Studiu Asupra Transmisiilor Automate ALE Autovehiculelor

STUDIU ASUPRA TRANSMISIILOR AUTOMATE ALE AUTOVEHICULELOR

Cuprins

STUDIU ASUPRA TRANSMISIILOR AUTOMATE ALE AUTOVEHICULELOR

1. GENERALITĂȚI

2. TRANSMISII AUTOMATE CU HIDROTRANSFORMATOR ȘI ANGRENAJE PLANETARE

MOTORUL HIDROSTATIC SI HIDRODINAMIC

2.2 CUTII DE VITEZĂ PLANETARE

3. TRANSMISII CU VARIATOR MECANIC CU LANȚ ȘI ANGRENAJE PLANETARE

3.1 Tipuri constructive de transmisii mecanice continui

3.4 TRANSMISII AUTOMATE SPECIALE

4. CONCLUZII

5. BIBLIOGRAFIE

6. CUPRINS

1. GENERALITĂȚI

1.1. DEFINIRE

Transmisiile automate se caracterizează prin posibilitatea variației raportului de transmitere realizat în elementele transmisiei, în funcție de condițiile reale de rulare, fără intervenția 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 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, și 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.

Și Dacia va începe producția 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 opțiune, pentru vehiculele de pasageri. Deoarece cererea pe segmentul vehiculelor comerciale este aproape inexistentă Dacia nu va implementa, cel puțin deocamdată, noul tip de cutie de viteze pe gama de vehicule comerciale (Logan VAN și Logan Pick-Up).

De remarcat faptul că există și 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 performanțele unei cutii manuale cu funcționabilitatea unei transmisii automate. Transmisia Sports Shift cu dublu ambreiaj schimbă mai repede decât o transmisie manuală și nu pierde putere în momentul schimbării. Folosirea acestei transmisii duce la reducerea consumului de carburanți și, automat, la emisii mai mici de noxe.

2. TRANSMISII AUTOMATE CU HIDROTRANSFORMATOR ȘI ANGRENAJE PLANETARE

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

Aceste transmisii asigură variația raportului de transmitere al transmisiei, folosind un hidrotransformator care face legătura între motor și o cutie de viteze planetară (figura 2.1).

Fig. 2.1 Amplasarea hidrotransformatorului

2.1 HIDROTRANSFORMATORUL

Rol: Hidroconvertizoarele sunt cuplaje hidraulice 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 avantaje pe care le prezintă: demarare mai lină a automobilului, amortizarea oscilațiilor de răsucire și 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 și din rotor-turbină, montat pe arborele condus. Cele două componente au la partea exterioară palete radiale plane . Întregul ansamblu este închis într-o carcasă etanșă, umplută în proporție de 85%cu ulei mineral pentru turbine (figurile 2.2 și 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 rotește corespunzător vitezei de rotație a motorului. Paletele pompei hidrotransformatorului sunt fixate de carcasă, astfel încât și ele se rotesc cu viteza motorului.

Fig. 2.3 Conexiunile hidrotransformatorului

Pompa din interiorul hidrotransformatorului este o pompă centrifugă. În momentul în care motorul începe să funcționeze, va antrena și rotorul-pompă iar uleiul care se găsește între paletele sale, sub actiunea fortei centrifuge este împins către periferie și obligat să circule în sensul de rotație, adică uleiul va trece din rotorul-pompă în rotorul-turbină apăsând asupra paletelor lui în mișcare (figura 2.4).

Fig. 2.4 Secțiunea pompei fixată la carcasă

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-și schimbe direcția înainte de a ieși prin partea centrală a turbinei. Această schimbare de sens determină rotirea turbinei.

Pentru a schimba direcția de rotire a unui obiect trebuie aplicată o forță pe acel obiect, care va simți acea forță în sens contrar (figura 2.5). Astfel, în măsura în care turbina determină schimbarea direcției fluidului, fluidul va determina rotirea turbinei.

Fluidul iese din turbină pe la centru, în altă direcție decât direcția de intrare (figura 2.5). Deci fluidul iese din turbină mișcându-se în sens invers direcției de rotație 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 redirecționeze fluidul din turbină, înainte ca acesta să lovească din nou pompa (figura 2.6). acest lucru mărește considerabil eficacitatea hidrotransformatorului. Forma paletelor statorului este foarte abruptă, ceea ce face ca direcția fluidului să se schimbe aproape în totalitate.

Fig. 2.5 Turbina hidrotransformatorului

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-și schimbe direcția atunci când lovește paletele statorului.

La demarare când automobilului încă nu este în mișcare, turatia rotorului-turbină este zero. La o viteză a rotorului –turbină egală cu a rotorului-pompă, uleiul nu va mai circula, deoarece cele două forțe 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 .

Existența alunecării face ca, în toate cazurile, ambreiajul hidraulic să transmită un moment oarecare la sistemul de rulare al automobilului și 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 și transmisie. Utilizarea ambreiajului 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 și turbina sunt închise într-o carcasă umplută într-o anumită proporție cu ulei de turbină.

Când motorul rotește pompa, uleiul care se găsește între paletele sale este împins din centru către periferie sub acțiunea forței centrifuge și, imprimândui-se o circulație în sensul săgeților, este împins spre paletele turbinei. Aici, pe de o parte imprimă uleiului aflat între paletele turbinei o circulație în sensul săgeților, 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 rezistența la înaintare a autoturismului.

Când turbina începe să se rotească, uleiul cuprins între paletele sale este și el supus forței centrifuge, care însă îi imprimă o circulație într-un sens invers față de cel indicat în figură. De aceea când turația turbinei este egală cu turația pompei, uleiul nu mai circulă dinspre pompă în turbină. Deci, transmiterea momentului motor este posibilă numai când turația turbinei este mai mică decât turația pompei.

