Transmisiones Automaticas 6x403
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UNIDAD TEMATICA Nº2 Sistemas de Transmisiones INACAP 2010
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Transmisiones Hidráulicas Una Transmisión Hidráulica se puede dividir en las siguientes partes: • Convertidor de Torque • Elementos de Mando • Engranajes Epicicloidales • Sistema de Control Hidráulico
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Convertidor de Torque • El convertidor de torque hidrodinámico es, en realidad, una transmisión hidrodinámica adicional al cambio automático. • El constituye el elemento de entrada del cambio automático. • Puede aumentar el Torque disponible del motor a mas del doble • Ningún Embrague Hidráulico puede transmitir el 100% de las RPM, lo que significa un aumento en el consumo de combustible • Para mejorar el rendimiento se puede agregar un Lock Up • La transmisión de potencia solo es posible si contamos con fluido ATF www.inacap.cl
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Convertidor de Torque
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Convertidor de Torque Los tres principales elementos de convertidor de Torque son: • La Bomba Impelente
• La Turbina
• El Estator o Rueda Directriz
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Convertidor de Torque Bomba Impelente • Va montada en forma solidaria a la carcaza del convertidor, lo que permite que sea la primera parte en girar al momento de dar arranque al motor • Al ser una bomba centrifuga, envía flujo hidráulico por la parte externa del convertidor • Transforma la Energía mecánica del motor en Energía Hidráulica • Los Alabes pueden ser Rectos o Helicoidales, siendo estos últimos de mejor rendimiento
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Convertidor de Torque Turbina • Va montada frente a la Bomba Impelente, conectada al eje de entrada de la transmisión • Recibe el flujo generado por la bomba impelente y lo transforma en energía mecánica • El flujo retorna a la bomba impelente por el centro del convertidor • Esto genera un flujo llamado flujo en vortice • Los alabes de la Turbina del convertidor de torque deben ser Helicoidales
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Convertidor de Torque Estator • Es el encargado de redireccionar el flujo de retorno desde la turbina a la bomba impelente • Este flujo redireccionado permite aumentar el torque que entrega el motor, ayudando a girar mas fácilmente a la bomba impelente
• Debido a que al aumentar la velocidad de la turbina, aumenta un flujo llamado flujo de rotación, el estator debe estar montado sobre un embrague unidireccional o rueda libre, que permite el giro en el mismo sentido del motor, pero bloquea en el sentido contrario • Sus alabes son helicoidales, teniendo siempre el lado mas grueso hacia la turbina
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Convertidor de Torque Etapas de Funcionamiento del Convertidor de Torque
• El convertidor tiene 3 etapas de funcionamiento hidráulico mas una 4 etapa mecánica opcional.
• Estas etapas permiten que el convertidor de torque sea por si solo una transmisión variable automática, lo que mejora el rendimiento de la transmisión, además de facilitar su operación.
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Convertidor de Torque 1ª Etapa Máxima multiplicación de torque • • • • •
Relación de torque sobre 2:1 Máximo Resbalamiento Máximo Flujo en Vortice Mínimo Flujo de Rotación Estator Detenido 2ª Etapa Transición
• • • • •
Relación de torque disminuye desde 2:1 a 1:1 Resbalamiento disminuye ya que aumenta RPM turbina Disminuye flujo en Vortice Aumenta Flujo de Rotación Estator Detenido www.inacap.cl
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Convertidor de Torque 3ª Etapa Embrague Hidráulico • • • •
Resbalamiento “Casi Cero” Flujo en Vortice mínimo Flujo de Rotación Máximo Estator Gira en el mismo sentido del motor 4ª Etapa Lock Up
• La transmisión de potencia es por un disco de embrague mecánico de accionamiento hidráulico • Los Flujos interiores no son relevantes • Relación de torque 1:1 • Relación de RPM 1:1
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Elementos de Mando • Los elementos de mando son los encargados de determinar por acción hidráulica o mecánica, el engranaje que será Motriz o Reacción según la marcha. • Contamos con 3 sistemas de mando: – Embragues Multidiscos – Frenos Multidiscos – Frenos de Cinta – Frenos Unidireccionales
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Elementos de Mando Embragues Multidiscos •
Un embregue es el encargado de conectar y desconectar dos piezas móviles, en el caso de la transmisión, son del tipo Multidiscos Húmedos
•
Determinan que engranaje será el Motriz
•
Son Embragues Mecánicos, accionamiento Hidráulico
•
Mientras mas discos tenga, mayor capacidad de transmitir torque
•
Cuanta con discos de acero separadores y discos de fibra guarniciones.
•
Los nombres dependen de transmisiones
de
o o
de los embragues cada una de las
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Elementos de Mando Frenos Multidiscos •
Los frenos son los encargados de determinan que engranaje será reacción
•
Los Frenos multidiscos son los de mayor capacidad de retención de torque
•
No son regulables
•
Son prácticamente iguales a los Embragues multidiscos pero la diferencia es que uno de los juegos de discos, normalmente los de acero, no van a una pieza móvil, si no a la carcaza de la transmisión.
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Elementos de Mando Frenos de Cinta •
La forma exterior del árbol es similar a la de un tambor de freno.
•
Como elemento de freno, una cinta de acero, revestida en el mismo material que las guarniciones de los frenos multidiscos, abraza estrechamente ese tambor de freno, el cual se mueve libremente en estado inactivo.
•
La cinta de freno se apoya en un extremo contra la caja del cambio.
•
Al tener lugar la activación hidráulica, en el otro extremo actúa la fuerza del émbolo y frena el tambor hasta la parada.
•
Una desventaja del freno de cinta es que sobre la caja del cambio actúan grandes fuerzas radiales
•
Una Ventaja es que este sistema de freno es regulable, lo que permite un accionar suave
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Elementos de Mando Frenos Unidireccionales • Estos elementos Bloquean solo en un sentido el giro de un engranaje para determinar el elemento en reacción • Son de accionamiento mecánico automático • Solo permite la transmisión de fuerza en un sentido (desde motor hacia las ruedas) • Permite simplificar el paso de marchas y ahorrar combustible • Se utilizan normalmente en transmisiones pequeñas
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Elementos de Mando Frenos Unidireccionales •
Existen dos tipos de frenos unidireccionales: – De Rodillos
– De cuerpos de apriete
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Trenes Epicicloidales •
Los Trenes Epicicloidales son sistemas de engranajes, compuestos por los siguientes componentes: 1. Solar o Planetario
2. Satélites 3. Porta Satélites 4. Corona
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Trenes Epicicloidales •
La razón por la que se eligieron los sistemas epicicloidales es que permiten con un solo conjunto un gran cantidad de relaciones de marchas distintas, además de no ser necesario desconectar el flujo de potencia para pasar de una marcha a otra.
