Fala-se muito, especialmente aqui no AE em conversor de torque e, em regra, é um componente não muito bem compreendido por muitos, especialmente devido ao seu nome.
Para entender, o conversor de torque é um acoplamento fluido entre motor e câmbio. Este pode ser de qualquer tipo — manual, automático epicíclico ou CVT. Robotizado não, porque este depende de embreagem que se acople e desacople automaticamente.
Já falei aqui sobre o câmbio VW Stick Shift/Porsche Sport-O-Matic do final dos anos ’60, semiautomáticos, que são câmbios manuais com conversor de torque no lugar da embreagem convencional e que permite que o carro fique parado com motor funcionando em marcha-lenta, bastando acelerar para pôr o veículo em movimento. Mas para as trocas manuais pela alavanca com padrão em “H” há uma pequena embreagem de acionamento eletropneumático entre o câmbio propriamente dito e o conversor de torque apenas para desconectar o câmbio do motor; ela não participa do processo de tirar o carro da imobilidade, quem o faz é apenas o conversor de torque, como conhecemos nos carros automáticos.
Conversor de torque parece ser algo complicado, mas não é. Veja do que ele se compõe:
São apenas quatro peças:
Impeler pump > bomba impulsora
Stator > estator
Turbine > turbina
Cover > capa
A bomba impulsora é funcionalmente ligada ao motor, enquanto a turbina é conectada ao câmbio. Tudo fica envolto pela capa e mergulhado em óleo, que é um fluido de baixa viscosidade chamado fluido A, o mesmo usado nos sistemas de assistência hidráulica da direção. A bomba é solidária à capa, que por sua vez é fixada ao volante do motor (por três orelhas, a terceira não está visível na foto acima). A bomba consiste da roda palhetada que, ao girar, envia o fluido para a parte interna da capa, que daí segue para para a turbina.
A turbina se conecta ao câmbio pela sua árvore de entrada estriada.
O estator pode ser considerado o “cérebro” do conversor de torque, mesmo que não seja o único órgão que determina a sua função e características. O estator muda o fluxo de fluido entre a bomba impulsora e a turbina, sendo o elemento que faz o conversor de torque desempenhar, de fato, o papel de efetivamente multiplicar torque, e não ser um mero acoplamento fluido. Essa multiplicação se dá exclusivamente por alavancagem hidráulica, em que o estator age como o fulcrum de uma alavanca.
Essa multiplicação ocorre enquanto o conversor está no seu modo de estol, que é quando a turbina está girando em rotação bastante inferior à da bomba e durante as acelerações. A multiplicação de torque decresce rapidamente até atingir a relação 1:1, quando o torque de saída do conversor iguala-se ao do moto).
O estator possui um mecanismo no cubo tipo fluxo de força num sentido só, como numa roda-livre, de maneira que fique imóvel e multiplicando torque (conversor em estol, baixa rotação da turbina em relação à bomba impulsora), e depois possa girar livre junto com o conversor depois que a rotação da turbina se aproximar da rotação da bomba impulsora.
Um fato que poucos conhecem é não haver contato direto entre os componentes do conversor de torque, o que vale dizer que não há desgaste absolutamente algum. O conversor de torque dura mais que o carro.
Um conversor de torque típico tem relação de multiplicação de 2,5:1. Essa multiplicação ocorre apenas durante a aceleração inicial. Quanto maior for a alavancagem hidráulica, isto é, quanto maior for o desvio do caminho do fluido de seu retorno natural, determinado em projeto, maior será a multiplicação de torque.
Ao contrário do que parece, a coisa não está só na multiplicação de torque, há variáveis que precisam ser consideradas. O fator de multiplicação depende do torque do motor em relação à faixa de rotação de estol do conversor, deve haver um “casamento”. Para dar um exemplo, um conversor de relação 2,5:1 que estola a 3.000 rpm produzirá 57 m·kgf sob aceleração total quando atrelado a um motor de 23 m·kgf a 3.000 rpm. Mas se esse motor produz 34 m·kgf a 4.000 rpm, seria melhor que o conversor estolasse a 4.000 rpm com fator de multiplicação de 2,0:1, ou seja, 34 x 2 que igual a 68 m·kgf na aceleração inicial. É evidente que seria ainda melhor ter multiplicação de 2,5:1 a 4.000 rpm desse exemplo, mas desde que a combinação fosse adequada à suspensão e não houvesse patinagem de rodas. Esse é apenas um exemplo de como é necessário aos engenheiros estudar muito bem a questão.
A rotação de estol
Muito falada nos testes do AE de uns tempos para cá, a rotação de estol é aquela que um determinado conversor de torque (por sua sua bomba impulsora) deve ter para superar uma dado valor de carga (o veículo) e começar a movimentar a turbina. Quando nos referimos a “quanto estol posso obter deste conversor de torque”, isto significa a que rotação, com acelerador todo aberto, o conversor deve estar para gerar força de fluido suficiente na turbina para superar a inércia do veículo parado.
A carga tem duas fontes. Uma, a carga imposta pelo motor ao conversor de torque pelo virabrequim. Essa carga varia ao longo da faixa de rotação, ou seja, a curva de torque; outra, a inércia, a resistência do veículo à aceleração, que impõe uma carga ao conversor de torque através da transmissão. Dá para imaginar a dificuldade da transmissão em girar estando o veículo imóvel, seu peso sendo o principal fator.
O bloqueio do conversor de torque
Como sempre há alguma patinagem entre bomba impulsora e turbina, tradicionalmente acusada de elevar consumo de combustível em comparação com um câmbio manual, surgiu o bloqueio do conversor de torque (torque converter lock-up). Há alguns meios para isso, entre eles um interruptor de pressão que ativa um solenoide (atuador eletromagnético) que acopla uma embreagem (torque converter clutch) dedicada no conversor para imobilizar a turbina.
Com o conversor de torque bloqueado é como se o câmbio automático fosse um manual por haver zero patinagem entre bomba impulsora e turbina, para maior desempenho e menos consumo — embora o funcionamento da bomba impulsora continue a jogar contra, representando algum consumo a mais em relação ao câmbio manual.
Em que marchas se dá o bloqueio é discrição do fabricante, que pode ser a última e penúltima ou todas. Dirigindo, nota-se quando o conversor é bloqueado por ligeira queda de rotação do motor, como se fosse uma troca de marcha ascendente, mas não é. Quando não há bloqueio o motor cai logo de rotação ao levantar o pé do acelerador.
No Brasil, o primeiro câmbio automático com bloqueio de conversor de torque que se tem notícia é o do Dodge Dart, na terceira e última marcha. Depois veio no Opala Diplomata automático de quatro marchas, em 1988, um câmbio ZF com bloqueio de conversor em terceira e quarta.
Esse foi um rápido panorama sobre conversor de torque. O assunto é árido, não é de fácil compreensão num primeiro momento, mas por essa matéria o leitor ou leitora tem uma ideia de seu conceito e funcionamento.
BS
