transmisii automate

48
TRANSMISII AUTOMATE PENTRU AUTOVEHICULE 1. GENERALITĂŢI 1.1 DEFINIRE Transmisiile automate se caracterizează prin posibilitatea variaţiei raportului de transmitere realizat în elementele transmisiei, în funcţie de condiţiile reale de rulare, fără intervenţia continuă a conducătorului auto. 1.2 CLASIFICARE Transmisii automate Cu hidrotransforma tor şi angrenaje planetare Cu variator mecanic cu lanţ şi angrenaje planetare (Multritonic, CVT –Continous Variable Transmissions) Cu dublu ambreiaj şi angrenaje cu r.d. cilindrice cu dinţi înclinaţi (DSG, S-Tronic) BMW, Mercedes

Upload: vladyatorul

Post on 25-Jun-2015

1.801 views

Category:

Documents


23 download

TRANSCRIPT

Page 1: Transmisii Automate

TRANSMISII AUTOMATE PENTRU AUTOVEHICULE

1. GENERALITĂŢI

1.1 DEFINIRE

Transmisiile automate se caracterizează prin posibilitatea variaţiei raportului de

transmitere realizat în elementele transmisiei, în funcţie de condiţiile reale de rulare,

fără intervenţia continuă a conducătorului auto.

1.2 CLASIFICARE

1.3 CARACTERISTICI

Transmisiile automate sunt caracterizate printr-un grad ridicat de confort, unde

schimbarea treptelor se face fara intreruperea fluxului de putere. Tot ca plus, se

Transmisii automate

Cu hidrotransformator şi angrenaje planetare

Cu variator mecanic cu lanţ şi angrenaje

planetare (Multritonic, CVT –Continous

Variable Transmissions)

Cu dublu ambreiaj şi angrenaje cu r.d. cilindrice cu dinţi

înclinaţi (DSG, S-Tronic)BMW, Mercedes

Page 2: Transmisii Automate

remarca diminuarea socurilor din transmisie in perioada cuplarii sau a decuplarii

treptelor de viteza.

In cazul Multitronic, aceasta poate asigura apropierea de caracteristica ideala la

nivel de tractiune: putere maxima la roata la orice viteza, ceea ce se traduce prin

caracteristici dinamice si economice foarte bune, prin variatia continua a raportului

de transmitere.

Ca dezavantaj, transmisiile automate ofera, in general, eficienta redusa,

consum mai ridicat de combustibil si sportivitate diminuata, precum si un pret mai

ridicat de achizitie, in medie cu 1.500 de euro mai mult fata de cutia manuala de

viteze.

Ca urmare a avantajelor pe care le prezintă, începând cu anul 2007, numarul

masinilor dotate cu transmisie automata a depasit pentru prima data pe cel al

masinilor cu transmisie manuala pe plan mondial anul acesta, pe fondul cresterii

cererii de automobile cu transmisie automata in America de Nord si Japonia.

Transmisia automata predomina in America de Nord si Japonia, a patruns putin

in Europa Occidentala si de Est, unde pretul are o importanta mare pentru

cumparatori, iar masinile cu transmisie manuala au avantajul ca sunt mai ieftine.

Cresterea cererii de masini cu transmisie automata va avea ca efect si

dezvoltarea fabricilor care produc aceste componente, şi se estimeaza ca zece mari

producatori mondiali de sisteme de transmisie, printre care General Motors, Honda si

Aisin (Japonia), isi vor mari semnificativ capacitatea de productie pana in 2014.

Şi Dacia va începe producţia de automobile cu transmisie automată în

următoarele luni, cel mai probabil la debutul anului viitor, noul tip de cutie de viteze

urmând să fie disponibil, ca opţiune, pentru vehiculele de pasageri. Deoarece cererea

pe segmentul vehiculelor comerciale este aproape inexistentă Dacia nu va

implementa, cel puţin deocamdată, noul tip de cutie de viteze pe gama de vehicule

comerciale (Logan VAN şi Logan Pick-Up).

De remarcat faptul că există şi transmisii care îmbină caracteristicile

transmisiilor mecanice cu cele ale transmisiilor automate, cum este cazul transmisiei

cu ambreiaj dublu prezentă pe Lancer Evo X. Această transmisie este concepută

astfel încât oferă performanţele unei cutii manuale cu funcţionabilitatea unei

Page 3: Transmisii Automate

transmisii automate. Transmisia Sports Shift cu dublu ambreiaj schimbă mai repede

decât o transmisie manuală şi nu pierde putere în momentul schimbării. Folosirea

acestei transmisii duce la reducerea consumului de carburanţi şi, automat, la emisii

mai mici de noxe.

2. TRANSMISII AUTOMATE CU HIDROTRANSFORMATOR ŞI

ANGRENAJE PLANETARE

Utilizate la Peugeot 605, Citroen XM, BMW 320/325, etc.

Aceste transmisii asigură variaţia raportului de transmitere al transmisiei,

folosind un hidrotransformator care face legătura între motor şi o cutie de viteze

planetară (figura 2.1).