Diferența dintre turația pompei și turația turbinei se numește „alunecare”, iar mărimea ei exprimă diferența dintre puterea pompei și puterea turbinei. Alunecarea maximă apare atunci când motorul funcționează iar automobilul stă pe loc, pe când alunecarea minimă apare în timpul deplasării autoturismului, la regimul de funcționare în care poate fi transmis momentul motor maxim.

La frânare și la deplasarea automobilului prin inerție, turația turbinei este mai mare decât turația 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 și în restul transmisiei un moment de frânare.

TRANSFORMATOAR HIDRODINAMIC

Este folosit cu succes si de constructorii de stivuitoare.

Transformatoarele cu mecanism de transmisie hidrodinamic se folosesc la transporturile de marfuri pe distante lugi. Prin demaraj lin si randament optim al convertizorului se ajunge la viteza mijlocie si mare.

Alte avantaje: o mica uzura a cauciucurilor si un consum de combustibil redus – atit pentru protejarea mediului inconjurator, cit si pentru micsorarea cheltuielilor. Pe linga aceasta, de-a lungul timpului, s-a dovedit a fi foarte puternica, chiar si dupa multi ani, garanteaza in primul rind cele mai mici preturi de exploatare.

Angenajele hidrostatice, care au puteri mari de tractiune la solicitari bruste. Momentele de demaraj sunt mari, de exemplu, pentru urcarea lina a denivelarilor sau pentru demarari pe rampe abrupte.

Transmisia "Vario Control" confera astfel posibilitati multiple de reglare a vitezei de deplasare dupa propria dorinta: de la o deplasare lina, pina la o deplasare brusca si nervoasa.

Randamentul optim – in special la o viteza mica de deplasare, este asigurat cu un consum de combustibil redus. Frinarea datorita sistemului automat hidrostatic se realizeaza prin ridicarea piciorului de pe pedala de acceleratie, rezultind astfel costuri mici de intretinere ale cuplajului si sabotilor si durata de viata mare.

TRANSMISIA

Transformatorul: angrenaj de schimb automat a sarcinii cu convertizor hidraulic, cu cite o iesire inainte si inapoi. In partea stinga, linga acceleratie, exista combinatia viteza cea mai mica posibila / pedala de frina. La o calcare partiala a pedalei, este posibila trecerea de la o viteza mare, la una mica.

Hidrostatul: pompa reglabila electronica cu pistoane axiale si doua motoare cu pistoane radiale, cu frina cu lamele. Viteza este independenta de turatia motorului. Se regleaza automat prin transmisia "Vario Control" si este standard la toate utilajele.

MOTORUL HIDRista combinatia viteza cea mai mica posibila / pedala de frina. La o calcare partiala a pedalei, este posibila trecerea de la o viteza mare, la una mica.

Hidrostatul: pompa reglabila electronica cu pistoane axiale si doua motoare cu pistoane radiale, cu frina cu lamele. Viteza este independenta de turatia motorului. Se regleaza automat prin transmisia "Vario Control" si este standard la toate utilajele.

MOTORUL HIDROSTATIC SI HIDRODINAMIC

INTRODUCERE

Adus la acelasi numitor este transmiterea de putere hidrodinamica, o putere concludenta clara si cea hidrostatica o legatura concludenta intre motor si roti. Sistemul hidrodinamic lucreaza cu turbine si cel hidrostatic cu pistoane.

In circuitul hidrodinamic motorul antreneaza o pompa cu centrifuga.

In aceasta pompa centrifuga uleiul va fi accelerat si la fel va transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare hidraulica. In turbinele integrate lichidul accelerat va fi infrinat si transformat in energie de miscare.

Sub roata dintata corespunzatoare vor fi antrenate rotile masinii. O roata conductoare integrata asigura intoarcerea curentului de ulei la incarcare si schimba comportamentul de traducere intre pompa centrifuga si turbina.

In sistemul hidrostatic o roata dintata si o pompa cu piston antreneaza un motor cu roata dintata sau un hidromotor cu pistoane pe o coloana de ulei aflata in circuitul de ulei sub presiune.

FORȚA DE TRACȚIUNE ȘI GRADUL DE ACȚIUNE

Prezentarea caracteristicilor fortei de tractiune arata ca randamentul de antrenare este bine utilizat in ambele sisteme.

Comparatia arata mai departe ca circuitul hidrodinamic in punctul de frinare atinge o forta de tractiune mai inalta. Aceasta forta de tractiune ridicata coboara foarte repede si deja la o viteza de 2km/ora are aceeasi valoare ca sistemul hidrostatic. La sistemul hidrostatic aceasta se mentine pina la o viteza de 5km/ora si de aceea capacitatea de urcare maxima se poate realiza cu o viteza mare. Reiese imediat ca puterea de accelerare la plecare cu un utilaj hidrostatic este mai mare.

La rotatiile maxime ale motorului de antrenare a atins linia o valoare de peste 92% in timp ce linia hidrodinamica aproape de 75%.

Stivuitoarele cu transmitere de putere hidrostatica sint indeosebi indicate ptr. utilizare pe portiuni scurte si celealte ptr. distante lungi.

Prin teste se pot confirma acestea. S-a stabilit sub aceste conditii , respectiv se poate masura un consum de pina la 15% mai mic.

Cu toate acestea, aceste valori nu trebuie generalizate 100%, deoarece la punerea in practica a stivuitorului nu se poate reveni asupra unui colectiv de incarcatura atit de clar.

Masurate in timpul zilei caile de parcurs sint de diferite lungimi si in majoritatea cazurilor se circula cu media de greutate.

La miscarea cu greutate partiala gradul de actiune in sistemul hidrodinamc este mai redus. Un motiv poate fi si faptul ca nu vor fi stabilite diferente in utilizare la transmisia de putere hidrodinamica sau hidrostatica .

