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Cambio automtico - Fundamentos -

El cambio en el vehculo motorizado es el medio auxiliar tcnico para convertir las fuerzas del motor en las condiciones de funcionamiento cambiantes. Las operaciones de embragar y acoplar marchas representan la mayor parte del esfuerzo fsico al conducir un vehculo motorizado. A fin de reducir notablemente este esfuerzo y aumentar la seguridad activa, para orientar la capacidad de reaccin totalmente a las incidencias del trfico, se utilizan los "cambios que acoplan marchas automticamente".

SP20-3

Los adelantos de la electrnica hacen posible enlazar funciones electrnicas e hidrulica, consiguindose as una conduccin "automtica" de alto rendimiento. Por esta razn, los vehculos motorizados modernos se equipan cada vez ms con cambios automticos. El funcionamiento de un cambio automtico es, en principio, igual para todos los coches de turismo. Slo varan en detalles de diseo, correspondiendo a la posicin de montaje y potencia del motor. El presente programa autodidctico tiene por objeto darle a conocer la estructura bsica de un cambio y la funcin de determinados componentes. La mayora de componentes representados tienen validez general o corresponden al cambio 01M utilizado en el OCTAVIA.

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IndiceConversin de fuerza Estructura general Determinacin del punto de acoplamiento del cambio Aceite de cambio automtico Convertidor de par Embrague de anulacin del convertidor de par Engranaje planetario Elementos del cambio Embrague de discos Frenos de discos Frenos de cinta Pin librel Mando del cambio Relacin de sistemas de un cambio autom. Programa de emergencia/autodiagnstico Sistema hidrulico Circuito/bomba de aceite Dispositivo hidrulico del cambio Esquema hidrulico Las presiones en el sistema hidrulico Elementos hidrulicos del cambio Compruebe Ud. sus conocimientos 4 7 9 14 16 18 19 23 23 24 24 26 27 28 30 31 31 32 33 34 36 38

El cuaderno 21 del programa autodidctico contiene informaciones especiales sobre el cambio 01M en el OCTAVIA de SKODA.

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Conversin de fuerzaPor qu conversin de fuerza? Recordemos para ello algunas reglas bsicas de la mecnica del automvil. El motor proporciona la potencia para la propulsin de un vehculo y el accionamiento de los necesarios grupos auxiliares (p. ej., servodireccin, compresor para aire acondicionado). La potencia P es el resultado calculatorio del par motor M multiplicado por el nmero de revoluciones n, dividido por el factor numrico 9550*. La unidad de medida es el kW. La potencia crece con el nmero de revoluciones y el par motor. Qu nos dice el concepto "par motor"? El par motor describe la transmisin de fuerza mediante un eje o pin. Se designa con el signo de frmula M y se forma a partir de la fuerza F, que acta en el contorno de la pieza rotatoria, multiplicada por el radio r de sta. Como nmero de revoluciones encontramos la velocidad angular en 1/s. La unidad de medida del par motor es Nm = Newtonmetro. En el cambio son las ruedas dentadas que poseen un determinado brazo de palanca "r". Sin embargo, los motores de combustin slo se pueden hacer funcionar entre el rgimen de ralent (en el coche de turismo, aprox. 600 hasta 700 1/min) y el rgimen mximo (vara segn el tipo de motor, en promedio 6000 hasta 7000 1/min). El par mximo se alcanza slo en un margen estrecho de revoluciones. Aumenta hasta un valor mximo y vuelve a disminuir en el margen del nmero de revoluciones nominal. Por tanto, a fin de adaptar este margen limitado de revoluciones al amplio margen de requerimiento de fuerza de traccin, en el vehculo se necesita un convertidor. Este es el cambio. Tericamente, para esta adaptacin al requerimiento de fuerza de traccin se necesitara un cambio con un nmero ilimitado de escalones. Esto no es realizable. Por esta razn, se intenta una aproximacin al curso ideal de la curva de fuerza de traccin mediante varios escalones = desmultiplicaciones acoplables.* el factor numrico 9550 resulta de la conversin de todas las magnitudes calculatorias cuando en la ecuacin entran los valores numricos para n en 1/min y para M en Nm. P resulta en kW.

