty Images

Si vous avez lu sur les transmissions manuelles, vous savez qu'un moteur est connecté à une transmission par le biais d'un embrayage. Sans cette connexion, une voiture ne pourrait pas s'arrêter complètement sans tuer le moteur. Mais les voitures avec un transmission automatique n'ont pas d'embrayage qui déconnecte la transmission du moteur. Au lieu de cela, ils utilisent un appareil étonnant appelé un convertisseur de couple. Cela peut ne pas sembler grand-chose, mais il se passe des choses très intéressantes à l'intérieur.

- Dans cet article, nous apprendrons pourquoi les voitures à transmission automatique ont besoin d'un convertisseur de couple, comment fonctionne un convertisseur de couple et quels sont certains de ses avantages et inconvénients..

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Contenu
  1. Les bases
  2. À l'intérieur d'un convertisseur de couple
  3. Le stator
  4. Avantages et points faibles
Le convertisseur de couple est situé entre le moteur et la transmission.

Tout comme les voitures à transmission manuelle, les voitures à transmission automatique ont besoin d'un moyen de laisser tourner le moteur pendant que les roues et les engrenages de la transmission s'arrêtent. Les voitures à transmission manuelle utilisent un embrayage qui déconnecte complètement le moteur de la transmission. Les voitures à transmission automatique utilisent un convertisseur de couple.

Un convertisseur de couple est un type de couplage fluidique, ce qui permet au moteur de tourner quelque peu indépendamment de la transmission. Si le moteur tourne lentement, par exemple lorsque la voiture tourne au ralenti à un feu stop, la quantité de couple passée à travers le convertisseur de couple est très faible, donc garder la voiture toujours ne nécessite qu'une légère pression sur la pédale de frein.

Si vous appuyez sur la pédale d'accélérateur alors que la voiture est arrêtée, vous devrez appuyer plus fort sur le frein pour empêcher la voiture de bouger. En effet, lorsque vous appuyez sur l'accélérateur, le moteur accélère et pompe plus de liquide dans le convertisseur de couple, ce qui entraîne la transmission de plus de couple aux roues..

Les pièces d'un convertisseur de couple (de gauche à droite): turbine, stator, pompe

Comme le montre la figure ci-dessous, il y a quatre composants à l'intérieur du boîtier très solide du convertisseur de couple:

  • Pompe
  • Turbine
  • Stator
  • Transmission fluide

le logement du convertisseur de couple est boulonné au volant du moteur, de sorte qu'il tourne à quelque vitesse que le moteur tourne. le palmes qui composent la pompe du convertisseur de couple sont fixés au carter, de sorte qu'ils tournent également à la même vitesse que le moteur. La coupe ci-dessous montre comment tout est connecté à l'intérieur du convertisseur de couple.

Comment les pièces du convertisseur de couple se connectent à la transmission et au moteur

le pompe à l'intérieur d'un convertisseur de couple se trouve un type de pompe centrifuge. Au fur et à mesure qu'il tourne, le liquide est projeté vers l'extérieur, tout comme le cycle d'essorage d'une machine à laver jette de l'eau et des vêtements à l'extérieur de la cuve de lavage. Au fur et à mesure que le fluide est projeté vers l'extérieur, un vide est créé qui aspire plus de fluide au centre.

La section pompe du convertisseur de couple est attaché au boîtier.

Le fluide pénètre alors dans les pales du turbine, qui est connecté à la transmission. La turbine fait tourner la transmission, ce qui déplace essentiellement votre voiture. Vous pouvez voir dans le graphique ci-dessous que les pales de la turbine sont courbes. Cela signifie que le fluide, qui entre dans la turbine de l'extérieur, doit changer de direction avant de sortir du centre de la turbine. C'est ça changement de direction qui fait tourner la turbine.

La turbine du convertisseur de couple: notez la cannelure au milieu. C'est là qu'il se connecte à la transmission.