•
Para que un tren epicicloidal genere una relación de marcha se deben cumplir tres condiciones: 1. Un elemento debe ser motriz 2. Un elemento debe ser frenado 3. Un elemento debe ser conducido
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Trenes Epicicloidales Un solo tren epicicloidal puede generar 7 relaciones de marchas distintas, pero no siendo practica la utilización de todas estas. Condiciones
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
Corona
Motriz
Conducido
Reacción
Reacción
Conducido
Motriz
Motriz
Porta Satélite
Reacción
Reacción
Motriz
Conducido
Motriz
Conducido
Conducido
Solar
Conducido
Motriz
Conducido
Motriz
Reacción
Reacción
Motriz
Resultado
Reducción Torque
Aumento Torque
Reducción Torque
Aumento Torque
Reducción Torque
Aumento Torque
Directa
Dirección
Reversa
Reversa
Avance
Avance
Avance
Avance
Avance
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Trenes Epicicloidales •
Es por esto que las transmisiones de vehículos cuentan con sistemas compuestos por mas de un tren epicicloidal, estas transmisiones las podemos clasificar en: 1. Simpson 2. Ravieneaux 1. Wilson
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Trenes Epicicloidales Transmisión Simpson – Esta Transmisión consiste en 2 trenes epicicloidales unidos por: • El Solar 1 y el Solar 2 son solidarios, llamados solar común • El PS1 y la C2 están son solidarios al eje de salida – Puede lograr 3 velocidades de avance y 1 reversa – La Velocidad mas rápida es la Directa (3ª) – Tiene 2 Embragues y 2 Frenos
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Trenes Epicicloidales Transmisión Simpson Condición/ Marcha
1ª
2ª
3ª Directa
Reversa
Motriz
C1
C1
C1 + S
S
Reacción
PS2
S
Conducido
C2
PS1
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PS2
PS1
C2
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Trenes Epicicloidales Transmisión Ravineaux •
Este sistema de transmisión consiste en un solo tren epiciloidal compuesto por: – – – –
1 1 2 2
Corona Porta Satélites juegos de Satélites Planetarios
•
Esta Transmisión puede lograr hasta 4 velocidades de avance y 1 reversa
•
Utilizada principalmente en vehículos con motor y tracción delantera (trans ejes)
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Trenes Epicicloidales Transmisión Wilson • Este Sistema de transmisión consiste en dos trenes epicicloidales con solar común (Simpson) mas un tercer tren independiente para Overdrive • Puede lograr hasta 6 velocidades de avance y 2 reversas, pero normalmente solo se utilizan 4 de avance y 1 reversa • Cuenta con 3 Embragues y 3 Frenos • La Velocidad mas rápida es Overdrive (Sobremarcha) • Normalmente utilizada en delantero, tracción trasera)
vehículos
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convencionales
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(motor
Trenes Epicicloidales Transmisión Wilson Condicion/Marcha
1ª
2ª
3ª
4ª
Reversa
Motriz Reacción
Conducido Embrague Freno Motriz
Reacción Conducido Elemento de Mando
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Sistema de Control Hidráulico • El sistema de control hidráulico es el encargado de automatizar el paso de marchas según las distintas condiciones de servicio del automóvil • Funciona igual que un computador moderno, pero en vez de trabajar con magnitudes eléctricas o electrónicas, trabaja con magnitudes hidráulicas (Presión y Caudal)
• Para cumplir su función el sistema de control hidráulico debe contar con: – – – –
Fluido ATF Bomba de alimentación Válvulas Sensores
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Sistema de Control Hidráulico Fluido ATF • El aceite en el cambio automático ha de cumplir en su circuito diferentes requerimientos. – Transmitir fuerzas (en el convertidor de par) – Efectuar acoplamientos (en los elementos hidráulicos del cambio). – Lubricar – Refrigerar – Transportar residuos de abrasión. NOTA • Utilizar únicamente el aceite autorizado por el fabricante del vehículo. • Otros aceites o aditivos poseen propiedades modificadas y resultan desventajosos para el funcionamiento y la vida útil de la transmisión. www.inacap.cl
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Sistema de Control Hidráulico • La Sigla ATF significa Automatic Transmition Fluid, eso quiere decir que cualquier fluido que podamos encontrar en una transmisión automática seria un ATF • Los ATF los podemos clasificar según las especificaciones del fabricante de la transmisión en:
– DEXRON (GM) – MERCON (FORD) – ESPECIFICOS (Depende de cada Marca) • Los ATF no se deben mezclar por ningún motivo, ya que muchas veces reaccionan entre si.
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Sistema de Control Hidráulico •
Para que el ATF cumpla con todas sus exigencias debemos verificar su nivel y color.
•
Si el nivel no es el correcto tendremos problemas en la presión de trabajo.
•
El color permite verificar el estado del aceite ATF.
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Sistema de Control Hidráulico
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Sistema de Control Hidráulico Bomba de Alimentación •
Este componente va montado en la entrada de la transmisión, esta conectada a la carcaza del convertidor de torque, por lo que comienza a girar en el momento de arrancar el motor.
•
Es la encargada de entregar un caudal abundante de ATF para permitir el accionamiento de todos los componentes y un buena refrigeración.
•
Podemos encontrar de dos tipos:
– De Engranajes – De Paletas
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas • Las Válvulas son las encargadas de trabajar con las magnitudes hidráulicas que hacen posible el paso de marcha automático • Las podemos clasificar según su función, las principales válvulas son las siguientes:
– Válvulas de Cambio: Son de pilotaje hidráulico con muelle, derivan la presión de línea a los elementos de mando correspondientes a cada marcha – Válvula Selectora: Es la encargada de determinar la modalidad de marcha según la selección del conductor, es de accionamiento manual con enclavamiento
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas – Limitadora de Presión: Montada generalmente en el cuerpo de la bomba de alimentación, se encarga de controlar la presión máxima del sistema, la presión resultante se llama presión de línea. – Reguladora de caudal: Montada en el estator de la bomba de paletas, permite controlar la potencia robada al motor. – Limitadoras de caudal: Montadas generalmente en la caja de válvulas permite controlar la velocidad de accionamiento de los elementos de mando. – Derivadoras: Permite la rápida caída de presión en los elementos de mando al pasar de una marcha a otra, al derivar la presión a carter. www.inacap.cl
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas – Kick Down: Permite bajar las marchas para lograr la máxima aceleración del vehículo al incrementar las RPM, generalmente es accionado eléctricamente por el tope del acelerador. – Shif Lock: Por normas de seguridad, debe bloquear la palanca selectora para evitar moverla por accidente, generalmente es de accionamiento eléctrico activado por el pedal de freno. – Interruptor de Overdrive: Permite desconectar la opción de pasar a overdrive para evitar el desgaste prematuro de la transmisión. – Lock up: Montado generalmente en el cuerpo de la bomba, permite controlar el sentido de entrada y salida del convertidor de torque para activar el embrague lock up. www.inacap.cl
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas – Acumuladores: Permiten estabilizar la presión del sistema para permitir un paso de marchas suave. – Gobernador: Es el encargado de medir la velocidad del vehículo, va montado en el eje de salida de la transmisión, es de accionamiento centrifugo, la presión resultante se llama presión de gobernación (presión de pilotaje). – Modulador: Es el encargado de medir la carga del motor, va montado en la caja de válvulas, conectado al motor, puede ser de accionamiento mecánico o neumático, la presión resultante se llama presión de modulación (presión de pilotaje).
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Sistema de Control Hidráulico Esquemática Hidráulica
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico • Las transmisiones hidráulicas con mando electrónico son muy similares a las hidráulicas convencionales, es mas, comparten generalmente los mismos sistemas de engranajes y elementos de mando, la diferencia esta en el sistema de control (caja de válvulas), ya que ahora el encargado de seleccionar la marcha ideal para las distintas condiciones en un computador electrónico. • Por lo mismo los elementos sensores generan señales eléctricas y no hidráulicas como en el caso anterior. • Los actuadores trabajan por señales eléctricas sobre magnitudes hidráulicas y mecánicas.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico • Muchas veces los sensores necesarios para el paso de marchas son compartidos con otros computadores del automóvil, es por eso que en la actualidad se ha simplificado mucho la cableria gracias a los sistemas Multiplexados. • Como la transmisión es parte del sistema moto propulsor, la red multiplexada es del tipo CAN. • Simplificando se puede decir que, en un cambio automático moderno, participan cuatro componentes en la lógica y ejecución del mando.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico •
Conductor: decide cuándo, adónde y con qué rapidez, deportividad o economía. De ello se encargan el pedal acelerador y la palanca selectora.