Cea mai mare parte a stivuitoarelor au o capacitate de tractiune de 3000 kg.

Daca supraincarcam stivuitorul cu 4000 kg sau mai mult atunci ambele sisteme necesita o transmitere de cuplaj suplimentara. In sistemul hidrodinamic va fi recuplat un motor de cuplare ptr. greutate cu una sau mai multe trepte de cuplaj, iar la sistemul hidrostatic va fi utilizat un hidromotor reglabil, conducere primara – secundara.

In timp ce stivuitoarele cu putere de tragere hidrodinamica si motor de cuplaj sunt folosite pentru distante mari de mers, distantele sint mai mari de 50m., stivuitorul cu antrenare hidrostatica este indicat pentru drumuri extrem de scurte si capacitate de incarcare mare.

Stivuitorul hidrodinamic are avantajul la portiunile mai mari de mers ca la viteza mare circula la un nivel foarte bun de actiune. La drumuri scurte, spre exemplu la descarcarea unei masini conducatorul este obligat sa aleaga intre o cale mai mare sau mai mica. In spatiu ingust masina nu ajunge la viteza optima si la portiuni inalte nu poate fi folosita acceleratia.

Dimpotriva, stivuitorul hidrostatic are avantajul ca reglarea hidromotorului si a pompei reglabile se face automat, fara actiuni normale si de aceea stivuitorul la portiunile scurte de drum poate atinge o acceleratie optima si o viteza optima.

Se vor reaminti urmatoarele:

Schimbatorul hidrodinamic are o caracteristica stabila, neschimbabila din exterior care corespunde rotatiilor corespunzatoare si incarcaturii cerute.

Pompa reglabila hidrostatica si eventual motorul reglabil vor fi influentate la mers de reglarile de volan si reguli care vor fi oferite la diferite executii. Sistemul hidrodinamic realizeaza schimbarea in directia inversa de mers prin schimbatorul de viteze, care poate fi manevrat sub incartura.

La sistemul hidrostatic directia va fi dirijata prin conducerea fluxului de ulei fara o suprafata mecanica de frecare.

Ordinea pedalelor la stivuitorul hidrodinamic este la fel ca la automobile unde pedala pentru "inchen" (si nu cea de ambreiaj pentru schimbari) va fi utilizata.

Si stivuitoarele au in mod normal ordinea pedalelor ca in automobil. Nu putine stivuitoare vor fi mult timp echipate cu o putere de tractiune hidrostatica, care direct printr-o pedala.

In timp ce la motoarele hidrostatice, descrise mai sus capacitatea de frinare hidraulica se va reduce pentru a obtine un comportament de condus elegant, la sistemul dublu de pedale se foloseste frinarea hidraulica in intregime.

Functionare

Pentru cheltuielile de functionare nu este important numai consumul de carburant ci si uzura. Cel hidrodinamic lucreaza practic fara uzura in timp ce motorul de incarcare se cupleaza cu un cuplaj de uzura. Aceste cuplaje sint prevazute cu lamele de concretie, asa incit uzura de fiecare este foarte mica.

La sistemul hidrostatic trebuie sa se intretina dupa indicatori in special sistemul de reglaj si conducere. Inpuritatile din ulei vor aduce imediat probleme.

O singura supraincalzire peste 100 grade produce accident sau uzuri. Elementele de inlocuit pot fi usor accesate si pot schimba.

Motorul hidrostatic

Motorul hidrostatic are in principal proprietati asemanatoare cu cel hidraulic de ridicare. Miscarea de rotatie al arborelui cotit este transmisa printr-o asa numita hidropompa care prin miscarea de rotatie realizeaza o presiune statica de ulei. Uleiul va fi mai departe ridicat si impins. Aceasta presiune de ulei poate fi ridicata printr-o unitate de reglaj, intoarsa sau reglata pe 0. Aceasta presiune de ulei actioneaza pe hidromotor , care este legat cu rotile de antrenare. Hidromotorul este cum s-ar spune inversul hidropompei, din presiunea de ulei rezulta din nou o miscare de rotatie.

Intr-o hidropompa sint asezati axial in jurul unei tobe cilindrice cu 7-8 pistoane. In motorul pompei rezulta prin rotirea arborelui cotit si rotirea concomitenta a cilindrului o ridicare a pistoanelor. Ridicare pistoanelor este stabilita printr-o saiba reglabila. Aceasta saiba poate oscila intr-un unghi exact (+/- 15). La o rotire efectueaza fiecare piston un drum de la punctul cel mai de jos de inflexiune inapoi la punctul de iesire. Volumul cerut creste cu numarul de rotatiial arborelui cotit si cu unghiul saibei.

Acest principiu are urmatoarele mentiuni:

constructie mica compacta

timpuri de oscilatie mici pentru schimbare directiei de mers

o pompa hidraulica poate fi condusa independent de roata de antrenare, actionarea unei pedale nu este necesara

o schimbare a directiei de mers fara probleme prin miscarea saibei deasupra punctului 0.

La un unghi de +15 grade pompa are volumul maxim cerut pentru miscare inainte, la -15 grade pentru mersul inapoi.

2.2 CUTII DE VITEZĂ PLANETARE

CV planetare sunt CV care au în componența mecanismului reductor cel puțin o unitate planetară (grup planetar).

Unitățile 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 unități 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

2.2.1 Funcționarea unităților planetare

În figura 2.8 sunt prezentate posibilitățile de funcționare ale unei unități planetare simple. Axa o-o` reprezintă o axă de rotație fixă și se numește axa centrală a mecanismului; elementele ale căror axe de rotație coincid cu cu axa centrală sunt numite elemente centrale (roțile 1, 2 și elementul suport-axe H), iar roțile ale căror axe sunt mobile se numesc roți satelit (roata 3). Elementul suport-axe H mai este denumit și manivelă sau braț portsatelit, iar roata centrală 2, prin care se realizează angrenarea interioară cu sateliții, se numește și roată epicicloidală.