Afin de changer la direction d'un objet en mouvement, vous devez appliquer une force à cet objet - peu importe si l'objet est une voiture ou une goutte de fluide. Et tout ce qui applique la force qui fait tourner l'objet doit également ressentir cette force, mais dans la direction opposée. Ainsi, comme la turbine fait changer de direction au fluide, le fluide fait tourner la turbine.

Le fluide sort de la turbine au centre, se déplaçant dans une direction différente de celle lors de son entrée. Si vous regardez les flèches dans la figure ci-dessus, vous pouvez voir que le fluide sort de la turbine en se déplaçant dans le sens inverse de la rotation de la pompe (et du moteur). Si le liquide atteignait la pompe, cela ralentirait le moteur, gaspillant de l'énergie. C'est pourquoi un convertisseur de couple a un stator.

Nous examinerons de plus près le stator dans la section suivante.

Le stator envoie le fluide de retour de la turbine vers la pompe. Cela améliore l'efficacité du convertisseur de couple. Notez la cannelure, qui est reliée à un embrayage unidirectionnel à l'intérieur du stator.

Le stator réside au centre même du convertisseur de couple. Son travail est de rediriger le fluide revenant de la turbine avant qu'il ne frappe à nouveau la pompe. Cela augmente considérablement l'efficacité du convertisseur de couple.

Le stator a une conception de lame très agressive qui inverse presque complètement la direction du fluide. Un embrayage unidirectionnel (à l'intérieur du stator) relie le stator à un arbre fixe de la transmission (la direction dans laquelle l'embrayage permet au stator de tourner est indiquée sur la figure ci-dessus). En raison de cette disposition, le stator ne peut pas tourner avec le fluide - il ne peut tourner que dans la direction opposée, forçant le fluide à changer de direction lorsqu'il frappe les aubes du stator..

Quelque chose d'un peu délicat se produit lorsque la voiture se met en mouvement. Il y a un point, à environ 64 km / h, auquel la pompe et la turbine tournent presque à la même vitesse (la pompe tourne toujours un peu plus vite). À ce stade, le fluide revient de la turbine, entrant dans la pompe se déplaçant déjà dans le même sens que la pompe, le stator n'est donc pas nécessaire.

Même si la turbine change la direction du fluide et le jette par l'arrière, le fluide finit toujours par se déplacer dans le sens où la turbine tourne car la turbine tourne plus rapidement dans un sens que le fluide est pompé dans l'autre sens . Si vous étiez à l'arrière d'un pick-up se déplaçant à 60 mph et que vous jetiez une balle à l'arrière de ce pick-up à 40 mph, la balle avancerait toujours à 20 mph. Ceci est similaire à ce qui se passe dans la turbine: le fluide est projeté par l'arrière dans une direction, mais pas aussi vite qu'il allait commencer dans l'autre direction.

À ces vitesses, le fluide frappe réellement le arrière côtés des pales du stator, entraînant la roue libre du stator sur son embrayage unidirectionnel pour ne pas gêner le fluide qui le traverse.

En plus du travail très important de permettre à votre voiture de s'arrêter complètement sans caler le moteur, le convertisseur de couple donne en fait à votre voiture plus de couple lorsque vous accélérez en sortie d'arrêt. Les convertisseurs de couple modernes peuvent multiplier le couple du moteur par deux à trois fois. Cet effet ne se produit que lorsque le moteur tourne beaucoup plus vite que la transmission.

À des vitesses plus élevées, la transmission rattrape le moteur, se déplaçant finalement à presque la même vitesse. Idéalement, cependant, la transmission se déplacerait à exactement la même vitesse que le moteur, car cette différence de vitesse gaspille de l'énergie. C'est en partie la raison pour laquelle les voitures à transmission automatique consomment moins d'essence que les voitures à transmission manuelle..

Pour contrer cet effet, certaines voitures ont un convertisseur de couple avec un embrayage de verrouillage. Lorsque les deux moitiés du convertisseur de couple atteignent leur vitesse, cet embrayage les verrouille ensemble, éliminant le glissement et améliorant l'efficacité.

Pour plus d'informations sur les convertisseurs de couple et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.

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