•
Estados de funcionamiento: las resistencias al avance influyen: si se recorre una pendiente cuesta arriba/cuesta abajo, si se utiliza remolque, si hay viento contrario, si se conduce bajo carga o con empuje. Los sensores envían las informaciones a la unidad de control.
•
Electrónica: efectúa evaluaciones, se encarga del trabajo mental, regula el dispositivo hidráulico del cambio
•
Hidráulica: se encarga de configurar las presiones de mando y recorridos de acoplamiento.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico Sensores
• Son los encargados de transformar magnitudes físicas relevantes para la selección de la marcha, en señales eléctricas o electrónicas para que puedan ser interpretadas por la unidad electrónica de control o TCM. • Como ya vimos anteriormente algunos sensores son relevantes solo para la transmisión, pero otros son relevantes para mas de un computador, por lo que pueden ir montados fuera de la transmisión.
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Sensor Presión de Línea Tipo de sensor: Piezo Resistivo -Función: Medir los cambios de presión en la línea de trabajo hidráulico.
-Gracias al sensor de presión. La TCM puede conocer el valor de presión real en el sistema, adaptando este valor a través de una válvula según la necesidad del momento. -Ubicación: Puede estar localizado en la carcaza de la bomba de alimentación o en la caja de válvulas. Voltaje bajo Voltaje alto
A menor presión A mayor presión
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Sensor TPS -Tipo de sensor: Potenciómetro (resistencia variable) -Ubicación: Cuerpo de aceleración, accionado en conjunto con la mariposa de aceleración.(sigue su recorrido) -Cuando el acelerador esta cerrado, la TCM registra un voltaje bajo. -Cuando el acelerador esta abierto completamente, la TCM registra un voltaje alto. -La señal de voltaje cambia de acuerdo a la posición del acelerador, y esta puede oscilar entre 0.2 a 4.5 volts. NOTA: en algunos vehículos como por ejemplo algunos VW podemos encontrar la curva inversa.
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La TCM usa la información del TPS para calcular: - Carga del motor
- Ley de Marcha
- Accionamiento del kick down
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Sensor Temperatura ATF Tipo de Sensor: Resistencia Variable, de acuerdo a la temperatura. Es del tipo NTC. Función: Mantener informada a la TCM, de la temperatura del ATF, para calcular su viscosidad. La TCM, le aplica al sensor una señal referencia de 5 volts. -La resistencia del sensor y el voltaje resultante son altos cuando el sensor esta frío.
-La resistencia del sensor y el voltaje resultante son bajos cuando existe una mayor temperatura de trabajo.
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Sensores CKP y RPM Turbina -Tipo de sensor: Generador de frecuencia. Mayor RPM
Mayor frecuencia
Menor RPM
Menor frecuencia
-Función CKP: Mantener informada a la TCM, la velocidad de giro y la posición del eje cigüeñal para determinar las RPM del motor. -Función RPM Turbina: Mantener informada a la TCM, la velocidad de la turbina y el eje de entrada, para calcular el resbalamiento del convertidor de torque.
-El sensor CKP puede ser de tipo Inductivo, Efecto Hall u Óptico. -El sensor RPM turbina puede ser del tipo Inductivo o Efecto Hall. www.inacap.cl
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Sensor Inductivo •
Este tipo de sensor entrega una señal del tipo análoga, genera su propio voltaje por lo que no requiere de alimentación.
•
Cuenta con un mínimo de dos cables pero puede tener tres para proteger la señal.
•
Para diagnosticarlo podemos medirle resistencia entre los terminales del sensor.
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Grafica de la curva del sensor inductivo
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Sensor Efecto Hall • Este sensor genera una señal de frecuencia de 0 a 5 volt, requiere una alimentación que puede ser de 5 o de 12 volt, para que generen señal deben estar alimentados • La principal ventaja es que generan una señal digital. • Su costo es mayor al de tipo inductivo
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• Tiene como mínimo 3 cables, 1 positivo o voltaje de referencia, 1 de masa o tierra y 1 de señal
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Grafica de la curva del sensor Efecto Hall
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Sensor Óptico • Este sensor genera una señal de frecuencia de 0 a 5 volt, requiere una alimentación de 12 volt, para que generen señal deben estar alimentados • La principal ventaja es que generan una señal digital. • Su costo es mayor • Es muy común en la marca Nissan, vienen montados en el distribuidor.
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Grafica de la curva del CKP Óptico
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Sensor VSS -Tipo de sensor: Generador de frecuencia o Resistivo -Función VSS: Mantener informada a la TCM la velocidad del vehículo.
-Puede ser del tipo inductivo, efecto hall, Magneto Resistivo o ruptor de línea -El procedimiento de control es el mismo que para los sensor CKP -Los tipo hall o inductivos pueden ir montados en la caja de cambios o en la rueda -Los tipo ruptor de línea van montados en el velocímetro
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico Actuadores
• Son los encargados de transformar señales eléctricas provenientes de la TCM, en respuestas físicas hidráulicas o mecánicas. • La gran mayoría de los actuadores son del tipo magnéticos (solenoides), por lo que para verificar su estado normalmente se les mide resistencia. • Algunos actuadores pueden ir montados fuera de la caja de cambios como por ejemplo el shift lock y el tablero, por lo que las señales pueden viajar por la red multiplexada CAN.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico •
Válvulas Moduladoras de presión: son las encargadas de controlar las presiones de línea de del convertidor de torque. a diferencia de la limitadora, estas permiten regular el valor de presión según la necesidad
•
Válvulas de Secuencia: son las encargadas de controlar el movimiento de las válvulas de carrete que controlan la alimentación de aceite ATF a los elementos de mando
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico •
Shif Lock: es controlado por la red multiplexada de carrocería, evita el accionamiento accidental de la palanca selectora, es del tipo magnético.
•
Anti arranque: esta función corresponde al bloqueo del motor de arranque por medio de la red multiplexada.
•
Desconexión del aire acondicionado: permite llevar toda la potencia del motor a la transmisión al momento de la máxima exigencia.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas • Estas transmisiones han sido desarrolladas gracias a los programas de Rally y F1 de las distintas marcas. • Permiten automatizar el paso de marcha sin los inconvenientes de las transmisiones hidráulicas.
• Como el paso de marchas puede ser controlado en forma automática, la transmisiones debe tener sensores y actuadores. • Son básicamente transmisiones mecánicas ya existentes en las fabricas, adaptadas a los nuevos actuadores controlados por la TCM. • También pueden ser controladas en forma manual por el conductor por medio de los mandos secuénciales. www.inacap.cl
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas 6 Velocidades hacia adelante y 1 marcha atrás.