Fig. 2.8 Funcționarea mecanismului planetar-diferențial

Pentru a stabili legăturile cinematice dintre elementele unității planetare, transmisiei planetare din figură i se asociază, prin inversarea mișcării, o transmisie cu axe fixe (metoda Willis). Metoda constă în a imprima brațului portsatelit H o mișcare egală cu mișcarea lui reală, dar de sens opus; mecanismele obținute unul din altul prin această metodă, datorită invariației mișcărilor relative, sunt transmisii echivalente cinematic.

În funcție de combinațiile de montare ale elementelor unității planetare se pot obține șase scheme cinematice și anume: două scheme cu posibilitatea de reducere a turației arborelui condus; două cu posibilitatea de multiplicare a turației arborelui condus și două scheme pentru mersul înapoi dintre care una reducătoare și una acceleratoare (tabelul 2.1).

Pentru realizarea unei transmisii directe a momentului motorului unitatea planetară se blochează prin intermediul unui ambreiaj cu fricțiune, denumit și ambreiaj de blocare.

În figura 2.9 este prezentată o schemă cinematică a unității planetare simple cu angrenare mixtă la care ambreiajul de blocare A este introdus între arborii 1 și 3 ai roților centrale 2 și 4. La trecerea unității planetare în priză directă, ambreiajul de blocare precum și arborii roților centrale 1 și 3 se solidarizează formând, din punct de vedere cinematic, un tot unitar.

În această poziție, momentul arborelui 1 se transmite la arborele 3 prin două circuite și anume:

roată centrală 2 – sateliții 5 – brațul portsatelit H, respectiv:

ambreiaj de blocare A – roată centrală 4 – sateliți 5 – brațul portsatelit H.

De la brațul portsatelit, printr-un singur circuit, momentul se transmite arborelui 3. Astfel, prin blocarea mecanismului planetar, toate vitezele unghiulare de rotație sunt egale iar raportul de transmitere i = 1.

Fig. 2.9 Blocarea unității planetare

2.2.2 Construcția CV planetare

În construcția CV, unitatea planetară nu se poate folosi în forma prezentată mai sus deoarece nu se poate schimba destinația elementelor, ci se folosesc combinații de mai multe asemenea grupe. Cuplarea treptelor de viteză în cazul CV planetare se realizează cu ambreiaje polidisc și cu frâne cu bandă. Ambreiajele polidisc se folosesc pentru solidarizarea în rotație a două elemente ale CV aflate în mișcare relativă de rotație, iar frânele cu bandă pentru legarea la bază a elementelor fixe.

Utilizarea elementelor de fricțiune pentru cuplarea treptelor de viteză asigură, prin progresivitatea cuplării, schimbarea fără șoc și demarajul lin al automobilului; de asemenea, dispare necesitatea ambreiajului principal și 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 autopropulsare și dau o durabilitate sporită construcției, datorită rigidității mari a arborilor și datorită numărului mare de dinți aflați simultan în angrenare.

În schimb, CV planetare au o construcție mai complicată care implică costuri mai ridicate și întreținere pretențioasă.

În figura 2.10 este prezentată schema de organizare cinematică și schema de funcționare a CV planetare ZF tip 4HP18Q care împreună cu un convertizor hidraulic echipează autoturismele Peugeot 605 și Citroen XM. CV planetară este compusă din grupul planetar dublu (tip Ravigneaux), completat cu frânele multidisc F1 și F2, frâna cu bandă FB și cuplajele unisens tip roată liberă RL1 și RL2. În compunerea grupului planetar se mai întâlnesc roțile planetare 2,4 și 7, sateliții 2 și 3, și brațul sateliților 7.

Fig. 2.10 Cutie de viteze planetară tip ZF 4HP18

Tab. 2.1

3. TRANSMISII CU VARIATOR MECANIC CU LANȚ ȘI ANGRENAJE PLANETARE

(MULTRITONIC, CVT – CONTINOUS VARIABLE TRANSMISSIONS)

Transmisiile care au în componență CV mecanice în trepte oferă maxim cinci sau șase rapoarte de transmitere, ceea ce determină rezolvarea în mod incomplet, discontinuu și frecvent neeconomic a adaptării motorului la cerințele autopropulsării automobilului. Utilizarea cu eficiență maximă a performanțelor sursei energetice este posibilă numai prin utilizarea unei CV cu variație continuă a raportului de transmitere.

Transmisiile cu variație continuă a raportului de transmitere, denumite CVT au în componența lor, pe lângă mecanismele clasice de adaptare și transfer al fluxului de putere, convertizoare mecanice de cuplu cu variație 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 aceleiași forme de energie (energie mecanică).

Variatoarele mecanice ce intră în componența CVT sunt bazate pe principiul transmiterii fluxului de putere între unitatea de intrare și cea de ieșire printr-un element de legătură, rigid sau flexibil, care prin modificarea poziției față de aceste două elemente determină modificarea raportului de transmitere. Singura soluție aplicabilă în producția de serie este cea a convertizoarelor cu fulii de diametru variabil, cu element intermediar flexibil, continuu sau articulat.

În prezent, CVT sunt impuse de potențialul lor în optimizarea funcționării globale a grupului motopropulsor, de confortul oferit în conducere și de disponibilitățile de conlucrare cu sursele energetice alternative în cazul automobilelor hibride.