Fig. 2.1 Amplasarea hidrotransformatorului

2.1 HIDROTRANSFORMATORUL

Rol: Hidroconvertizoarele sunt cuplaje hidrulice care permit motorului să se

decupleze de transmisie.

Hidrotransformatoarele (convertor de cuplu, hidroambreiaj, ambreiaj

hidrodinamic) se folosesc la unele tipuri de automobile moderne datorită unor

Page 4: Transmisii Automate

avantaje pe care le prezintă: demarare mai lină a automobilului, amortizarea

oscilaţiilor de răsucire şi deplasarea în priză directă chiar la viteze foarte reduse.

Compunere: Ambreiajul hidrodinamic este format dintr-un rotor-pompă,

montat pe arborele motor în locul volantului şi din rotor-turbină, montat pe arborele

condus. Cele două componente au la partea exterioară palete radiale plane . Întregul

ansamblu este închis într-o carcasă etanşă, umplută în proporţie de 85%cu ulei

mineral pentru turbine (figurile 2.2 şi 2.3).

Fig. 2.2 Hidrotransformator

1-turbină; 2-rotor pompă; 3-arbore cotit; 4-arbore primar;

5-canal central; 6-palete

Carcasa hidrotransformatorului este fixată pe volanta motorului, astfel încât ea

se roteşte corespunzător vitezei de rotaţie a motorului. Paletele pompei

hidrotransformatorului sunt fixate de carcasă, astfel încât şi ele se rotesc cu viteza

motorului.

Page 5: Transmisii Automate

Fig. 2.3 Conexiunile hidrotransformatorului

Pompa din interiorul hidrotransformatorului este o pompă centrifugă. În

momentul în care motorul începe să funcţioneze, va antrena şi rotorul-pompă iar

uleiul care se găseşte între paletele sale, sub actiunea fortei centrifuge este împins

către periferie şi obligat să circule în sensul de rotaţie, adică uleiul va trece din

rotorul-pompă în rotorul-turbină apăsând asupra paletelor lui în mişcare (figura 2.4).

Fig. 2.4 Secţiunea pompei fixată la carcasă

Page 6: Transmisii Automate

Turbina determină rotirea transmisiei, deci asigură propulsia autovehiculului.

Paletele turbinei sunt curbate, ceea ce înseamnă că fluidul, care intră în turbină

dinspre partea exterioară, trebuie să-şi schimbe direcţia înainte de a ieşi prin partea

centrală a turbinei. Această schimbare de sens determină rotirea turbinei.

Pentru a schimba direcţia de rotire a unui obiect trebuie aplicată o forţă pe acel

obiect, care va simţi acea forţă în sens contrar (figura 2.5). Astfel, în măsura în care

turbina determină schimbarea direcţiei fluidului, fluidul va determina rotirea turbinei.

Fluidul iese din turbină pe la centru, în altă direcţie decât direcţia de intrare

(figura 2.5). Deci fluidul iese din turbină mişcându-se în sens invers direcţiei de

rotaţie a pompei (respectiv, a motorului). Dacă i se va permite fluidului să lovească

pompa, va frâna motorul, ducând la pierderea puterii. Din această cauză,

hidrotransformatorul a fost prevăzut cu un stator.

Statorul se află chiar în centrul hidrotransformatorului. Scopul lui este să

redirecţioneze fluidul din turbină, înainte ca acesta să lovească din nou pompa (figura

2.6). acest lucru măreşte considerabil eficacitatea hidrotransformatorului. Forma

paletelor statorului este foarte abruptă, ceea ce face ca direcţia fluidului să se schimbe

aproape în totalitate.

Fig. 2.5 Turbina hidrotransformatorului

Page 7: Transmisii Automate

Fig. 2.6 Statorul hidrotransformatorului

Cuplajul unisens din interiorul statorului conectează statorul pe un arbore fix

din transmisie, astfel încât el să nu se poată roti cu fluidul (el se poate roti doar în

sens opus), obligând fluidul să-şi schimbe direcţia atunci când loveşte paletele

statorului.

La demarare când automobilului încă nu este în mişcare, turatia rotorului-

turbină este zero. La o viteză a rotorului –turbină egală cu a rotorului-pompă, uleiul

nu va mai circula, deoarece cele două forţe centrifuge vor fi egale. Particulele vor

trece din rotorul- pompă în rotorul-turbină numai în cazul în care rotorul turbină se va

roti mai încet decât rotorul pompă .

Existenţa alunecării face ca, în toate cazurile, ambreiajul hidraulic să transmită

un moment oarecare la sistemul de rulare al automobilului şi să nu fie posibilă

niciodată o decuplare completă a motorului de transmisie, iar schimbarea treptelor de

viteză să fie anevoioasă. Din acest motiv, la automobilele cu cutii de viteză în trepte,

ambreiajul hidraulic se utilizează împreună cu un ambreiaj mecanic auxiliar, care să

asigure o declupare completă între motor şi transmisie. Utilizarea ambreiajului

Page 8: Transmisii Automate

hidraulic fără ambreiajul mecanic este permisă numai la automobilele echipate cu

cutii de viteze planetare, la care schimbarea treptelor de viteză se face prin frânarea

unor elemente ale transmisiei planetare .