Un dispositivo de pilotaje por accionadores electro-hidráulico.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Los Mandos • • • •
El conjunto de pedales La palanca de velocidades El selector de programa Los mandos de velocidades en el volante • El visor
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El conjunto de pedales • Se suprime el pedal del embrague. • Al pisar el pedal del freno se autoriza la puesta en marcha del motor. • Basta con pisar el pedal del acelerador para empezar a circular.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas La palanca de velocidades • Una sola posición fija (D). • Controla todas las velocidades • El cambio de velocidad se realiza sin dejar de pisar el acelerador El selector de programa • Activa el modo automático (visual. AUTO en el combinado) . • Está retroalumbrado
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Los mandos de las velocidades en el volante • Controlan las velocidades normales (1, 2, 3, 4, 5). • Las manos permanecen en el volante. Para bajar de velocidad (-)
Para subir de velocidad (+)
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El visor • Está integrado en el tablero. • Indica: – Marcha seleccionada – Modalidad de marcha
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas La utilización
• Generalidades • Arranque
• El paso de las velocidades • El cambio del modo • Las seguridades
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Generalidades • La transmision robotizada propone dos modos de uso: – Un modo impulsional (paletas o palanca). – Un modo automático (push Auto).
• En parada : – Los cambios de las velocidades son posibles: • desde la apertura de la puerta del conductor, • antes de la introducción de la llave de o. – Las velocidades accesibles, sin el o puesto son:1, 2, N y R – El modo por defecto es el modo automático.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Arranque • Prerequisitos: – Pisar el pedal del freno. • Arranque en punto muerto: – El conductor puede arrancar y seleccionar la 1ª velocidad. • Arranque con una velocidad seleccionada: – El embrague se abre automáticamente (pisar el freno), – El conductor puede arrancar y acelerar.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El paso de las velocidades • Modo impulsional: – El cambio de velocidad se realiza, según se desee, a través de las paletas o de la palanca (N y R solo con la palanca). – Dos impulsiones seguidas permiten saltar de velocidad. – A poca velocidad, la caja vuelve a la 1ª velocidad. • Modo automático: – El calculador opera de manera autoadaptable. – Retrogradado máximo en caso de kick-down.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El cambio de modo • El push permite cambiar de modo en cualquier instante. • Las paletas o la palanca permiten pasar del modo automático al modo impulsional seleccionando una velocidad normal (2, 3, 4, 5). • El modo automático es activado a la puesta del o.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El cambio de modo (continuación) • En modo automático: – Si el conductor selecciona el punto muerto (N), el modo Auto se mantiene. – El primer (+) palanca, selecciona la 1ª velocidad en modo Auto, O el primer (+) paleta selecciona la 1ª velocidad en modo impulsional. – Otro (+) palanca o paleta, selecciona la 2ª velocidad en modo impulsional. www.inacap.cl
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El cambio de modo (fin) • En modo automático: – Si el conductor selecciona la marcha atrás (R), el modo Auto es conservado. – El primer (+) palanca selecciona la 1ª velocidad en modo Auto (Un (+) paleta no tiene ningún efecto). – Otro (+) palanca o paleta selecciona la 2ª velocidad en modo impulsional.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Las seguridades • Dos mandatos contradictorios son ignorados. • Pie sobre el freno – para arrancar, – para seleccionar la marcha atrás (con vehículo parado). • Patinaje prolongado del embrague: – el sistema provoca una reacción progresiva permitiendo abandonar esa situación.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Accionador de caja de velocidades
Vista del conjunto
Captador de velocidad de árbol primario Soporte
Accionador de embrague
TCM
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas La caja de velocidades
• Tipo: – Caja caja de cambios procedente de la versión serie mecánica
Apertura/Cierre del embrague
Elección y selección de las velocidades
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El accionador de caja de velocidades
• Acciona el eje de paso de las velocidades de la caja de velocidades.
Rótula de acoplamiento de la palanca de la caja
Motor eléctrico (selección de las velocidades)
Motor eléctrico (elección de las velocidades) www.inacap.cl
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El accionador de caja • Posiciones de la rótula: – Selección: • Desplazamiento en altura • 3 posiciones – Paso • Giro sobre el eje • 2 o 3 posiciones
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El accionador de embrague
• Acciona la horquilla de embrague a través de la varilla de empuje (apertura/cierre).
Varilla de empuje
Motor eléctrico
Sistema de desmultiplicación de esfuerzos y de reenvíos
Sistema de recuperación del desgaste
Muelle compensador de esfuuerzo
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El captador de velocidad de entrada caja
• Permite medir la velocidad del árbol primario. • Funcionamiento: – Puede ser inductivo o efecto hall
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas TCM
• Tipo: – El computador es de tipo Flash EPROM • Función: – El computador asegura el pilotaje de la caja de velocidades, comparando las magnitudes leidas con las programadas en su memoria
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Transmisiones CVT
• Además de la caja de cambios automática tradicional, existe otro tipo llamado CVT (de variación continua). La caja de cambios CVT actual es idónea para los automóviles pequeños o intermedios de tracción delantera con motor transversal. • Con la caja de cambios CVT, la relación de engranaje entre el motor y las ruedas motrices en la posición D varía infinitamente, de forma totalmente automática. No hay engranajes especiales y por consiguiente el accionamiento es completamente continuo. La relación entre el régimen de motor y la velocidad del automóvil varía, lo cual ofrece una experiencia diferente de otras cajas de cambios.
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Transmisiones CVT
•
El selector de marchas incluye las posiciones P, R, N y D. Algunos automóviles tienen además una posición de primera marcha, para subir y bajar cuestas. También hay una función “kickdown” como en las cajas de cambio automáticas tradicionales.
•
Los automóviles con cajas de cambio CVT consumen menos combustible y presentan mejores condiciones de aceleración que los automóviles con la caja automática tradicional. En algunos casos, el consumo de combustible es incluso más bajo.
•
La CVT es un diseño de la compañía holandesa van Doorne, utilizado en los primeros modelos DAF. Los automóviles de la serie 300 de Volvo fueron los primeros del mercado en utilizar la caja de cambios CVT. Después de haber desaparecido del mercado durante años, este sistema ahora se produce nuevamente, muy perfeccionado.
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Transmisiones CVT
• Las cajas de cambio CVT son muy diferentes de las demás. • Las cajas CVT modernas tienen un módulo de control electrónico. • La relacion de marcha depende del régimen del motor, de la velocidad del vehículo y de la posición del pedal del acelerador. • Se acopla un convertidor del par motor cuando el automóvil está parado y se desconecta cuando el automóvil se mueve para ahorrar combustible.
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Transmisiones CVT • Estas transmisiones han sido desarrolladas para minimizar las perdidas de energía, que se generan al pasar de una marcha a otra en los sistemas de engranajes. • Generan una curva en las relaciones de revoluciones entre el eje de entrada y el eje de salida.
• Existen dos tipos de CVT – Las de poleas variables
– Las de rodillos (toroidales)
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Transmisiones CVT Poleas Variables
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Transmisión CVT Toroidal
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Transmisión CVT Toroidal • Esta transmisión varia la relación de marcha por medio de la inclinación de dos rodillos que conectan dos platos, uno conectado al eje de entrada y el otro al eje de salida. • Al cambiar la inclinación varia el diámetro del punto de o, por lo que varían las revoluciones de salida respecto a las de entrada.