Utilizarea CVT asigură:

îmbunătățirea performanțelor dinamice și de consum, în special în regimurile tranzitorii, prin adoptarea din domeniul de reglare a raportului optim de transmitere;

sporirea duratei de utilizare a motorului prin transmiterea fluxului de putere în mod continuu;

ameliorarea confortului în conducere prin automatizarea cuplării ambreiajului și a schimbării rapoartelor de transmitere;

îmbunătățirea controlului emisiilor poluante și reducerea nivelului de zgomot.

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

să ofere o gamă de reglare comparabilă sau superioară transmisiilor clasice, mecanice în trepte cu comandă manuală sau automată;

să transmită puteri mari în condiții de randament maxim;

să fie compacte, pentru ca într-un ansamblu de transmisie monobloc să poată echipa autoturisme cu echipamentul de tracțiune organizat în varianta totul pe față transversal;

să ofere ansamblului transmisiei o fiabilitate compatibilă cu soluțiile clasice;

să implice costuri minime de fabricație și întreținere;

să necesite un sistem de comandă și de reglare simplu, fiabil și compatibil cu celelalte sisteme incluse în construcția autoturismelor: injecția de benzină, sistemul de prevenire a blocării roților la frânare (ABS), etc.

Tipurile de variatoare sunt prezentate în figura 3.1.

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 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 flanse 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 achiziționează 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 șofer. 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.

Transmisiile Variabile Continue (CVT) sunt transmisii la care raportul vitezei de rotire a doi arbori cum ar fi arborele de intrare si cel de iesire a unui vehicul sau orice alta masina, poate fi variat continuu, oferind un numar infinit de rapoarte de transmisie, spre deosebire de transmisiile manuale la care numar rapoartelor de trasmisie este mic si foarte limitat.

Aceste transmisii sunt foarte apreciate datorita calitatilor lor de functionare in stransa legatura cu motorul. Aceste transmisii folosesc foarte eficient toata puterea si calitatile unui motor. Ele fac trecerea de la un raport de transmisie la altul foarte subtil, aproape nesesizabil, permitand in acelasi timp ca viteza masinii si turatia motorului sa ramana constanta si elimina pierderile de moment din hidroconvertizor. Aceste calitati imbunatatesc de asemenea si consumul de combustibil( cu pana la 20% in unele cazuri) si emisiile de din evacuare.

CVT cu Frecare

Cel mai cunoscut tip de CVT este cel cu frecare, la care doua corpuri sunt puse in contact in diferite puncte care variaza distanta fata de axa lor de rotatie, si care prin frecare transfera miscarea de la un corp la altul . De obicei mai apare si un al treilea corp: o roata sau o curea.

Cel mai simplu CVT este cel format dintr-un disc si o roata, in care roate se misca pe suprafata discului rotitor si poate in acelasi timp glisa in jurul axei sale longitudinale pentru a contacta discul la distante diferite fata de centrul discului. Forta de frecare joaca un rol foarte important la CVT-uri, momentul maxim transmis fiind:

, unde este momentul din arborele de iesire, este coeficientul de frecare dintre roata si disc, este forta normala de apasare este raza rotii sau discului de iesire. Coeficientul de frecare depinde de materialul folosit.

Puterea se poate pierde in doua moduri : prin deformarea componentelor cauzata de forte normale foarte mari care pot fi micsorate prin folosirea de materiale dure care nu se deformeaza sau materiale cu coeficient mare de frecare. Diferitele alunecari sunt cauzate de de arii mari de contact dintre componentele in rotatie, in acest caz de pata de contact dintre roata si disc. Marginea petei de contact apropiata de axa de rotatie a discului va rula pe o raza foarte mica fata de marginea indepartata axei de rotatie, ceea ce va cauza deformarea rotii si marginea petei de contact sa alunece. Alunecarea este eliminata prin folosirea unei unei roti dure care sa produca o pata mica de contact.

O constructie asemanatoare este cea formata dintr-un con si o roata, in care vechiul disc se inlocuieste acum cu un con. Avantajele folosirii conului sunt mici fata de de constructia cu disc, cu exceptia micsorarii alunecarii diferentiale a suprafetei de contact datorita micsorarii diferentei dintre raza parcursa din coltul cel mai apropiat pana la coltul cel mai indepartat al petei de contact. Alte contructii au folosit forme diferite dar acelasi principiu.

Constructiile mai avansate folosesc 3 corpuri in loc de 2. Aceste constructii au 2 avantaje: o crestere a raportului de transmitere si un desingn mai simplu. Indiferent de constructie rapoartul de transmisie depaseste unitatea, spre exemplu poate varia de la 1:5 la 5:1 facand necesara uneori folosirea a unui set secundar de roti sau chiar un mecanism planetar suplimentar.

Toate constructiile se bazeaza pe suprafete de contact toroidale, exceptie facand cea cu dublu con care isi permite doar avantajul formei.

Cea mai simpla constructie toroidala implica doua discuri coaxiale care se sprijina pe santuri inelare cu sectiunea de trecere semicirculara pe fata suprafetei. Montarea discurilor se face in asa fel incat centrele sectiunilor de trecere sa coiincida. Doua sau mai multe roti de raza egala cu raza sectiunii de trecere, sunt montate intre discuri, in asa fel incat axele lor sa fie perpendiculare cu axele discurilor.

In imaginea de mai sus raportul de multiplicare este variat prin rotirea rotilor in directii opuse in jurul axelor verticale (sagetile). Cand rotile sunt in contact cu discul condus de la centru, rezulta o reducere a vitezei si o crestere a momentului. Cand sunt in contact pe marginea discului se intampla opusul. Acest tip de transmisie are avantajul ca rotile nu sunt nevoite sa alunece pe un arbore in jurul axei lor longitudinale rezultand un design mai simplu si mai puternic.

