Existen varios tipos de cajas de cambios automáticas y las que incluyen convertidor de par son algunas de las más utilizadas en la actualidad por los fabricantes de automóviles. En 1905, Hermann Föttinger patentó la base de este sistema que se sirve de la hidrodinámica para actuar como embrague hidráulico al conectar la transmisión del par proveniente del motor con la caja de cambios, así como de cambio continuo de velocidades. Ello permite ajustar el par de salida al que necesita la transmisión y, además, hace posible que el motor gire en vacío al ralentí, pero también que transmita el par motor cuando el conductor pisa el acelerador.

Su principio básico es el de la transmisión de energía entre una bomba centrífuga y una turbina con el líquido de transmisión como catalizador de la misma. Un buen ejemplo de su funcionamiento sería el de dos ventiladores enfrentados uno contra el otro. El primero está conectado a la red y proyecta aire hacia el otro ventilador, que comienza a girar al recibir dicho flujo en movimiento a pesar de estar desenchufado, sincronizándose ambos.

Funcionamiento

Cuando el conductor arranca el motor, la bomba comienza a girar a baja velocidad, proyectando el líquido hacia la turbina. Pero la energía hidráulica generada por dicha proyección es escasa, por lo que la turbina permanece inmóvil, permitiendo que el motor gire al ralentí sin que se produzca movimiento del vehículo.

Cuando el conductor pisa el acelerador, la bomba incrementa su velocidad de giro e impulsa el líquido de transmisión con mayor fuerza, generando mayor energía hidráulica, lo que a su vez genera la suficiente energía cinética para mover la turbina. Es decir, suficiente fuerza como para iniciar el giro de la misma.

Entonces, la turbina impulsa el líquido hacia el estator, que cambia el sentido de giro del líquido para adecuarlo al de la bomba (que es el mismo que el del motor). El par cedido por la turbina será la suma del transmitido por la bomba a través del líquido y del par adicional que se produce desde el estator sobre la bomba y que a su vez es transmitido de nuevo sobre la turbina. Cuanto mayor sea la diferencia de giro entre turbina y bomba (deslizamiento), mayor será la diferencia de par entre la entrada y la salida del convertidor, llegando a ser a la salida hasta tres veces superior.

Cuando las velocidades de giro se van igualando, la desviación de la corriente del líquido de transmisión se reduce, así como el empuje adicional sobre la turbina. De ese modo, la relación de par entre la salida y la entrada va disminuyendo y el estator llega incluso a girar en su mismo sentido, lo que permite que desaparezca el empuje adicional y no se produzca incremento adicional de par motor. En ese momento, el convertidor de par comienza a comportarse como un embrague hidráulico convencional. La velocidad de rotación de la bomba y la turbina se unifican con un resbalamiento aproximado de apenas un 2%.

Aunque el conductor acelere bruscamente desde el ralentí, el vehículo comienza a moverse de manera progresiva al disminuir paulatinamente el deslizamiento o resbalamiento (diferencia entre velocidad de giro de la bomba y la turbina).

Ventajas e inconvenientes

• Desgaste inexistente y, por tanto, mayor duración que la del vehículo.
• Vibraciones por torsión muy amortiguadas.
• Arranque progresivo a consecuencia de la paulatina reducción del deslizamiento.
• Bajo mantenimiento (sólo cambio de líquido cada 20.000 km aproximadamente).
• Aumento de par en pendientes o situaciones de necesidad de tracción.
• No puede acoplarse a una caja de cambios manual.
• Mayor consumo debido a la pérdida de energía por deslizamiento.
• Más caro.

Fuente: motor