P=

Mn 9550

SP20-6

Diagrama potencia-par motor de un motor de gasolina

F

M=Fr

r MSP20-45

I

fuerza de traccin a las ruedas motrices (N)

II III IV

v (km/h)Diagrama fuerza de traccin-velocidad curva ideal de fuerza de traccin

SP20-8

curva de fuerza de traccin de las marchas I a IV o n = 1000 1/min q n = 5000 1/min

4

El cambio manual Por tanto, en un cambio se puede hablar de un dispositivo para convertir pares motor. El nmero de revoluciones n y el par motor M estn en una relacin inversamente proporcional, es decir, un par motor introducido en la entrada del cambio vuelve a aparecer reforzado en la salida del cambio. Sin embargo, al ganar en par motor se pierde en nmero de revoluciones. La potencia del motor no vara a causa del cambio. El cambio manual tiene, por regla general, la estructura de un cambio con rbol intermediario. Esto ya lo conocemos de todos los vehculos SKODA. El flujo de fuerza parte del rbol primario, pasa por una combinacin fija de piones al rbol secundario y se dirige al mando de semiejes. Los piones mviles en el rbol secundario giran sueltos y slo se acoplan a ste, mediante coronas desplazables, al efectuar un cambio de marcha. Los cambios manuales trabajan, por tanto, en arrastre de forma - al contrario de los cambios automticos, que trabajan en arrastre de fuerza. Los pares motor se comportan en funcin de la relacin de desmultiplicacin "i".

n

nSP20-7 SP18-22

i = n1 = n2 nm. revol. pin impulsadonm. revol. pin impulsor

M salida = M entrada i

Importante: En el cambio manual, al arrancar y cambiar de marcha hay que interrumpir el flujo de fuerza del motor al cambio. Como ya es sabido, bajo carga es imposible acoplar marchas. Para ello se requiere un dispositivo - el embrague de separacin. El transmite, estando embragado, el par motor al cambio y piones motrices y, estando desembragado, interrumpe el flujo de fuerza.

5

Conversin de fuerzaLos cambios manuales de hoy da corresponden ciertamente al nivel actual de la tcnica ........ En los ltimos aos se ha perfeccionado mucho el funcionamiento de los cambios manuales: acoplamiento simplificado de marchas mediante la autosincronizacin funcionamiento silencioso mediante piones de dentado oblicuo adaptacin de la desmultiplicacin a la potencia del motor y ptima configuracin de los requerimientos de fuerza de traccin entre las marchas configuracin de los cambios para coches de turismo, mayormente con 5 marchas. Tambin se han mejorado los embragues, especialmente con respecto a la reduccin de las fuerzas a aplicar al pedal. En el Programa autodidctico 18 se describe la estructura y el funcionamiento del embrague y del cambio para coches de turismo modernos. Sin embargo ....... En un trayecto de 10 000 km - as lo indican los recorridos de medicin - hay que mover el pedal de embrague aproximadamente de 30 000 a 40 000 veces. Y con la correspondiente frecuencia hay que acoplar marchas manualmente mediante la palanca de cambio. As que no es de extraar que haya diferentes opiniones con respecto al cambio manual.

CAMBIAR DE MARCHA ES DIVERTIDO - DICEN UNOS

SP20-13

CAMBIAR DE MARCHA ES TRABAJO - DICEN OTROS por tanto, delegar el trabajoSP20-14

cambio automtico!

No obstante, durante el desarrollo de los cambios automticos surgieron muchos prejuicios con respecto a ellos. Se consideraban "propios de conductores comodones" y "antideportivos". Gracias a la tcnica de ordenadores en el vehculo con programas electrnicos de conmutacin y determinacin del punto de acoplamiento del cambio segn la "fuzzy logic" (lgica borrosa), estos argumentos ya han cado en desuso hoy da.

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Estructura generalLas diferencias En qu se diferencia un vehculo con cambio manual de otro con cambio automtico?

El flujo de fuerza es similar en ambos vehculos motor - embrague de separacin - cambio - diferencial - ejes - tren de rodaje con cambio manual con cambio automtico

SP15-19

SP15-18

Embrague mecnico de separacin, de accionamiento manual

Con el vehculo parado, el convertidor de par separa automticamente el motor en marcha del cambio parado, pero tiene tareas adicionales y tambin puede considerarse como cambio hidrulico. Engranaje planetario proporciona la condicin previa para poder introducir un mando automtico y transmitir automticamente el par motor en arrastre de fuerza mediante acoplamientos y frenos. Se alivia al conductor de esfuerzos, los sensores absorben las resistencias de marcha. El mando electrnico del cambio procesa esta informacin para seleccionar una marcha, la cual se forma mediante elementos hidrulicos y otros elementos del cambio. Los cambios automticos no conocen ninguna interrupcin del flujo de fuerza y aceleran ininterrumpidamente. Con respecto a la aceleracin, no les van en zaga a los cambios manuales.