Pompa şi turbina sunt închise într-o carcasă umplută într-o anumită proporţie

cu ulei de turbină.

Când motorul roteşte pompa, uleiul care se găseşte între paletele sale este

împins din centru către periferie sub acţiunea forţei centrifuge şi, imprimândui-se o

circulaţie în sensul săgeţilor, este împins spre paletele turbinei. Aici, pe de o parte

imprimă uleiului aflat între paletele turbinei o circulaţie în sensul săgeţilor, iar pe de

altă parte exercită asupra paletelor turbinei o presiune corespunzătoare energiei

cinetice acumulate. Această presiune, în raport cu axul turbinei, creează un cuplu

care, când este suficient de mare, învinge rezistenţa la înaintare a autoturismului.

Când turbina începe să se rotească, uleiul cuprins între paletele sale este şi el

supus forţei centrifuge, care însă îi imprimă o circulaţie într-un sens invers faţă de cel

indicat în figură. De aceea când turaţia turbinei este egală cu turaţia pompei, uleiul nu

mai circulă dinspre pompă în turbină. Deci, transmiterea momentului motor este

posibilă numai când turaţia turbinei este mai mică decât turaţia pompei.

Diferenţa dintre turaţia pompei şi turaţia turbinei se numeşte „alunecare”, iar

mărimea ei exprimă diferenţa dintre puterea pompei şi piterea turbinei. Alunecarea

maximă apare atunci când motorul funcţionează iar automobilul stă pe loc, pe când

alunecarea minimă apare în timpul deplasării autoturismului, la regimul de

funcţionare în care poate fi transmis momentul motor maxim.

La frânare şi la deplasarea automobilului prin inerţie, turaţia turbinei este mai

mare decât turaţia pompei. În acest caz, lichidul circulă în ambreiajul hidraulic în

sens invers decât cel indicat în figură, iar ambreiajul transmite de la motor la cutia de

viteze şi în restul transmisiei un moment de frânare.

2.2 CUTII DE VITEZE PLANETARE

CV planetare sunt CV care au în componenţa mecanismului reductor cel puţin

o unitate planetară (grup planetar).

Page 9: Transmisii Automate

Unităţile planetare se caracterizeaza prin aceea ca unele dintre rotile dintate

executa in acelasi timp o miscare de rotatie in raport cu propria lor axa si o miscare

de revolutie in raport cu axa centrala a mecanismului. Rotile dintate sint cilindrice si

au dintii drepti sau inclinati.

De regulă se utilizează unităţi planetare în angrenare mixtă, deoarece

realizează rapoarte mari de transmitere la dimensiuni mici de gabarit.

În figura 2.7 este prezentată noua CV planetară care echipează autoturismele

BMW 325.

Fig. 2.7 CV ZF 5HP18

Mecanisme planetare

Cu angrenare interioară Cu angrenare exterioară Cu angrenare mixtă

Page 10: Transmisii Automate

2.2.1 Funcţionarea unităţilor planetare

În figura 2.8 sunt prezentate posibilităţile de funcţionare ale unei unităţi

planetare simple. Axa o-o` reprezintă o axă de rotaţie fixă şi se numeşte axa centrală

a mecanismului; elementele ale căror axe de rotaţie coincid cu cu axa centrală sunt

numite elemente centrale (roţile 1, 2 şi elementul suport-axe H), iar roţile ale căror

axe sunt mobile se numesc roţi satelit (roata 3). Elementul suport-axe H mai este

denumit şi manivelă sau braţ portsatelit, iar roata centrală 2, prin care se realizează

angrenarea interioară cu sateliţii, se numeşte şi roată epicicloidală.

Fig. 2.8 Funcţionarea mecanismului planetar-diferenţial

Pentru a stabili legăturile cinematice dintre elementele unităţii planetare,

transmisiei planetare din figură i se asociază, prin inversarea mişcării, o transmisie cu

axe fixe (metoda Willis). Metoda constă în a imprima braţului portsatelit H o mişcare

egală cu mişcarea lui reală, dar de sens opus; mecanismele obţinute unul din altul prin

această metodă, datorită invariaţiei mişcărilor relative, sunt transmisii echivalente

cinematic.

În funcţie de combinaţiile de montare ale elementelor unităţii planetare se pot

obţine şase scheme cinematice şi anume: două scheme cu posibilitatea de reducere a

turaţiei arborelui condus; două cu posibilitatea de multiplicare a turaţiei arborelui

Page 11: Transmisii Automate

condus şi două scheme pentru mersul înapoi dintre care una reducătoare şi una

acceleratoare (tabelul 2.1).

Pentru realizarea unei transmisii directe a momentului motorului unitatea

planetară se blochează prin intermediul unui ambreiaj cu fricţiune, denumit şi

ambreiaj de blocare.

În figura 2.9 este prezentată o schemă cinematică a unităţii planetare simple cu

angrenare mixtă la care ambreiajul de blocare A este introdus între arborii 1 şi 3 ai

roţilor centrale 2 şi 4. La trecerea unităţii planetare în priză directă, ambreiajul de

blocare precum şi arborii roţilor centrale 1 şi 3 se solidarizează formând, din punct de

vedere cinematic, un tot unitar.