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Transmisiones CVT
• En la actualidad estas transmisiones están montadas en muchos vehículos, pero a chile solo llegan algunos pocos, los mas conocidos son: – Honda Civic Híbrido – Toyota Prius – Nissan Sentra – Dodge Caliber – Mercedes-Benz (Algunos modelos de la seria A y B)
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Transmisiones Hidráulicas Una Transmisión Hidráulica se puede dividir en las siguientes partes: • Convertidor de Torque • Elementos de Mando • Engranajes Epicicloidales • Sistema de Control Hidráulico
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Convertidor de Torque • El convertidor de torque hidrodinámico es, en realidad, una transmisión hidrodinámica adicional al cambio automático. • El constituye el elemento de entrada del cambio automático. • Puede aumentar el Torque disponible del motor a mas del doble • Ningún Embrague Hidráulico puede transmitir el 100% de las RPM, lo que significa un aumento en el consumo de combustible • Para mejorar el rendimiento se puede agregar un Lock Up • La transmisión de potencia solo es posible si contamos con fluido ATF www.inacap.cl
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Convertidor de Torque
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Convertidor de Torque Los tres principales elementos de convertidor de Torque son: • La Bomba Impelente
• La Turbina
• El Estator o Rueda Directriz
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Convertidor de Torque Bomba Impelente • Va montada en forma solidaria a la carcaza del convertidor, lo que permite que sea la primera parte en girar al momento de dar arranque al motor • Al ser una bomba centrifuga, envía flujo hidráulico por la parte externa del convertidor • Transforma la Energía mecánica del motor en Energía Hidráulica • Los Alabes pueden ser Rectos o Helicoidales, siendo estos últimos de mejor rendimiento
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Convertidor de Torque Turbina • Va montada frente a la Bomba Impelente, conectada al eje de entrada de la transmisión • Recibe el flujo generado por la bomba impelente y lo transforma en energía mecánica • El flujo retorna a la bomba impelente por el centro del convertidor • Esto genera un flujo llamado flujo en vortice • Los alabes de la Turbina del convertidor de torque deben ser Helicoidales
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Convertidor de Torque Estator • Es el encargado de redireccionar el flujo de retorno desde la turbina a la bomba impelente • Este flujo redireccionado permite aumentar el torque que entrega el motor, ayudando a girar mas fácilmente a la bomba impelente
• Debido a que al aumentar la velocidad de la turbina, aumenta un flujo llamado flujo de rotación, el estator debe estar montado sobre un embrague unidireccional o rueda libre, que permite el giro en el mismo sentido del motor, pero bloquea en el sentido contrario • Sus alabes son helicoidales, teniendo siempre el lado mas grueso hacia la turbina
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Convertidor de Torque Etapas de Funcionamiento del Convertidor de Torque
• El convertidor tiene 3 etapas de funcionamiento hidráulico mas una 4 etapa mecánica opcional.
• Estas etapas permiten que el convertidor de torque sea por si solo una transmisión variable automática, lo que mejora el rendimiento de la transmisión, además de facilitar su operación.
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Convertidor de Torque 1ª Etapa Máxima multiplicación de torque • • • • •
Relación de torque sobre 2:1 Máximo Resbalamiento Máximo Flujo en Vortice Mínimo Flujo de Rotación Estator Detenido 2ª Etapa Transición
• • • • •
Relación de torque disminuye desde 2:1 a 1:1 Resbalamiento disminuye ya que aumenta RPM turbina Disminuye flujo en Vortice Aumenta Flujo de Rotación Estator Detenido www.inacap.cl
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Convertidor de Torque 3ª Etapa Embrague Hidráulico • • • •
Resbalamiento “Casi Cero” Flujo en Vortice mínimo Flujo de Rotación Máximo Estator Gira en el mismo sentido del motor 4ª Etapa Lock Up
• La transmisión de potencia es por un disco de embrague mecánico de accionamiento hidráulico • Los Flujos interiores no son relevantes • Relación de torque 1:1 • Relación de RPM 1:1
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Elementos de Mando • Los elementos de mando son los encargados de determinar por acción hidráulica o mecánica, el engranaje que será Motriz o Reacción según la marcha. • Contamos con 3 sistemas de mando: – Embragues Multidiscos – Frenos Multidiscos – Frenos de Cinta – Frenos Unidireccionales
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Elementos de Mando Embragues Multidiscos •
Un embregue es el encargado de conectar y desconectar dos piezas móviles, en el caso de la transmisión, son del tipo Multidiscos Húmedos
•
Determinan que engranaje será el Motriz
•
Son Embragues Mecánicos, accionamiento Hidráulico
•
Mientras mas discos tenga, mayor capacidad de transmitir torque
•
Cuanta con discos de acero separadores y discos de fibra guarniciones.
•
Los nombres dependen de transmisiones
de
o o
de los embragues cada una de las
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Elementos de Mando Frenos Multidiscos •
Los frenos son los encargados de determinan que engranaje será reacción
•
Los Frenos multidiscos son los de mayor capacidad de retención de torque
•
No son regulables
•
Son prácticamente iguales a los Embragues multidiscos pero la diferencia es que uno de los juegos de discos, normalmente los de acero, no van a una pieza móvil, si no a la carcaza de la transmisión.
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Elementos de Mando Frenos de Cinta •
La forma exterior del árbol es similar a la de un tambor de freno.
•
Como elemento de freno, una cinta de acero, revestida en el mismo material que las guarniciones de los frenos multidiscos, abraza estrechamente ese tambor de freno, el cual se mueve libremente en estado inactivo.
•
La cinta de freno se apoya en un extremo contra la caja del cambio.
•
Al tener lugar la activación hidráulica, en el otro extremo actúa la fuerza del émbolo y frena el tambor hasta la parada.
•
Una desventaja del freno de cinta es que sobre la caja del cambio actúan grandes fuerzas radiales
•
Una Ventaja es que este sistema de freno es regulable, lo que permite un accionar suave
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Elementos de Mando Frenos Unidireccionales • Estos elementos Bloquean solo en un sentido el giro de un engranaje para determinar el elemento en reacción • Son de accionamiento mecánico automático • Solo permite la transmisión de fuerza en un sentido (desde motor hacia las ruedas) • Permite simplificar el paso de marchas y ahorrar combustible • Se utilizan normalmente en transmisiones pequeñas
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Elementos de Mando Frenos Unidireccionales •
Existen dos tipos de frenos unidireccionales: – De Rodillos
– De cuerpos de apriete
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Trenes Epicicloidales •
Los Trenes Epicicloidales son sistemas de engranajes, compuestos por los siguientes componentes: 1. Solar o Planetario
2. Satélites 3. Porta Satélites 4. Corona
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Trenes Epicicloidales •
La razón por la que se eligieron los sistemas epicicloidales es que permiten con un solo conjunto un gran cantidad de relaciones de marchas distintas, además de no ser necesario desconectar el flujo de potencia para pasar de una marcha a otra.