Asa cum discul de CVT a evoluat in con asa si CVT toroidal a evoluat spre formele de con. Rezultatul este o transmisie mult mai compacta. Raportul de multiplicare poate fi controlat prin rotirea directa a rotilor sau prin miscarea lor in sus sau in jos. Acest tip de transmisie este folosit pe Nissan Micra, Toyota Prius si Audi A4.

O variatie pe aceasta tema o constitue rotile de transmisie cu diametru variabil. Doua conuri de 200 indreptate unul catre celalalt si o curea in forma de “V” intre ele. Distanta fata de centrul in care cureaua contacteaza conurile este determinata de distanta dintre ele: cu cat sunt mai departate cu atat cureaua incaleca mai jos pe o raza mai mica. Cu cat cureaua este mai larga cu atat putem ataca o paleta mai larga de raze. De obicei se folosesc curele speciale sau chiar lanturi speciale.

Rotile de transmisie cu diametre variabile intotdeauna vin in perechi, cu una care isi mareste raza si cealalta si-o micsoreaza pentru a tine cureaua intinsa. De obicei una este condusa de o cama sau printr-o parghie in timp ce cealalta este tinuta intr-o pozitie fixa de un arc. Aceste roti sunt folosite pe o gama larga de aplicatii de la scule electrice de putere, snowmobile si pana la automobile.

CVT Electric

S-ar putea usor argumenta ca un generator care alimenteaza un motor prin orice fel de sistem electronic de control al vitezei constitue un CVT. Transmisiile electrice au avantajul unei mari flexibilitati in plan, considerand ca generatorul poate fi postat la orice distanta sau orientare fata de motor. Mai mult chiar orice exces de energie poate fi inmagazinat in baterii si folosit atunci cand motorul ruleaza la sarcini foarte mari. Oricum sunt mari si ineficiente. Un motor sau un generator obisnuit are o eficienta de doar 75-80% si prin compunerea rezulatelor rezulta o ineficienta de 56-64%. Se folosesc doar acolo unde nu pot fi folosite alte tipuri de transmisii.

CVT Hidraulic

Un CVT hidraulic inseamna o pompa hidraulica care conduce un motor hidraulic si cel putin unul dintre ele are plasare variabila in spatiu. Spre exemplu, daca pompa are locatie variabila, marirea acestei distante va duce la marirea vitezei, daca motorul are locatia variabila, atunci situatie este inversata, marirea distantei ducand la micsorarea vitezei, in timp ce volumul produs de pompa ramane constant. Aceste transmisii sunt folosite pe ATV-urile Honda Rubicon.

Alte Tipuri

Exista milioane de moduri de a realiza o transmisie variabila continua si multe minte creative isi unesc fortele pentru a le realiza. Exista un exemplu special care imbina un mecanism planetar cu un giroscop. Mecanismul planetar in rotatie imparte puterea intre cadrul giroscopului, fortand giroscopul sa inainteze si sa actioneze arborele de iesire. Cat timp giroscopul rezista inaintarii conform vitezei lui, la viteze mici o mare din putere pur si simplu invarte cadrul giroscopului. Oricum, cadrul giroscopului este astfel construit in asa fel incat sa inainteze; la accelerarea giroscopului energia rezultate este mai mult stocata decat pierduta. Dispozitivul a fost inventat de Chris B. Hewatt la 10 noiembrie 1999.

Deoarece CVT mentine motorul la turatie constanta pe o plaja mare de viteze, prin apasarea pedalei de acceleratie viteza masinii va creste dar sunetul motorului va ramane constant ceea ce ii face pe soferi sa fie confuzi si sa aiba impresia unei lipse de putere.

Datorita conditiilor speciale de constructie majoritate CVT-urilor sunt construite pe curele si sunt destinate masinilor de mica putere sau pentru aplicatii usoare pana in 300cp si este indicata mai mult motoarelor cu aprindere prin scanteie datorita performatelor pe care le poate obtine atat in plaja de consum cat si de viteza.

Fig. 3.2 CVT

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.

Prin avantajele pe care le oferă CVT, constructorul japonez a reușit să măreasca 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 și reprezintă prima soluție aplicată în 1987 la producția de serie. S-au fabricat până în prezent peste 700.000 unități.

Variantele constructive acoperă motorozări cu m.a.i. prin scânteie cu puteri până la 80 kW cu turații maxime până la 5500 rot/min și moment maxim între100…145 N.m la 2500…4000 rot/min. Echipează autoturisme Ford Fiesta, Ford Orion, Fiat Uno, Fiat Tipo și Fiat Tempra.

În figura 3.5 este prezentată secțiunea și schema de organizare cinematică pentru transmisia CTX Ford-France.

Cuplarea ambreiajelor și modificarea poziției relative dintre fulii, pentru modificarea rapoartelor de transmitere, se efectuează hidrostatic.

Mecanismul inversor (figura 3.6) asigură cuplarea și decuplarea motorului de transmisie și inversarea sensului de rotație la mersul înapoi.

Fig. 3.6 Mecanism inversor

1,2-roți planetare; 3-sateliți dubli; 4-braț portsateliți; 5-carterul transmisiei; A1, A2-ambreiaje de blocare

Ambreiajul A1 pentru mers înainte realizează blocarea unității planetare (priza directă) prinlegarea brațului portsatelit de arborele variatorului (roții 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 funcționează în ulei. Strângerea pachetului de discuri se realizează hidraulic.

Funcționarea ambreiajului este total automatizată prin comanda hidraulică, astfel încât nu este necesară intervenția conducătorului.

Fig. 3.5 Secțiunea și schema de organizare cinematică pentru transmisia CTX Ford-France: 1-mecanism planetar diferențial; 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 punții motoare; 8-diferențial

Variatorul. Variatorul (figura 3.7) este produs de firma Van Doorne s transmissie și utilizează o curea de 24 mm.