În această poziţie, momentul arborelui 1 se transmite la arborele 3 prin două

circuite şi anume:

- roată centrală 2 – sateliţii 5 – braţul portsatelit H, respectiv:

- ambreiaj de blocare A – roată centrală 4 – sateliţi 5 - braţul portsatelit H.

De la braţul portsatelit, printr-un singur circuit, momentul se transmite

arborelui 3. Astfel, prin blocarea mecanismului planetar, toate vitezele unghiulare de

rotaţie sunt egale iar raportul de transmitere i = 1.

Fig. 2.9 Blocarea unităţii planetare

Page 12: Transmisii Automate

2.2.2 Construcţia CV planetare

În construcţia CV, unitatea planetară nu se poate folosi în forma prezentată mai

sus deoarece nu se poate schimba destinaţia elementelor, ci se folosesc combinaţii de

mai multe asemenea grupe. Cuplarea treptelor de viteză în cazul CV planetare se

realizează cu ambreiaje polidisc şi cu frâne cu bandă. Ambreiajele polidisc se

folosesc pentru solidarizarea în rotaţie a două elemente ale CV aflate în mişcare

relativă de rotaţie, iar frânele cu bandă pentru legarea la bază a elementelor fixe.

Utilizarea elementelor de fricţiune pentru cuplarea treptelor de viteză asigură,

prin progresivitatea cuplării, schimbarea fără şoc şi demarajul lin al automobilului; de

asemenea, dispare necesitatea ambreiajului principal şi a sincronizatoarelor, iar

procesul de schimbare a treptelor este mult simplificat.

CV planetare asigură posibilitatea cuplării rapoartelor de transmitere fără

întreruperea fluxului de putere pentru autopropusare şi dau o durabilitate sporită

construcţiei, datorită rigidităţii mari a arborilor şi datorită numărului mare de dinţi

aflaţi simultan în angrenare.

În schimb, CV planetare au o construcţie mai complicată care implică costuri

mai ridicate şi întreţinere pretenţioasă.

În figura 2.10 este prezentată schema de organizare cinematică şi schema de

funcţionare a CV planetare ZF tip 4HP18Q care împreună cu un convertizor hidraulic

echipează autoturismele Peugeot 605 şi Citroen XM. CV planetară este compusă din

grupul planetar dublu (tip Ravigneaux), completat cu frânele multidisc F1 şi F2, frâna

cu bandă FB şi cuplajele unisens tip roată liberă RL1 şi RL2. În compunerea grupului

planetar se mai întâlnesc roţile planetare 2,4 şi 7, sateliţii 2 şi 3, şi braţul sateliţilor 7.

Page 13: Transmisii Automate

Fig. 2.10 Cutie de viteze planetară tip ZF 4HP18

Page 14: Transmisii Automate

Tab. 2.1

Page 15: Transmisii Automate

3. TRANSMISII CU VARIATOR MECANIC CU LANŢ ŞI ANGRENAJE

PLANETARE (MULTRITONIC,

CVT –CONTINOUS VARIABLE TRANSMISSIONS)

Transmisiile care au în componenţă CV mecanice în trepte oferă maxim cinci

sau şase rapoarte de transmitere, ceea ce determină rezolvarea în mod incomplet,

discontinuu şi frecvent neeconomic a adaptării motorului la cerinţele autopropulsării

automobilului. Utilizarea cu eficienţă maximă a performanţelor sursei energetice este

posibilă numai prin utilizarea unei CV cu variaţie continuă a raortului de transmitere.

Transmisiile cu variaţie continuă a raportului de transmitere, denumite CVT au

în componenţa lor, pe lângă mecanismele clasice de adaptare şi transfer al fluxului de

putere, convertizoaremecanice de cuplu cu variaţie continuă a raportului de

transmitere.

Variatoarele (convertizoarele) mecanice utilizate în ansamblul CVt sunt

sisteme mecanice în care transformarea succesivă a energiei se face în cadrul

aceleiaşi forme de energie (energie mecanică).

Variatoarele mecanice ce intră în componenţa CVT sunt bazate pe principiul

transmiterii fluxului de putere între unitatea de intrare şi cea de ieşire printr-un

element de legătură, rigid sau flexibil, care prin modificarea poziţiei faţă de aceste

două elemente determină modificarea raportului de transmitere. Singura soluţie

aplicabilă în producţia de serie este cea a convertizoarelor cu fulii de diametru

variabil, cu element intermediar flexibil, continuu sau articulat.

În prezent, CVt sunt impuse de potenţialul lor în optimizarea funcţionării

globale a grupului motopropulsor, de confortul oferit în conducere şi de

disponibilităţile de conlucrare cu sursele energetice alternativeîn cazul automobilelor

hibride.

Utilizarea CVT asigură:

- îmbunătăţirea performanţelor dinamice şi de consum, în special în

regimurile tranzitorii, prin adoptarea din domeniul de reglare a raportului

optim de transmitere;

Page 16: Transmisii Automate

- sporirea duratei de utilizare a motorului prin transmiterea fluxului de putere

în mod continuu;

- ameliorarea confortului în conducere prin automatizarea cuplării

ambreiajului şi a schimbării rapoartelor de transmitere;

- îmbunătăţirea controlului emisiilor poluante şi reducerea nivelului de

zgomot.