•
Para que un tren epicicloidal genere una relación de marcha se deben cumplir tres condiciones: 1. Un elemento debe ser motriz 2. Un elemento debe ser frenado 3. Un elemento debe ser conducido
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Trenes Epicicloidales Un solo tren epicicloidal puede generar 7 relaciones de marchas distintas, pero no siendo practica la utilización de todas estas. Condiciones
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
Corona
Motriz
Conducido
Reacción
Reacción
Conducido
Motriz
Motriz
Porta Satélite
Reacción
Reacción
Motriz
Conducido
Motriz
Conducido
Conducido
Solar
Conducido
Motriz
Conducido
Motriz
Reacción
Reacción
Motriz
Resultado
Reducción Torque
Aumento Torque
Reducción Torque
Aumento Torque
Reducción Torque
Aumento Torque
Directa
Dirección
Reversa
Reversa
Avance
Avance
Avance
Avance
Avance
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Trenes Epicicloidales •
Es por esto que las transmisiones de vehículos cuentan con sistemas compuestos por mas de un tren epicicloidal, estas transmisiones las podemos clasificar en: 1. Simpson 2. Ravieneaux 1. Wilson
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Trenes Epicicloidales Transmisión Simpson – Esta Transmisión consiste en 2 trenes epicicloidales unidos por: • El Solar 1 y el Solar 2 son solidarios, llamados solar común • El PS1 y la C2 están son solidarios al eje de salida – Puede lograr 3 velocidades de avance y 1 reversa – La Velocidad mas rápida es la Directa (3ª) – Tiene 2 Embragues y 2 Frenos
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Trenes Epicicloidales Transmisión Simpson Condición/ Marcha
1ª
2ª
3ª Directa
Reversa
Motriz
C1
C1
C1 + S
S
Reacción
PS2
S
Conducido
C2
PS1
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PS2
PS1
C2
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Trenes Epicicloidales Transmisión Ravineaux •
Este sistema de transmisión consiste en un solo tren epiciloidal compuesto por: – – – –
1 1 2 2
Corona Porta Satélites juegos de Satélites Planetarios
•
Esta Transmisión puede lograr hasta 4 velocidades de avance y 1 reversa
•
Utilizada principalmente en vehículos con motor y tracción delantera (trans ejes)
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Trenes Epicicloidales Transmisión Wilson • Este Sistema de transmisión consiste en dos trenes epicicloidales con solar común (Simpson) mas un tercer tren independiente para Overdrive • Puede lograr hasta 6 velocidades de avance y 2 reversas, pero normalmente solo se utilizan 4 de avance y 1 reversa • Cuenta con 3 Embragues y 3 Frenos • La Velocidad mas rápida es Overdrive (Sobremarcha) • Normalmente utilizada en delantero, tracción trasera)
vehículos
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convencionales
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(motor
Trenes Epicicloidales Transmisión Wilson Condicion/Marcha
1ª
2ª
3ª
4ª
Reversa
Motriz Reacción
Conducido Embrague Freno Motriz
Reacción Conducido Elemento de Mando
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Sistema de Control Hidráulico • El sistema de control hidráulico es el encargado de automatizar el paso de marchas según las distintas condiciones de servicio del automóvil • Funciona igual que un computador moderno, pero en vez de trabajar con magnitudes eléctricas o electrónicas, trabaja con magnitudes hidráulicas (Presión y Caudal)
• Para cumplir su función el sistema de control hidráulico debe contar con: – – – –
Fluido ATF Bomba de alimentación Válvulas Sensores
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Sistema de Control Hidráulico Fluido ATF • El aceite en el cambio automático ha de cumplir en su circuito diferentes requerimientos. – Transmitir fuerzas (en el convertidor de par) – Efectuar acoplamientos (en los elementos hidráulicos del cambio). – Lubricar – Refrigerar – Transportar residuos de abrasión. NOTA • Utilizar únicamente el aceite autorizado por el fabricante del vehículo. • Otros aceites o aditivos poseen propiedades modificadas y resultan desventajosos para el funcionamiento y la vida útil de la transmisión. www.inacap.cl
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Sistema de Control Hidráulico • La Sigla ATF significa Automatic Transmition Fluid, eso quiere decir que cualquier fluido que podamos encontrar en una transmisión automática seria un ATF • Los ATF los podemos clasificar según las especificaciones del fabricante de la transmisión en:
– DEXRON (GM) – MERCON (FORD) – ESPECIFICOS (Depende de cada Marca) • Los ATF no se deben mezclar por ningún motivo, ya que muchas veces reaccionan entre si.
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Sistema de Control Hidráulico •
Para que el ATF cumpla con todas sus exigencias debemos verificar su nivel y color.
•
Si el nivel no es el correcto tendremos problemas en la presión de trabajo.
•
El color permite verificar el estado del aceite ATF.
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Sistema de Control Hidráulico
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Sistema de Control Hidráulico Bomba de Alimentación •
Este componente va montado en la entrada de la transmisión, esta conectada a la carcaza del convertidor de torque, por lo que comienza a girar en el momento de arrancar el motor.
•
Es la encargada de entregar un caudal abundante de ATF para permitir el accionamiento de todos los componentes y un buena refrigeración.
•
Podemos encontrar de dos tipos:
– De Engranajes – De Paletas
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas • Las Válvulas son las encargadas de trabajar con las magnitudes hidráulicas que hacen posible el paso de marcha automático • Las podemos clasificar según su función, las principales válvulas son las siguientes:
– Válvulas de Cambio: Son de pilotaje hidráulico con muelle, derivan la presión de línea a los elementos de mando correspondientes a cada marcha – Válvula Selectora: Es la encargada de determinar la modalidad de marcha según la selección del conductor, es de accionamiento manual con enclavamiento
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas – Limitadora de Presión: Montada generalmente en el cuerpo de la bomba de alimentación, se encarga de controlar la presión máxima del sistema, la presión resultante se llama presión de línea. – Reguladora de caudal: Montada en el estator de la bomba de paletas, permite controlar la potencia robada al motor. – Limitadoras de caudal: Montadas generalmente en la caja de válvulas permite controlar la velocidad de accionamiento de los elementos de mando. – Derivadoras: Permite la rápida caída de presión en los elementos de mando al pasar de una marcha a otra, al derivar la presión a carter. www.inacap.cl
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas – Kick Down: Permite bajar las marchas para lograr la máxima aceleración del vehículo al incrementar las RPM, generalmente es accionado eléctricamente por el tope del acelerador. – Shif Lock: Por normas de seguridad, debe bloquear la palanca selectora para evitar moverla por accidente, generalmente es de accionamiento eléctrico activado por el pedal de freno. – Interruptor de Overdrive: Permite desconectar la opción de pasar a overdrive para evitar el desgaste prematuro de la transmisión. – Lock up: Montado generalmente en el cuerpo de la bomba, permite controlar el sentido de entrada y salida del convertidor de torque para activar el embrague lock up. www.inacap.cl
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Sistema de Control Hidráulico Válvulas – Acumuladores: Permiten estabilizar la presión del sistema para permitir un paso de marchas suave. – Gobernador: Es el encargado de medir la velocidad del vehículo, va montado en el eje de salida de la transmisión, es de accionamiento centrifugo, la presión resultante se llama presión de gobernación (presión de pilotaje). – Modulador: Es el encargado de medir la carga del motor, va montado en la caja de válvulas, conectado al motor, puede ser de accionamiento mecánico o neumático, la presión resultante se llama presión de modulación (presión de pilotaje).
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Sistema de Control Hidráulico Esquemática Hidráulica
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico • Las transmisiones hidráulicas con mando electrónico son muy similares a las hidráulicas convencionales, es mas, comparten generalmente los mismos sistemas de engranajes y elementos de mando, la diferencia esta en el sistema de control (caja de válvulas), ya que ahora el encargado de seleccionar la marcha ideal para las distintas condiciones en un computador electrónico. • Por lo mismo los elementos sensores generan señales eléctricas y no hidráulicas como en el caso anterior. • Los actuadores trabajan por señales eléctricas sobre magnitudes hidráulicas y mecánicas.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico • Muchas veces los sensores necesarios para el paso de marchas son compartidos con otros computadores del automóvil, es por eso que en la actualidad se ha simplificado mucho la cableria gracias a los sistemas Multiplexados. • Como la transmisión es parte del sistema moto propulsor, la red multiplexada es del tipo CAN. • Simplificando se puede decir que, en un cambio automático moderno, participan cuatro componentes en la lógica y ejecución del mando.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico •
Conductor: decide cuándo, adónde y con qué rapidez, deportividad o economía. De ello se encargan el pedal acelerador y la palanca selectora.