Fig. 3.7 Variatorul transmisiei CTX Ford-France

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

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

Datorită distanței fixe dintre arborii primar și secundar și datorită lungimii invariabilă a curelei, creșterea ecartamentului între flancurile uneia dintre fulii trebuie să fie compensată prin micșorarea pe cealaltă fulie și reciproc (variator duo). Modificarea raportului de transmitere la variatoarele de acest tip se face prin reglarea în opoziție prin deplasarea în diagonală a semifuliilor mobile (simetric).

Cureaua metalică –MVB (Metal V Belt)- (figura 3.8) este element specific construcției inventată de Hub van Doorne.

Fig. 3.8 Curea metalică

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

Pachetele de benzi asigură forțele de pretensionare în vederea transmiterii forței utile și 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

3.4.1. Transmisia DSG (Direct Shift Gearbox) Tiptronic.

Concepută de către compania BorgWarner și implementată pe modelele Volkswagen și Audi la începutul anului 2003, transmisia DSG s-a dovedit a fi revoluționară în industia automobilistică prin avantajele pe care le conferă: performanțe 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.

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 și fără întreruperea forței de tracțiune . Prin sistemul inteligent de comandă, în funcție de stilul de condus, se poate obține o reducere a consumului de carburant cu până la 10 procente în comparație cu o cutie de viteze manuală cu același număr de trepte. Conducătorul auto poate acționa transmisia DSG în modul manual sau automat. În regim automat, suplimentar față de setarea echilibrată, confortabilă, este disponibil și 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 și Altea FR) se sporește semnificativ confortul și siguranța șoferului, prin faptul că mâinele nu mai trebuie ridicate de pe volan în timpul condusului. Inspirat din motorsport, sistemul se regăsește și 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 și accelerează de la 0 la 100 km/h în 7.2 secunde. Consumul mediu este de numai de 7.8 l / 100 km.

Același motor cuplat la cutia de viteze DSG Tiptronic pe Altea FR permite obținerea unei viteze maxime de 220 km/h și 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 soluții constă în posibilitatea de a schimba vitezele fără întreruperea puterii. În schimb apărea dezavantajul că cele două ambreiaje operau într-o baie de ulei care avea rolul de a menține temperaturile la un nivel scăzut iar uleiul avea nevoie de pompe de injecție mari care să mențină fluiditatea lichidului în sistem.

Pentru a înlătura acest dezavantaj, noua generație a pachetului BorgWarner se bazează pe discuri de ambreiaj umede care au nevoie de pompe mai mici și deci de lubrifiere mai scazută. În plus, materialele din care sunt construite discurile de ambreiaj au fost și ele modificate pentru a permite schimbul de temperatură. Acestea nu se degradează la frecare, permițând o durată de viață sensibil mai lungă.

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 și pe alte modelel ale grupului Audi.

Acest lucru este posibil deoarece DSG-ul poate suporta cupluri de peste 600 Nm și turații 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 și mai sportivă decât orice altă tehnologie pentru transmisie. Combinația deosebit de eficientă între tehnologiile TSI și TDI și transmisia super automată DSG reprezintă unicul sistem de acest fel, pe plan mondial

Transmisia DSG, care este o transmisie mecanică cu axe fixe automatizată, reprezintă un caz aparte. Acest tip de transmisie îmbină caracteristicile celor două tipuri de transmisii, manuală și automată, și se remarcă prin sportivitate (caracteristici dinamice foarte bune), eficiență, consum aproximativ identic cu cel al unei transmisii cu acționare manuală, confort ridicat și schimbarea treptelor fără întreruperea fluxului de putere.

Descriere: În principiu, cutia de viteze cu dublu cuplaj este alcătuită din două transmisii parțiale independente. Prin intermediul dublului cuplaj, prin două cuplaje umede într-o carcasă comună, se realizează cuplarea alternativă cu contact forțat cu motorul a celor două transmisii prin doi arbori cotiți de antrenare, în funcție de treapta de viteză. În acest sens, transmisia 1 este destinată cutiei parțiale cu vitezele 1, 3, 5 și marșarierul, iar transmisia 2 este destinată celei de-a doua cutii parțiale, cu treptele 2, 4 și 6. Fiecărei cutii parțiale îi este repartizat un arbore de antrenare, care transmite cuplul motor prin intermediul diferențialului către roțile propulsate.

Prin utilizarea dublului cuplaj, randamentul obținut de DSG îl depășește semnificativ pe cel oferit de transmisiile automate obișnuite cu convertizor de cuplu hidraulic. Această situație, precum și greutatea mai redusă, alături de sistemul inteligent de control al transmisiei, reprezintă condiția pentru ca autovehiculele echipate cu cutie de viteze cu dublu cuplaj, în funcție de stilul de condus, să prezinte același consum de carburant, ba chiar un consum mai mic în comparație cu vehiculele echipate cu cutie manuală.

Transmisie DSG

3.4.2. Transmisia Powershift

Volvo a pus la punct o nouă transmisie, Powershift, destinată motoarelor diesel, care funcționează pe același principiu cu cutia DSG de la VW.

Noua transmisie este de fapt o cutie manuală cu dublu ambreiaj, care poate opera și în mod complet automat, principiul fiind asemănător cu al cutiei DSG produsă de Volkswagen. Volvo a dezvoltat această cutie, cu ajutorul celor de la Getrag, pentru propulsoarele sale turbodiesel. Cutia Powershift dispune de 6 trepte și două discuri de ambreiaj care funcționează în baie de ulei. Unul din discuri răspunde de cuplarea treptelor 1,3 și 5, iar cel de-al doilea se ocupă de treptele 2, 4 și 6. Avantajul este că, după ce este cuplată prima treaptă, celălalt disc de ambreiaj preselectează a doua treaptă, astfel că, atunci când se face trecerea în treapta a doua, acesta poate fi cuplată foarte repede. Același lucru se întâmplă cu toate celelalte trepte de viteză, minimizandu-se astfel pierderile de putere (și implicit de accelerație) la schimbări. Mai mult, cutia Powershift reduce consumul propulsorului cu aproximativ 8%, după măsurătorile făcute de constructorul suedez.