Pentru a fi adaptabil la autoturisme, acest tip de transmisie trebuie să răspundă

următoarelor cerinţe:

- să ofere o gamă de reglare comparabilă sau superioară transmisiilor clasice,

mecanice în trepte cu comandă manuală sau automată;

- să transmită puteri mari în condiţii de randament maxim;

- să fie compacte, pentru caîntr-un ansamblu de transmisie monobloc să poată

echipa autoturisme cu echipamentul de tracţiune organizat în varianta totul

pe faţă transversal;

- să ofere ansamblului transmisiei o fiabilitate compatibilă cu soluţiile

clasice;

- să implice costuri minime de fabricaţie şi întreţinere;

- să necesite un sistem de comandă şi de reglare simplu, fiabil şi compatibil

cu celelalte sisteme incluse în construcţia autoturismelor: injecţia de

benzină, sistemul de prevenire a blocării roţilor la frânare (ABS), etc.

Tipurile de variatoare sunt prezentate în figura 3.1.

Page 17: Transmisii Automate

Fig. 3.1 Tipuri de transmisii automate

CVT (Continuously Variable Transmission - Cutie de viteza cu Variatie

Continua) este un sistem care face posibila varierea progresiva a rapoartelor cutiei de

viteze. Asadar, permite selectarea unui numar infinit de trepte de viteza, intre o

valoare minima si una maxima stabilite de producator. A fost introdusa pe piata de

catre Nissan, actualmente fiind adoptata de mai multi producatori. Cea mai

importanta trasatura a CVT este aceea ca, pentru orice viteza a autovehicului, motorul

functioneaza la turatia cea mai potrivita. Un procesor coreleaza mai multi factori

(viteza autovehiculului, pozitia acceleratiei, turatia motorului, etc.) si alege, in functie

de acestia raportul ideal de demultiplicare (treapta ideala de viteza) pe care il variaza

continuu, pentru pastrarea eficientei maxime in orice moment (cuplu cat mai mare,

consum cat mai mic, regim motor cat mai lejer, emisii minime). Avand in vedere

complexitatea sistemului (de tip "drive by-wire"), pedala de acceleratie nu comanda

direct obturatorul, ci comanda un senzor care trimite comanda la computerul central.

De acolo, dupa analizarea tuturor parametrilor, pleaca o comanda catre obturator.

Pentru analizarea comportamentului CVT, vom lua un caz practic: accelerarea de la

80 la 120 km/h. Soferul accelereaza pana la podea, iar computerul da o comanda

Page 18: Transmisii Automate

interesanta: tureaza motorul pana la cuplul maxim si apoi il mentine acolo crescand

viteza din varierea rapoartelor cutiei de viteze. Aceasta asigura cea mai buna

exploatare a performantelor motorului, combinata cu o uzura minima si cu emisii

scazute. Constructiv, varierea raportului de transmitere al cutiei de viteze se face

astfel: arborele principal (solidar cu arborele cotit al motorului) este construit din

doua flanse care se pot departa sau apropia una de cealalta. Arborele secundar

(condus, solidar cu diferentialul) are o constructie identica. Intre ele, o curea

neextensibila (cu lungime fixa) transmite miscarea. Cand cele doua flase de pe

arborele principal se apropie, diametrul virtual creste. Cureaua fiind neextensibila,

flansele de pe arborele secundar se departeaza, micsorandu-i-se diametrul virtual.

Astfel, puterea la roata este mai mare, iar viteza de inaintare mai mica. Pentru

obtinerea unei viteze crescute, se inverseaza procesul: flansele de pe arborele primar

se departeaza, concomitent cu apropierea celor de pe arborele secundar. Problema cea

mai mare a CVT este ca, desi poate genera un numar infinit de trepte de viteza,

acestea sunt doar pentru mersul inainte. De aceea, este nevoie de o treapta separata de

mers inapoi si de ambreiaj. Atunci cand se achiziţionează o masina există

posibilitatea de a alege intre mai multe tipuri de cutii de viteze care sa se potriveasca

personalitatii si stilului de condus al fiecărui şofer. Desi diferentele constructive

dintre ele sunt mari, toate au acelasi scop: sa transmita miscarea de la motor la roti. În

viitorul cel mai apropiat pot sa apara evolutii ale acestora care sa combine avantajele

prezentate, eliminand punctele lor slabe.

Page 19: Transmisii Automate

Fig. 3.2 CVT

Page 20: Transmisii Automate

Fig. 3.3 CVT Audi TT 3.2 quatro

Transmisia cu variatie continua (CVT) a autoturismului Nissan

utilizeaza o curea de antrenare si doua fulii; prin varierea dimensiunilor celor

doua fulii, transmisia elimina "treptele" dintre viteze, mentinand motorul in

interiorul plajei sale optime de putere. Se obtine astfel o acceleratie lina, o

economie semnificativa  de carburant si un nivel mai scazut al emisiilor.