•
Estados de funcionamiento: las resistencias al avance influyen: si se recorre una pendiente cuesta arriba/cuesta abajo, si se utiliza remolque, si hay viento contrario, si se conduce bajo carga o con empuje. Los sensores envían las informaciones a la unidad de control.
•
Electrónica: efectúa evaluaciones, se encarga del trabajo mental, regula el dispositivo hidráulico del cambio
•
Hidráulica: se encarga de configurar las presiones de mando y recorridos de acoplamiento.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico Sensores
• Son los encargados de transformar magnitudes físicas relevantes para la selección de la marcha, en señales eléctricas o electrónicas para que puedan ser interpretadas por la unidad electrónica de control o TCM. • Como ya vimos anteriormente algunos sensores son relevantes solo para la transmisión, pero otros son relevantes para mas de un computador, por lo que pueden ir montados fuera de la transmisión.
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Sensor Presión de Línea Tipo de sensor: Piezo Resistivo -Función: Medir los cambios de presión en la línea de trabajo hidráulico.
-Gracias al sensor de presión. La TCM puede conocer el valor de presión real en el sistema, adaptando este valor a través de una válvula según la necesidad del momento. -Ubicación: Puede estar localizado en la carcaza de la bomba de alimentación o en la caja de válvulas. Voltaje bajo Voltaje alto
A menor presión A mayor presión
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Sensor TPS -Tipo de sensor: Potenciómetro (resistencia variable) -Ubicación: Cuerpo de aceleración, accionado en conjunto con la mariposa de aceleración.(sigue su recorrido) -Cuando el acelerador esta cerrado, la TCM registra un voltaje bajo. -Cuando el acelerador esta abierto completamente, la TCM registra un voltaje alto. -La señal de voltaje cambia de acuerdo a la posición del acelerador, y esta puede oscilar entre 0.2 a 4.5 volts. NOTA: en algunos vehículos como por ejemplo algunos VW podemos encontrar la curva inversa.
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La TCM usa la información del TPS para calcular: - Carga del motor
- Ley de Marcha
- Accionamiento del kick down
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Sensor Temperatura ATF Tipo de Sensor: Resistencia Variable, de acuerdo a la temperatura. Es del tipo NTC. Función: Mantener informada a la TCM, de la temperatura del ATF, para calcular su viscosidad. La TCM, le aplica al sensor una señal referencia de 5 volts. -La resistencia del sensor y el voltaje resultante son altos cuando el sensor esta frío.
-La resistencia del sensor y el voltaje resultante son bajos cuando existe una mayor temperatura de trabajo.
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Sensores CKP y RPM Turbina -Tipo de sensor: Generador de frecuencia. Mayor RPM
Mayor frecuencia
Menor RPM
Menor frecuencia
-Función CKP: Mantener informada a la TCM, la velocidad de giro y la posición del eje cigüeñal para determinar las RPM del motor. -Función RPM Turbina: Mantener informada a la TCM, la velocidad de la turbina y el eje de entrada, para calcular el resbalamiento del convertidor de torque.
-El sensor CKP puede ser de tipo Inductivo, Efecto Hall u Óptico. -El sensor RPM turbina puede ser del tipo Inductivo o Efecto Hall. www.inacap.cl
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Sensor Inductivo •
Este tipo de sensor entrega una señal del tipo análoga, genera su propio voltaje por lo que no requiere de alimentación.
•
Cuenta con un mínimo de dos cables pero puede tener tres para proteger la señal.
•
Para diagnosticarlo podemos medirle resistencia entre los terminales del sensor.
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Grafica de la curva del sensor inductivo
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Sensor Efecto Hall • Este sensor genera una señal de frecuencia de 0 a 5 volt, requiere una alimentación que puede ser de 5 o de 12 volt, para que generen señal deben estar alimentados • La principal ventaja es que generan una señal digital. • Su costo es mayor al de tipo inductivo
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• Tiene como mínimo 3 cables, 1 positivo o voltaje de referencia, 1 de masa o tierra y 1 de señal
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Grafica de la curva del sensor Efecto Hall
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Sensor Óptico • Este sensor genera una señal de frecuencia de 0 a 5 volt, requiere una alimentación de 12 volt, para que generen señal deben estar alimentados • La principal ventaja es que generan una señal digital. • Su costo es mayor • Es muy común en la marca Nissan, vienen montados en el distribuidor.
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Grafica de la curva del CKP Óptico
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Sensor VSS -Tipo de sensor: Generador de frecuencia o Resistivo -Función VSS: Mantener informada a la TCM la velocidad del vehículo.
-Puede ser del tipo inductivo, efecto hall, Magneto Resistivo o ruptor de línea -El procedimiento de control es el mismo que para los sensor CKP -Los tipo hall o inductivos pueden ir montados en la caja de cambios o en la rueda -Los tipo ruptor de línea van montados en el velocímetro
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico Actuadores
• Son los encargados de transformar señales eléctricas provenientes de la TCM, en respuestas físicas hidráulicas o mecánicas. • La gran mayoría de los actuadores son del tipo magnéticos (solenoides), por lo que para verificar su estado normalmente se les mide resistencia. • Algunos actuadores pueden ir montados fuera de la caja de cambios como por ejemplo el shift lock y el tablero, por lo que las señales pueden viajar por la red multiplexada CAN.
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico •
Válvulas Moduladoras de presión: son las encargadas de controlar las presiones de línea de del convertidor de torque. a diferencia de la limitadora, estas permiten regular el valor de presión según la necesidad
•
Válvulas de Secuencia: son las encargadas de controlar el movimiento de las válvulas de carrete que controlan la alimentación de aceite ATF a los elementos de mando
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Transmisiones Hidráulicas Con Mando Electrónico •
Shif Lock: es controlado por la red multiplexada de carrocería, evita el accionamiento accidental de la palanca selectora, es del tipo magnético.
•
Anti arranque: esta función corresponde al bloqueo del motor de arranque por medio de la red multiplexada.
•
Desconexión del aire acondicionado: permite llevar toda la potencia del motor a la transmisión al momento de la máxima exigencia.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas • Estas transmisiones han sido desarrolladas gracias a los programas de Rally y F1 de las distintas marcas. • Permiten automatizar el paso de marcha sin los inconvenientes de las transmisiones hidráulicas.
• Como el paso de marchas puede ser controlado en forma automática, la transmisiones debe tener sensores y actuadores. • Son básicamente transmisiones mecánicas ya existentes en las fabricas, adaptadas a los nuevos actuadores controlados por la TCM. • También pueden ser controladas en forma manual por el conductor por medio de los mandos secuénciales. www.inacap.cl
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas 6 Velocidades hacia adelante y 1 marcha atrás.