Pentru început cutia este oferită în combinație cu turbodieselul de 2 litri (136 CP, 320 Nm) de pe modelele C30, S40, V50.

Fluxul de putere la transmisia Powershift

Transmisie Powershift

3.4.3. Transmisia Outlander

La ultimele modele ale crossoverul-ui Mitsubishi Outlander se aplică o versiune mai ecologică, obținută prin dotarea mașinii cu transmisia cu ambreiaj dublu prezentă pe Lancer Evo X.

Noua transmisie este concepută astfel încât oferă performanțele unei cutii manuale cu funcționabilitatea unei transmisii automate. Transmisia Sports Shift cu dublu ambreiaj schimbă mai repede decât o transmisie manuală și nu pierde putere în momentul schimbării. Folosirea acestei transmisii duce la reducerea consumului de carburanți și, automat, la emisii mai mici de noxe.

Transmisie cu dublu ambreiaj Outlander

Comanda transmisiei Outlander

3.4.4. Transmisia Subaru

Autoturismele Subaru, modelul Forester sunt prevăzute cu o combinație de transmisie manuală, transmisie automată și sistem AWD.

Transmisia manuală constă într-o cutie de viteze cu 5 trepte, cu un diferențial central cu alunecare limitată, cu viscocuplă. Această combinație creează o senzație accentuată la schimbarea treptelor de viteză odată cu tracțiunea, ceea ce permite modelului Forester să aibă o aderență extrem de bună la suprafața de drum.

Comanda transmisiei manuale Forester

Transmisia automată este de tip SPORTSHIFT cu 4 trepte de viteză, controlată electronic.

Comanda transmisiei automate Forester

Sistemul AWD este de tip activ, cu cuplu partajat. Utilizând senzori de mare sensibilitate instalați pe fiecare roată și în autovehiculul Forester, tehnologia de prelucrare avansată este capabilă să analizeze condițiile de deplasare, în totalitate și în orice moment. Aceste informații sunt transmise apoi ansamblului ambreiajului, care reglează distribuția cuplului pe maneta selector de viteze roți, asigurând astfel nivele optime de aderență.

Sistemul AWD

4. CONCLUZII

Evoluția tehnologică a determinat creșterea numărului de mașini cu transmisii automate sa depășească la nivel global, numărul de masini comercializate cu transmisie manuală.

Multitudinea de soluții constructive a determinat ca și cele mai înalte cerințe din partea șoferilor să fie satisfăcute de transmisiile automate.

Avantajele transmisiilor automate au fost îmbunătățite (confort, cuplarea mai lină a treptelor de viteză, limitarea șocurilor, schimbarea treptelor se face fără întreruperea fluxului de putere) în timp ce dezavantajele au fost limitate într-o măsura tot mai mare (a crescut fiabilitatea, consumul de combustibil a scăzut).

Transmisiile automate au fost portate cu succes și la alte vehicule (camioane, stivuitoare).

Prețurile autoturismelor cu transmisii automate nu mai sunt prohibitive după cum rezultă din tabelul de mai jos:

5. BIBLIOGRAFIE

****, The Transmission Bible, http://www.carbibles.com/transmission_ bible.html, [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Car Smarts, http://www.howstuffworks.com/search.php? terms=car+transmission, [download realizat la data de 26.12.2009];

****, Factors Affecting Transmission Longevity, http://auto.howstuffworks.com/under-the-hood/car-part-longevity/how-long-transmissions-last1.htm, [download realizat la data de 26.12.2009];

Gh. Frățila et al, Automobile.Cunoaștere, întretinere și exploatare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 2001;

Stiesdal, Henrik (1999), The wind turbine: Components and operation, http://www.windmission.dk/workshop/BonusTurbine.pdf, [download realizat la data de 6.10.2009];

****, Transmission Mechanics, http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_ (mechanics) [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Automatic Transmission Basics, www.autoshop101.com/forms/ AT21.pdf, [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Fundamentals of Automatic Transmission, www.autoshop101.com/ forms/AT01.pdf, [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Sisteme avansate de transmisii, http://www.zf.ro/zf-english/advanced-transmission-systems-5534171/,[download realizat la data de 20.12.2009];

BIBLIOGRAFIE

****, The Transmission Bible, http://www.carbibles.com/transmission_ bible.html, [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Car Smarts, http://www.howstuffworks.com/search.php? terms=car+transmission, [download realizat la data de 26.12.2009];

****, Factors Affecting Transmission Longevity, http://auto.howstuffworks.com/under-the-hood/car-part-longevity/how-long-transmissions-last1.htm, [download realizat la data de 26.12.2009];

Gh. Frățila et al, Automobile.Cunoaștere, întretinere și exploatare, Editura Didactică și Pedagogică, București, 2001;

Stiesdal, Henrik (1999), The wind turbine: Components and operation, http://www.windmission.dk/workshop/BonusTurbine.pdf, [download realizat la data de 6.10.2009];

****, Transmission Mechanics, http://en.wikipedia.org/wiki/Transmission_ (mechanics) [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Automatic Transmission Basics, www.autoshop101.com/forms/ AT21.pdf, [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Fundamentals of Automatic Transmission, www.autoshop101.com/ forms/AT01.pdf, [download realizat la data de 20.09.2009];

****, Sisteme avansate de transmisii, http://www.zf.ro/zf-english/advanced-transmission-systems-5534171/,[download realizat la data de 20.12.2009];