Cambio manual con rbol intermediario con mando en arrastre de forma (mediante palanca, horquilla de mando, coronas desplazables) para transmitir el par motor.

El conductor participa en el acoplamiento de la marcha. La vista y el odo perciben la situacin de marcha.

Interrupcin del flujo de fuerza al acoplar la marcha. Por regla general, el vehculo rueda de 1 a 2 segundos sin propulsin (dependiendo del conducto) al acoplar la marcha.

Mayor requerimiento fsico del conductor, total concentracin en las situaciones de marcha.

Aumenta el confort de marcha, disminuye el estrs y, en general, se incrementa la seguridad.

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Estructura general

Por tanto, los cambios automticos se encargan por s mismos de hacer arrancar el vehculo seleccionar la desmultiplicacin y acoplar la marcha seleccionada.

Como elemento para el arranque del vehculo acta exclusivamente un convertidor hidrodinmico.

Cambio automtico componentes principales

Convertidor de parpara el arranque del vehculo, para el aumento del par motor y para la amortiguacin las vibraciones

Engranaje planetariopara la formacin mecnica de las desmultiplicaciones/marchas

Elementos del cambioembragues/frenos de discos accionados por presin de aceite (asignados a los diferentes elementos del juego de planetarios) para efectuar el cambio de marcha

Piones librespara optimizar el acoplamiento de marchas con los elementos del cambio

Mando del cambio (electrnico/hidrulico) segn programas del cambio

Bomba de aceitepara alimentacin de los elementos del cambio, del convertidor de par y de la lubricacin del cambio

8

Determinacin del punto de acoplamiento del cambio

Para efectuar los procesos automticos de acoplamiento de marchas, es decir, la conversin del par motor de acuerdo con las situaciones de marcha que se presenten, adems de la concepcin puramente mecnica del cambio (engranaje planetario) hay tres cuestiones de inters. 1. Cmo reconoce el mando automtico del cambio el momento en que se debe acoplar una marcha? 2. Quin proporciona a la unidad de control las informaciones para ello? 3. Cmo se accionan los acoplamientos de marchas? curva caracterstica adaptiva de acoplamiento sensores

hidrulicamente mediante actores/vlvulas magnticas

Para ello, observemos las funciones del sistema para un cambio automtico, tal como tambin encontramos en el OCTAVIA de SKODA.

Sensoresposicin del pedal acelerador velocidad del vehculo nmero de revoluciones del cambio nmero de revoluciones del motor Unidad de control temperatura del aceite del cambio posicin de la palanca selectora accionamiento del pedal de freno conmutador de sobregs (kick-down) autodiagnstico

Actoresvlvula para seleccin de marcha vlvula para anulacin del convertidor de par vlvula para presin principal bloqueo de palanca selectora reajuste del par motor

bloqueo de arranque

elevacin del ralent sistema de aire acondicionado display de palanca selectora

La lgica de acoplamiento de marchas la calcula digitalmente un ordenador en la unidad de control. El mando electrnico del cambio repite constantemente el registro de las seales de sensor, el clculo de la decisin de acoplar marchas y la emisin a los elementos actuadores. Este ciclo se calcula en 20 ms.9

Determinacin del punto de acoplamiento del cambio

Curva convencional de acoplamiento El acoplamiento entre dos marchas lo efecta el mando electrnico del cambio en base a una curva de acoplamiento. Esta tiene en cuenta la velocidad de marcha y la posicin del pedal acelerador. Para acoplar una marcha superior es vlida otra curva caracterstica que para acoplar una marcha inferior. En funcin de la velocidad de marcha y de la posicin del pedal acelerador, para cambio de marcha hay memorizada una curva caracterstica de acoplamiento. Esta seleccin del punto de acoplamiento es relativamente rgida, pues las marchas se acoplan siempre en los mismos puntos segn la posicin del pedal acelerador y de la velocidad de marcha. En el diagrama slo se representa el acoplamiento 3 - 4 marcha. Curva caracterstica deportiva Curva caracterstica econmica En los primeros tiempos del mando electrnico del cambio, por tanto, slo se programaban fijamente curvas caractersticas fijas de acoplamiento. En el posterior desarrollo del mando electrnico del cambio ya se poda elegir entre dos programas:SPORT

