Τι είναι ένας μετατροπέας ροπής;

Ο μετατροπέας ροπής είναι μια μηχανική συσκευή, που χρησιμοποιείται κυρίως σε αυτοκίνητα, η οποία μεταφέρει την περιστροφική ισχύ που παράγεται από τον κινητήρα ενός οχήματος στο κιβώτιο ταχυτήτων. Αποτελεί μέρος της οικογένειας μηχανισμών γνωστών ως ζεύξεων ρευστών, οι οποίοι χρησιμοποιούν υδραυλικό ρευστό για τη μετάδοση μηχανικής ισχύος. Ένας μετατροπέας ροπής είναι εγκατεστημένος στα αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων και κάνει τη δουλειά που θα έκανε ένας συμπλέκτης σε ένα χειροκίνητο κιβώτιο, πράγμα που επιτρέπει τη διανομή της ισχύος που δημιουργεί ο κινητήρας στους τροχούς.

Ένας μετατροπέας ροπής αποτελείται από τρία μηχανικά μέρη – μια αντλία, έναν στρόβιλο και έναν στάτορα. Η αντλία συνδέεται απευθείας με τον κινητήρα και περιστρέφεται με την ίδια ταχύτητα με τον κινητήρα. Μέσα στην αντλία υπάρχουν πολλά πτερύγια, τα οποία, καθώς η αντλία περιστρέφεται, κατευθύνουν το υδραυλικό υγρό προς τα έξω στον στρόβιλο. Στη συνέχεια, ο στρόβιλος περιστρέφεται με σχεδόν την ίδια ταχύτητα με τον κινητήρα, αλλά προς την αντίθετη κατεύθυνση. Η περιστροφή του στροβίλου προκαλεί περιστροφή του κιβωτίου ταχυτήτων και κίνηση των τροχών. Το υδραυλικό ρευστό βγαίνει από τον στρόβιλο στο κέντρο του, κινούμενος προς την αντίθετη κατεύθυνση από αυτήν που εισήχθη από την αντλία.

Σε αυτό το σημείο, ο στάτης, ο οποίος βρίσκεται παρόμοια στο κέντρο του μετατροπέα, αντιστρέφει την κατεύθυνση του ρευστού για δεύτερη φορά. Αυτό αυξάνει σημαντικά την απόδοση του συνολικού σχεδιασμού, αλλά συμβαίνει μόνο σε σχετικά χαμηλές ταχύτητες. Ανάλογα με τις ακριβείς προδιαγραφές του μετατροπέα ροπής, ο στάτης αρχίζει να κυκλοφορεί ελεύθερα με μια συγκεκριμένη ταχύτητα, επειδή η αντλία και ο στρόβιλος αρχίζουν να κινούνται με σχεδόν την ίδια ταχύτητα και το ρευστό δεν αλλάζει πλέον κατεύθυνση.

Ένα ιδιαίτερο πλεονέκτημα που έχει ένας μετατροπέας ροπής έναντι μιας συμβατικής ζεύξης ρευστού – και αυτό που τον καθιστά ιδανικό για χρήση σε αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων – είναι το γεγονός ότι μπορεί να πολλαπλασιάσει την ποσότητα ροπής που παράγει καθώς ο κινητήρας παρέχει περισσότερη ισχύ. Ένα πραγματικό παράδειγμα για αυτό είναι η σύγκριση της σχετικά ελαφριάς πίεσης που πρέπει να ασκηθεί σε ένα πεντάλ φρένου για να παραμείνει ένα αυτοκίνητο ακινητοποιημένο στο ρελαντί, σε σύγκριση με την αύξηση της πίεσης που απαιτείται για να παραμείνει ακίνητο όταν εφαρμόζεται επίσης αέριο. Σε πολύ χαμηλές ταχύτητες η ροπή μπορεί να πολλαπλασιαστεί δύο ή τρεις φορές με έναν μετατροπέα ροπής.

Ένα από τα σημαντικότερα μειονεκτήματα των μετατροπέων ροπής, σε αντίθεση με τους συνηθισμένους συνδέσμους ρευστού, είναι ότι, δεδομένου του τρόπου με τον οποίο η αντλία και ο στρόβιλος δεν περιστρέφονται ποτέ με την ίδια ταχύτητα, κάποια ενέργεια σπαταλάται πάντα. Αυτό, μαζί με το τυπικά μεγαλύτερο βάρος του, είναι ο λόγος που τα οχήματα με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων τείνουν να έχουν καλύτερη απόσταση σε μίλια καυσίμου από αυτά με αυτόματο κιβώτιο.