O alta consecinta pozitiva este sporirea gradului de confort: urcarea unei

pante mai lungi este insotita inevitabil de demultiplicari repetate, pe masura ce

motorul incearca sa gaseasca puterea necesara.

Datorita transmisiei CVT, rotatiile motorului raman constante,

autoreglandu-se uniform, pentru a asigura mentinerea momentului mecanic.

Acest tip de transmisie reduce pierderile de putere in mai mare masura decat

transmisiile automate conventionale, rezultatul constand in ameliorarea

eficientei si acceleratiei.

Page 21: Transmisii Automate

Prin avantajele pe care le oferă CVT, constructorul japonez a reuşit să

maăreasca numărul de modele echipate cu acest tip de transmisie de la 250.000

în 2004 la 1.088.000 în anul fiscal 2007. Momentan transmisiile de tip CVT

(Continuously Variable Transmission) ocupă un procent de 28,6% din totalul

vânzărilor globale, însă în Japonia și America de Nord se bucură de o

popularitate mult mai mare, cu o rată de penetrare de 43,8% respectiv 47,4%.

Fig. 3.4 CVT Nissan

3.1 Tipuri constructive de transmisii mecanice continui

CTX-Ford France. Este fabricată de uzinele Ford din Bordeaux şi reprezintă

prima soluţie aplicată în 1987 la producţia de serie. S-au fabricat până în prezent

peste 700.000 unităţi.

Variantele constructive acoperă motorozări cu m.a.i. prin scânteie cu puteri

până la 80 kW cu turaţii maxime până la 5500 rot/min şi moment maxim

Page 22: Transmisii Automate

între100...145 N.m la 2500...4000 rot/min. Echipează autoturisme Ford Fiesta, Ford

Orion, Fiat Uno, Fiat Tipo şi Fiat Tempra.

În figura 3.5 este prezentată secţiunea şi schema de organizare cinematică

pentru transmisia CTX Ford-France.

Cuplarea ambreiajelor şi modificarea poziţiei relative dintre fulii, pentru

modificarea rapoartelor de transmitere, se efectuează hidrostatic.

Mecanismul inversor (figura 3.6) asigură cuplarea şi decuplarea motorului de

transmisie şi inversarea sensului de rotaţie la mersul înapoi.

Fig. 3.6 Mecanism inversor

1,2-roţi planetare; 3-sateliţi dubli; 4-braţ portsateliţi; 5-carterul transmisiei;

A1, A2-ambreiaje de blocare

Ambreiajul A1 pentru mers înainte realizează blocarea unităţii planetare (priza

directă) prinlegarea braţului portsatelit de arborele variatorului (roţii conduse 1).

Ambreiajul A2 pentru mers înapoi realizează imobilizarea coroanei 2 a

mecanismului planetar în raport cu carterul transmisiei.

Pentru reducerea gabaritului radial al ambreiajelor sunt utilizate discuri

multiple, care funcţionează în ulei. Strângerea pachetului de discuri se realizează

hidraulic.

Page 23: Transmisii Automate

Funcţionarea ambreiajului este total automatizată prin comanda hidraulică,

astfel încât nu este necesară intervenţia conducătorului.

Fig. 3.5 Secţiunea şi schema de organizare cinematică pentru transmisia CTX

Ford-France

1-mecanism planetar diferenţial; 2-ambreiaj de cuplare pentru mers înainte;

3- ambreiaj de cuplare pentru mers înapoi; 4-fulie primară; 5-curea metalică;

6-fulie secundară ans.; 7-mecanismele punţii motoare; 8-diferenţial

Page 24: Transmisii Automate

Variatorul. Variatorul (figura 3.7) este produs de firma Van Doorne s

transmissie şi utilizează o curea de 24 mm.

Fig. 3.7 Variatorul transmisiei CTX Ford-France

1,2-semifulii; 3-cămaşa cilindrului hidraulic primar; 4-semifulie fixă; 5-

semifulie mobilă;

6- cilindrului hidraulic secundar; 7-arc elicoidal; 8-curea

Datorită distanţei fixe dintre arborii primar şi secundar şi datorită lungimii

invariabilă a curelei, creşterea ecartamentului între flancurile uneia dintre fulii trebuie

să fie compensată prin micşorarea pe cealaltă fulie şi reciproc (variator duo).

Modificarea raportului de transmitere la variatoarele de acest tip se face prin reglarea

în opoziţie prin deplasarea în diagonală a semifuliilor mobile (simetric).

Cureaua metalică –MVB (Metal V Belt)- (figura 3.8) este element specific

construcţiei inventată de Hub van Doorne.

Page 25: Transmisii Automate

Fig. 3.8 Curea metalică

1-eclise; 2-pachete de benzi de înaltă flexibilitate

Pachetele de benzi asigură forţele de pretensionare în vederea transmiterii

forţei utile şi asigură ghidarea ecliselor la transferul acestora de la fulia primară la

fulia secundară. Momentul transmis de acestea este nesemnificativ (4% din momentul

total).