Un dispositivo de pilotaje por accionadores electro-hidráulico.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Los Mandos • • • •
El conjunto de pedales La palanca de velocidades El selector de programa Los mandos de velocidades en el volante • El visor
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El conjunto de pedales • Se suprime el pedal del embrague. • Al pisar el pedal del freno se autoriza la puesta en marcha del motor. • Basta con pisar el pedal del acelerador para empezar a circular.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas La palanca de velocidades • Una sola posición fija (D). • Controla todas las velocidades • El cambio de velocidad se realiza sin dejar de pisar el acelerador El selector de programa • Activa el modo automático (visual. AUTO en el combinado) . • Está retroalumbrado
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Los mandos de las velocidades en el volante • Controlan las velocidades normales (1, 2, 3, 4, 5). • Las manos permanecen en el volante. Para bajar de velocidad (-)
Para subir de velocidad (+)
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El visor • Está integrado en el tablero. • Indica: – Marcha seleccionada – Modalidad de marcha
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas La utilización
• Generalidades • Arranque
• El paso de las velocidades • El cambio del modo • Las seguridades
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Generalidades • La transmision robotizada propone dos modos de uso: – Un modo impulsional (paletas o palanca). – Un modo automático (push Auto).
• En parada : – Los cambios de las velocidades son posibles: • desde la apertura de la puerta del conductor, • antes de la introducción de la llave de o. – Las velocidades accesibles, sin el o puesto son:1, 2, N y R – El modo por defecto es el modo automático.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Arranque • Prerequisitos: – Pisar el pedal del freno. • Arranque en punto muerto: – El conductor puede arrancar y seleccionar la 1ª velocidad. • Arranque con una velocidad seleccionada: – El embrague se abre automáticamente (pisar el freno), – El conductor puede arrancar y acelerar.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El paso de las velocidades • Modo impulsional: – El cambio de velocidad se realiza, según se desee, a través de las paletas o de la palanca (N y R solo con la palanca). – Dos impulsiones seguidas permiten saltar de velocidad. – A poca velocidad, la caja vuelve a la 1ª velocidad. • Modo automático: – El calculador opera de manera autoadaptable. – Retrogradado máximo en caso de kick-down.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El cambio de modo • El push permite cambiar de modo en cualquier instante. • Las paletas o la palanca permiten pasar del modo automático al modo impulsional seleccionando una velocidad normal (2, 3, 4, 5). • El modo automático es activado a la puesta del o.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El cambio de modo (continuación) • En modo automático: – Si el conductor selecciona el punto muerto (N), el modo Auto se mantiene. – El primer (+) palanca, selecciona la 1ª velocidad en modo Auto, O el primer (+) paleta selecciona la 1ª velocidad en modo impulsional. – Otro (+) palanca o paleta, selecciona la 2ª velocidad en modo impulsional. www.inacap.cl
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El cambio de modo (fin) • En modo automático: – Si el conductor selecciona la marcha atrás (R), el modo Auto es conservado. – El primer (+) palanca selecciona la 1ª velocidad en modo Auto (Un (+) paleta no tiene ningún efecto). – Otro (+) palanca o paleta selecciona la 2ª velocidad en modo impulsional.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Las seguridades • Dos mandatos contradictorios son ignorados. • Pie sobre el freno – para arrancar, – para seleccionar la marcha atrás (con vehículo parado). • Patinaje prolongado del embrague: – el sistema provoca una reacción progresiva permitiendo abandonar esa situación.
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas Accionador de caja de velocidades
Vista del conjunto
Captador de velocidad de árbol primario Soporte
Accionador de embrague
TCM
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas La caja de velocidades
• Tipo: – Caja caja de cambios procedente de la versión serie mecánica
Apertura/Cierre del embrague
Elección y selección de las velocidades
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El accionador de caja de velocidades
• Acciona el eje de paso de las velocidades de la caja de velocidades.
Rótula de acoplamiento de la palanca de la caja
Motor eléctrico (selección de las velocidades)
Motor eléctrico (elección de las velocidades) www.inacap.cl
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El accionador de caja • Posiciones de la rótula: – Selección: • Desplazamiento en altura • 3 posiciones – Paso • Giro sobre el eje • 2 o 3 posiciones
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El accionador de embrague
• Acciona la horquilla de embrague a través de la varilla de empuje (apertura/cierre).
Varilla de empuje
Motor eléctrico
Sistema de desmultiplicación de esfuerzos y de reenvíos
Sistema de recuperación del desgaste
Muelle compensador de esfuuerzo
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas El captador de velocidad de entrada caja
• Permite medir la velocidad del árbol primario. • Funcionamiento: – Puede ser inductivo o efecto hall
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Transmisiones Mecánicas Robotizadas TCM
• Tipo: – El computador es de tipo Flash EPROM • Función: – El computador asegura el pilotaje de la caja de velocidades, comparando las magnitudes leidas con las programadas en su memoria
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Transmisiones CVT
• Además de la caja de cambios automática tradicional, existe otro tipo llamado CVT (de variación continua). La caja de cambios CVT actual es idónea para los automóviles pequeños o intermedios de tracción delantera con motor transversal. • Con la caja de cambios CVT, la relación de engranaje entre el motor y las ruedas motrices en la posición D varía infinitamente, de forma totalmente automática. No hay engranajes especiales y por consiguiente el accionamiento es completamente continuo. La relación entre el régimen de motor y la velocidad del automóvil varía, lo cual ofrece una experiencia diferente de otras cajas de cambios.
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Transmisiones CVT
•
El selector de marchas incluye las posiciones P, R, N y D. Algunos automóviles tienen además una posición de primera marcha, para subir y bajar cuestas. También hay una función “kickdown” como en las cajas de cambio automáticas tradicionales.
•
Los automóviles con cajas de cambio CVT consumen menos combustible y presentan mejores condiciones de aceleración que los automóviles con la caja automática tradicional. En algunos casos, el consumo de combustible es incluso más bajo.
•
La CVT es un diseño de la compañía holandesa van Doorne, utilizado en los primeros modelos DAF. Los automóviles de la serie 300 de Volvo fueron los primeros del mercado en utilizar la caja de cambios CVT. Después de haber desaparecido del mercado durante años, este sistema ahora se produce nuevamente, muy perfeccionado.
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Transmisiones CVT
• Las cajas de cambio CVT son muy diferentes de las demás. • Las cajas CVT modernas tienen un módulo de control electrónico. • La relacion de marcha depende del régimen del motor, de la velocidad del vehículo y de la posición del pedal del acelerador. • Se acopla un convertidor del par motor cuando el automóvil está parado y se desconecta cuando el automóvil se mueve para ahorrar combustible.
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Transmisiones CVT • Estas transmisiones han sido desarrolladas para minimizar las perdidas de energía, que se generan al pasar de una marcha a otra en los sistemas de engranajes. • Generan una curva en las relaciones de revoluciones entre el eje de entrada y el eje de salida.
• Existen dos tipos de CVT – Las de poleas variables
– Las de rodillos (toroidales)
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Transmisiones CVT Poleas Variables
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Transmisión CVT Toroidal
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Transmisión CVT Toroidal • Esta transmisión varia la relación de marcha por medio de la inclinación de dos rodillos que conectan dos platos, uno conectado al eje de entrada y el otro al eje de salida. • Al cambiar la inclinación varia el diámetro del punto de o, por lo que varían las revoluciones de salida respecto a las de entrada.
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Transmisiones CVT
• En la actualidad estas transmisiones están montadas en muchos vehículos, pero a chile solo llegan algunos pocos, los mas conocidos son: – Honda Civic Híbrido – Toyota Prius – Nissan Sentra – Dodge Caliber – Mercedes-Benz (Algunos modelos de la seria A y B)
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