Koppelomvormer: wat is het en hoe werkt het?

Nu we jullie al hebben verteld welke de belangrijkste versnellingsbakken op de markt zijn en wat hun kenmerken zijn, gaan we verder met een van de onderdelen die daarin aanwezig is en een zeer belangrijke functie heeft: de koppelomvormer. Daarvoor leggen we uit wat het is en welke functie het heeft binnen een automatische versnellingsbak.

De koppelomvormer is een hydrodynamische overbrenging die aanvullend op de automatische versnellingsbak wordt gekoppeld. Dit mechanische onderdeel werd uitgevonden door de Duitse ingenieur Hermann Föttinger, die er in 1905 een octrooi op aanvroeg. Het werd voor het eerst toegepast in de scheepsbouw, maar uiteraard werd de koppelomvormer ook door andere sectoren overgenomen, zoals de luchtvaart, industriële machines, treinen en de automobielindustrie. In de automobielsector, het onderwerp van dit artikel, werd hij begin jaren 30 geïntroduceerd, toen hij werd overgenomen door bussen en zware machines van het Engelse bedrijf met hoofdkantoor in Coventry, Daimler Motor Company.

Zoals jullie zien is het geen bijzonder modern onderdeel. In al die jaren is er voldoende tijd geweest om de werking ervan te perfectioneren, maar dat betekent niet dat de onderdelen en de werking ervan zijn veranderd. De koppelomvormer is een mechanisch onderdeel dat in automatische versnellingsbakken wordt gebruikt ter vervanging van een onderdeel dat er in deze bakken niet in zit, namelijk de koppeling. Zo zorgt hij voor de verbinding tussen de versnellingsbak en de motor en daarmee voor de overbrenging van het motorkoppel naar de versnellingsbak. De koppelomvormer bestaat uit de volgende onderdelen, die allemaal een zeer belangrijke functie hebben en samen zijn werking mogelijk maken:

• Koppelomvormerhuis of pomp: Dit onderdeel draait mee met de motor, dus de werking begint op het moment dat we de motor starten. De pomp, ook wel het koppelomvormerhuis genoemd, bestaat uit schoepen die een centrifugaalkracht opwekken en de olie die erin zit naar de turbine slingeren.

• Turbine: De olie die de pomp wegslingert, treft de gebogen schoepen van de turbine, waardoor het voertuig in beweging komt, omdat de turbine rechtstreeks met de overbrenging is verbonden. De schoepen van de turbine ontvangen de olie van de pomp in de richting tegengesteld aan hun draairichting, daarom moet de olie van richting veranderen. Wanneer de olie weer terugkeert naar de pomp, moet zij haar draairichting opnieuw aannemen, zodat er geen overmatig vermogensverlies optreedt.
• Statorwiel: Het statorwiel is het onderdeel dat de olie weer naar de pomp stuurt door de stroomrichting te veranderen. Het is voorzien van een lager dat slechts in één richting kan draaien. Zo verandert de olie precies voordat zij weer de pomp bereikt van draairichting, waardoor de efficiëntie van de koppelomvormer toeneemt.

• Overbruggingskoppeling: Dit onderdeel komt veel voor in moderne automatische versnellingsbakken en kan de koppelomvormer naar behoefte uitschakelen, omdat het door de besturingseenheid van het voertuig wordt aangestuurd. In de koppelingsfase, wanneer de koppelverhouding 1:1 is, werkt de koppelomvormer met rendementsverliezen die bij motoren met veel vermogen zelfs tot 95% kunnen oplopen, terwijl bij de krachtoverbrenging nooit meer dan 3% slip mag optreden. Het onderdeel is aan de pomp gekoppeld en wordt door de olie tegen de pomp gedrukt zodra het motorkoppel binnenkomt, zodat een stijve aandrijving zonder slip ontstaat, vergelijkbaar met een gewone koppeling.