3.4 TRANSMISII AUTOMATE SPECIALE

1. Transmisia DSG (Direct Shift Gearbox) Tiptronic.

Concepută de către compania BorgWarner şi implementată pe modelele

Volkswagen şi Audi la începutul anului 2003, transmisia DSG s-a dovedit a fi

revoluţionară în industia automobilistică prin avantajele pe care le conferă:

performanţe dinamice deosebite, confort sporit în conducere, etc.

În prima variantă, DSG foloseste doua discuri de ambreiaj - primul selecteaza

rapoartele impare iar al doilea rapoartele pare. Datorita acestor doua ambreiaje nu

mai exista o pierdere de putere la schimbarea vitezelor ca la cutiile obisnuite. Acest

lucru duce si la economii de carburant, precum si la schimbarea mai rapida a

vitezelor.

Page 26: Transmisii Automate

La schimbarea unei viteze, treapta următoare este deja preselectată, fără a fi

însă cuplată. În trei până la patru sutimi de secundă, unul dintre ambreiaje se

decuplează, în timp ce celălalt se cuplează. Astfel, schimbarea treptelor de viteză se

realizează fără a fi observată de către conducătorul auto şi fără întreruperea forţei de

tracţiune . Prin sistemul inteligent de comandă, în funcţie de stilul de condus, se poate

obţine o reducere a consumului de carburant cu până la 10 procente în comparaţie cu

o cutie de viteze manuală cu acelaşi număr de trepte. Conducătorul auto poate acţiona

transmisia DSG în modul manual sau automat. În regim automat, suplimentar faţă de

setarea echilibrată, confortabilă, este disponibil şi un program sportiv. Cuplarea

manuală se poate realiza prin intermediul levierului schimbătorului, respectiv al

padelelor de comutare de la nivelul volanului.

Prin introducerea comenzii cutiei de viteză pe volan (la modelele SEAT Leon

FR şi Altea FR) se sporeşte semnificativ confortul şi siguranţa şoferului, prin faptul

că mâinele nu mai trebuie ridicate de pe volan în timpul condusului. Inspirat din

motorsport, sistemul se regăseşte şi pe prototipurile SEAT Leon Supercopa.

De exemplu, modelul Seat Leon FR 2.0 TFSI 200 CP cu transmisie DSG

Tiptronic atinge o viteză maximă de 259 km/h şi accelerează de la 0 la 100 km/h în

7.2 secunde. Consumul mediu este de numai de 7.8 l / 100 km.

Acelaşi motor cuplat la cutia de viteze DSG Tiptronic pe Altea FR permite

obţinerea unei viteze maxime de 220 km/h şi atinge 100 km/h în 7.7 secunde.

Consumul mediu pentru Altea FR 2.0 TFSI 200 CP DSG Tiptronic este de 7.9 l / 100

km.

Avantajul acestei soluţii constă în posibilitatea de a schimba vitezele fara

intreruperea puterii. În schimb apărea dezavantajul că cele două ambreiaje operau

intr-o baie de ulei care avea rolul de a mentine temperaturile la un nivel scazut iar

uleiul avea nevoie de pompe de injectie mari care sa mentina fluiditatea lichidului in

sistem.

Pentru a înlătura acest dezavantaj, noua generatie a pachetului BorgWarner se

bazeaza pe discuri de ambreiaj umede care au nevoie de pompe mai mici si deci de

lubrifiere mai scazuta. In plus, materialele din care sunt construite discurile de

Page 27: Transmisii Automate

ambreiaj au fost si ele modificate pentru a permite schimbul de temperatura. Acestea

nu se degradeaza la frecare, permitand o durata de viata sensibil mai lunga.

Un alt exemplu de utilizare a acestui tip de transmisie îl constituie modelul

SUV Q7 care are o transmisie in 7 trepte DSG. Q5 este dotat cu o cutie de viteze

semi-automata S-tronic cuplata la un propulsor montat longitudinal. Transmisia se va

monta şi pe alte modelel ale grupului Audi.

Acest lucru este posibil deoarece DSG-ul poate suporta cupluri de peste 600

Nm si turatii de aproximativ 8,5 mii de ture.

Se poate constata faptul că tehnologie DSG este mai rapidă, mai economică din

punct de vedere al consumului de carburant şi mai sportivă decât orice altă tehnologie

pentru transmisie. Combinaţia deosebit de eficientă între tehnologiile TSI şi TDI şi

transmisia super automată DSG reprezintă unicul sistem de acest fel, pe plan mondial

   Transmisia DSG, care este o transmisie mecanica cu axe fixe automatizata,

reprezinta un caz aparte. Acest tip de transmisie imbina caracteristicile celor doua

tipuri de transmisii, manuala si automata, si se remarca prin sportivitate (caracteristici

dinamice foarte bune), eficienta, consum aproximativ identic cu cel al unei transmisii

cu actionare manuala, confort ridicat si schimbarea treptelor fara intreruperea fluxului

de putere.

