Duas passagens/três passagens - Existem dois projetos principais de conversores de torque baseado em seus circuitos de fluido. Num conversor de torque com dois dutos, existem uma passagem de “aplicação” e uma passagem de “liberação”. Os nomes se referem ao estado do conversor de torque. O fluido entra no conversor através da passagem de “aplicação” quando o lock up está sendo aplicado.
O fluido entra por trás da turbina através da passagem de “liberação” quando o lock up é liberado. Fluxo de fluido num conversor de 2 passagens fluindo no modo de liberação. O fluido entra no conversor através do eixo de entrada e passa entre o pistão do lock up (turbina) e a tampa.
Fluxo de fluido num conversor de 2 passagens fluindo no modo de aplicação. O fluido entra por trás da turbina aplicando o pistão.
Quando o fluido entra na passagem de liberação, ele é dirigido através da ponta do eixo de entrada a viaja através do conversor entre a tampa do conversor e o pistão do lock up. Desde que o fluido está viajando através do pistão e da tampa, ele empurra o pistão para longe da tampa do conversor, o qual o libera. A figura 11, mostra o pistão de conversor com 29,2 cm de diâmetro, com um furo de 6,35 cm no centro. Isto gera uma força de 11,5 kgf com uma pressão de aplicação de 115 psi.
O oposto acontece durante a aplicação do lock up revertendo o fluxo de fluido. O fluido entra no conversor de torque através da passagem de aplicação, por trás da turbina, e o fluido é drenado através da ponta do eixo de entrada (figura 10). A pressão no lado da turbina do pistão do lock up força o pistão contra a tampa e a cinta de material de fricção veda o circuito contra a tampa. A pressão do conversor está presente em toda a superfície do pistão do lock up e a força gerada é que aplica a embreagem do conversor contra a tampa. Será que já paramos para pensar quanta força é necessária para que um típico pistão de lock up seja totalmente aplicado? Baseado na figura 11, vemos que para aplicação total deste pistão serão necessárias 11.500 libras de força. O bastante para erguer dois caminhões médios! Lembre-se disso para uma posterior análise.
Como podemos deduzir, os conversores de 3 passagens possuem um circuito de óleo adicional. Muitos conversores de 3 passagens possuem dois circuitos de óleo para ciclar o fluido através do conversor de torque. Usualmente, a terceira passagem é para aplicação dedicada do pistão do lock up do conversor. (Figura 12). Este tipo de conversor de 3 passagens utiliza uma embreagem de lock up de múltiplos discos e um circuito hidráulico de controle um pouco mais complicado. Desde que o conversor está sempre carregado com pressão, aquela de aplicação do pistão do lock up precisa ser maior que a pressão de carregamento para que ele seja aplicado.
A força de sobrepujamento nos conjuntos de embreagens é determinada pela diferença entre a pressão de carregamento e a pressão de aplicação do lock up, multiplicada pela área da superfície. Exemplos de conversores de 3 passagens incluem a Mercedes 722.6/NAG, Ford 6R140, Honda 6 velocidades e 10 velocidades, e a transmissão ZF 8HP. Embreagem cativa de 3 passagens de uma transmissão Honda de 10 marchas, com o furo de aplicação identificado.
Pistão flutuante e embreagem cativa
Os conversores podem também ser classificados pelo seu projeto. Desde a década de 80 muitos conversores utilizam um desenho de “pistão flutuante”, no qual o pistão do Lock Up é basicamente um grande disco amortecido que é ligado por estrias no cubo da turbina.
Conforme mencionamos, o pistão flutua para a frente e para trás dependendo da direção do fluxo de óleo. Estes conversores são basicamente conversores de duas passagens em que a válvula de controle do Lock Up simplesmente reverte a direção do fluxo de óleo forçando o pistão a aplicar ou desaplicar o Lock Up. Embora os projetos de duas passagens sejam mais comuns, o projeto de pistão flutuante pode ser também de três passagens, como muitas unidades Honda, nas quais a terceira passagem é responsável por controlar a quantidade de pressão existente entre a tampa e o pistão. Encaixe da carcaça da embreagem da 6R140 onde os discos de aço gastaram as estrias.
Tampa do conversor com a carcaça do pistão soldada, onde a solda cisalhou.
Um outro projeto de conversor que está ganhando popularidade é o conversor com embreagem cativa. O projeto de embreagem cativa utiliza múltiplos discos ou superfícies de embreagens para aumentar a capacidade de agarramento. Muitos destes projetos utilizam um pistão separado localizado na tampa frontal. Este tipo de embreagem cativa é bastante sujeito a vazamentos cruzados. Quando a embreagem está liberada, qualquer pressão que possa vazar no circuito da embreagem pode, através da força centrífuga, causar aumento de pressão e começar a aplicar o conjunto da embreagem. Esta aplicação parcial da embreagem do lock up pode “matar” parcialmente o motor, que é quando a embreagem arrasta o motor e diminui sua rotação principalmente quando o veículo está parado.
O cliente observará isto quando o veículo começar a pular, balançar ou mesmo mostrar uma marcha lenta irregular, ameaçando apagar. Estes problemas podem se tornar mais aparentes quando a transmissão aquece e seus componentes se expandem, afinando o fluido e aumentando as chances de vazamentos cruzados. A primeira imagem mostra a inspeção das deformações no pistão do Lock Up com auxílio do Plastigage. A segunda imagem mostra a deformação do pistão de uma transmissão 6F50 com o auxílio de Plastigage.
Outros problemas que os projetos de embreagem cativa apresentam incluem pistões trincados, estrias de placas gastas, ou mesmo uma carcaça de embreagem danificada, como vemos no conversor da transmissão 6R140. Nas figuras 13 e 14, não somente o conversor mostra discos metálicos gastos em suas estrias, como também as soldas da carcaça central se quebraram permitindo que o fluido de aplicação e liberação se misturarem, evitando a aplicação do Lock Up. Como nota positiva, a embreagem cativa de 3 passagens pode ser testada com ar comprimido como qualquer embreagem de uma transmissão convencional, sendo que o reparador pode verificar a qualidade de aplicação da embreagem na bancada mesmo!!
Fatos interessantes
Alguns pistões de conversores são projetados com uma conicidade de 1 a 3 graus em que o material de fricção contata a tampa. Este ângulo existe para permitir que o material de fricção assente por igual na tampa do conversor quando sua aplicação é feita com pressão total. Pode-se perceber esta conicidade aplicando-se Plastigage na superfície de assentamento da cinta do lock up, conforme as figuras 15 e 16 mostram. Isto é particularmente verdade em conversores que utilizam fibra de carbono em sua cinta.
Fazendo-se a mesma experiência em conversores que tem como material de cinta o papel (compósito), esta conicidade não existe, como mostra na transmissão 42TE.
Então, por que isto importa? Bem, podemos imaginar o que aconteceria quando o conversor não é abastecido com a pressão correta. Se a pressão for muito baixa com um pistão que tenha conicidade e o pistão não defletir como planejado e somente a porção externa da cinta de fricção contatar a tampa, fará com o pistão patine, superaqueça, queime e falhe. Por outro lado, excesso de pressão de aplicação fará com que o pistão continue a defletir e contate primeiramente a porção interna da cinta de fricção, causando patinação, superaquecimento, queima e falha da cinta.