Autoturism Audi Q7

Page 28: Transmisii Automate

Descriere: În principiu, cutia de viteze cu dublu cuplaj este alcătuită din două

transmisii parţiale independente. Prin intermediul dublului cuplaj, prin două cuplaje

umede într-o carcasă comună, se realizează cuplarea alternativă cu contact forţat cu

motorul a celor două transmisii prin doi arbori cotiţi de antrenare, în funcţie de

treapta de viteză. În acest sens, transmisia 1 este destinată cutiei parţiale cu vitezele 1,

3, 5 şi marşarierul, iar transmisia 2 este destinată celei de-a doua cutii parţiale, cu

treptele 2, 4 şi 6. Fiecărei cutii parţiale îi este repartizat un arbore de antrenare, care

transmite cuplul motor prin intermediul diferenţialului către roţile propulsate.

Prin utilizarea dublului cuplaj, randamentul obţinut de DSG îl depăşeşte

semnificativ pe cel oferit de transmisiile automate obişnuite cu convertizor de cuplu

hidraulic. Această situaţie, precum şi greutatea mai redusă, alături de sistemul

inteligent de control al transmisiei, reprezintă condiţia pentru ca autovehiculele

echipate cu cutie de viteze cu dublu cuplaj, în funcţie de stilul de condus, să prezinte

acelaşi consum de carburant, ba chiar un consum mai mic în comparaţie cu vehiculele

echipate cu cutie manuală.

Transmisie DSG

2. Transmisia Powershift

Page 29: Transmisii Automate

Volvo a pus la punct o noua transmisie, Powershift, destinata motoarelor

diesel, care functioneaza pe acelasi principiu cu cutia DSG de la VW.

Noua transmisie este de fapt o cutie manuala cu dublu ambreiaj, care poate

opera si in mod complet automat, principiul fiind asemanator cu al cutiei DSG

produsa de Volkswagen. Volvo a dezvoltata aceasta cutie, cu ajutorul celor de la

Getrag, pentru propulsoarele sale turbodiesel. Cutia Powershift dispune de 6 trepte si

doua discuri de ambreiaj care functioneaza in baie de ulei. Unul din discuri raspunde

de cuplarea treptelor 1,3 si 5, iar cel de-al doilea se ocupa de treptele 2, 4 si 6.

Avantajul este ca, dupa ce este cuplata prima treapta, celalalt disc de ambreiaj

preselecteaza a doua trepta, astfel ca, atunci cand se face trecerea in trepta a doua,

acesta poate fi cuplata foarte repede. Acelasi lucru si intampla cu toate celelalte trepte

de viteza, minimizandu-se astfel pierderile de putere (si implicit de acceleratie) la

schimbari. Mai mult, cutia Powershift reduce consumul propulsorului cu aproximativ

8%, dupa masuratorile facute de constructorul suedez.

Pentru inceput cutia este oferita in combinatie cu turbodieselul de 2 litri (136

CP, 320 Nm) de pe modelele C30, S40, V50.

Fluxul de putere la transmisia Powershift

Page 30: Transmisii Automate

Transmisie Powershift

3. Transmisia Outlander

La ultimele modele ale crossoverul-ui Mitsubishi Outlander se aplică o

versiune mai ecologică, obţinută prin dotarea maşinii cu transmisia cu ambreiaj dublu

prezentă pe Lancer Evo X.

Noua transmisie este concepută astfel încât oferă performanţele unei cutii

manuale cu funcţionabilitatea unei transmisii automate. Transmisia Sports Shift cu

dublu ambreiaj schimbă mai repede decât o transmisie manuală şi nu pierde putere în

momentul schimbării. Folosirea acestei transmisii duce la reducerea consumului de

carburanţi şi, automat, la emisii mai mici de noxe.

Varianta Outlander echipată cu transmisia cu dublu ambreiaj va fi scoasă pe piaţă în

prima parte a anului 2009.

Page 31: Transmisii Automate

Mitsubishi Outlander XL 2007

Transmisie cu dublu ambreiaj Outlander

Page 32: Transmisii Automate

Comanda transmisiei Outlander

4. Transmisia Subaru

Autoturismele Subaru, modelul Forester sunt prevăzute cu o combinaţie de

transmisie manuală, transmisie automată şi sistem AWD.

Autoturism Subaru Forester

Page 33: Transmisii Automate

Transmisia manuală constă într-o cutie de viteze cu 5 trepte, cu un

diferenţial central cu alunecare limitată, cu viscocuplă. Această combinaţie creează o

senzaţie accentuată la schimbarea treptelor de viteză odată cu tracţiunea, ceea ce

permite modelului Forester să aibă o aderenţă extrem de bună la suprafaţa de drum.

Comanda transmisiei manuale Forester

Transmisia automată este de tip SPORTSHIFT cu 4 trepte de viteză,

controlată electronic.

Page 34: Transmisii Automate

Comanda transmisiei automate Forester

Sistemul AWD este de tip activ, cu cuplu partajat. Utilizând senzori de mare

sensibilitate instalaţi pe fiecare roată şi în autovehiculul Forester, tehnologia de

prelucrare avansată este capabilă să analizeze condiţiile de deplasare, în totalitate şi în

orice moment. Aceste informaţii sunt transmise apoi ansamblului ambreiajului, care

reglează distribuţia cuplului pe cele patru Manetă selector de viteze roţi, asigurând

astfel nivele optime de aderenţă.

Sistemul AWD