acoplamiento a una marcha superior acoplamiento a una marcha inferior

34velocidad de marcha

43

posicin del pedal aceleradorSSP172/116

- uno deportivo yvelocidad de marchat

ECO

34 34 43 43

- uno econmico

La conmutacin la efectuaba el conductor mediante un conmutador aparte dispuesto en la palanca selectora. Un ulterior perfeccionamiento automatizaba la conmutacin. Esta tena lugar segn la velocidad de accionamiento en el pedal acelerador. Segua tratndose, como anteriormente, de una decisin absoluta: ECO" o "SPORT"

posicin del pedal aceleradoSSP172/117

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Curvas caractersticas adaptivas

Los modernos mandos electrnicos del cambio - tales como el 01M del OCTAVIA - determinan un desplazamiento de la curva caracterstica a partir de un gran nmero de informaciones que describen permanentemente la situacin momentnea de funcionamiento y marcha. Esta curva caracterstica de acoplamiento adaptada individualmente y no rgida se utiliza en la unidad de control para la decisin del acoplamiento de marchas. Se habla de una curva caracterstica adaptiva.

El programa de acoplamiento en funcin de la resistencia al avance reconoce las resistencias al avence, tales como recorridos por pendientes cuesta arriba y cuesta abajo, servicio con remolque y viento contrario. En base a la velocidad de marcha, posicin de la vlvula de mariposa, nmero de revoluciones del motor y aceleracin del vehculo, la unidad de control calcula la resistencia al avance y fija segn esos datos los puntos de acoplamiento.

La determinacin del punto de acoplamiento en funcin del conductor y marcha se efecta segn el principio de la "fuzzy logic" (lgica borrosa).

1

%

ECO

100 %factor deportivo

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 factor deportivo

deporte

velocidad del pedal aceleradorSP20-11

Mediante la velocidad de pedal acelerador (accionado rpida o lentamente), el conductor consigue un factor deportivo que se determina mediante la "fuzzy logic". Con ayuda del factor deportivo tiene lugar una determinacin flexible del punto de acoplamiento entre una concepcin del mismo orientada al consumo o a la potencia. De este modo, entre la curva caracterstica de acoplamiento "ECO" y la "SPORT" son posibles muchos puntos de acoplamiento. As se consigue una reaccin mucho ms sensible a los requerimientos de marcha individuales.11

Determinacin del punto de acoplamiento del cambioQu signica "fuzzy logic"? Este concepto nos lo encontramos ya en muchos aparatos de uso cotidiano. Las lavadoras, aspiradoras, videocmaras o mquinas de afeitar elctricas funcionan con ayuda de la "fuzzy logic". La palabra fuzzy proviene del idioma ingls y significa aproximadamente "borrosidad aplicada sistemticamente".SP20-46

Mediante la "fuzzy logic" se eliminan los clsicos estados de acoplamiento duros, pues una distribucin dura no permite ningn margen de tolerancia en la asignacin de cantidades. Distribucin clsica Con el siguiente ejemplo se quiere mostrar la clsica dosificacin dura de cantidades de un ordenador sin "lgica fuzzy": Un ordenador ha de distinguir entre muy caliente y fro. Para ello hay que comunicarle una valor lmite fijo (en el ejemplo, 80C). En base a los estados de acoplamiento, el ordenador puede decidir ahora entre muy caliente y fro. Sin embargo, esta distribucin dura no le permite al ordenador ningn margen de tolerancia en la dosificacin de cantidades.

Estados de acoplamientomuy 1 caliente

80 C

1conmutador abierto

S

fro

0 0 C temperatura conmutador cerrado

0

No

SSP172/107

12

Sin embargo, adems de los enunciados absolutos "muy caliente" y "fro" se han de tomar a menudo decisiones que se encuentran entre estos enunciados. La "fuzzy logic" tiene en cuenta una borrosidad deseada que no trabaja con dos valores, sino con cantidades resultantes. De este modo pueden resultar infinitos valores intermedios como "casi fro", "fresco", "tibio" o "demasiado caliente".

muy caliente 1 casi muy caliente demasiado caliente

80 C

caliente

tibio fresco nstan casi fro fro 0

10

20

30

40

50

60

70

80 CSP20-10

El lmite superior "muy caliente" y el lmite inferior "fro", as como todos los valores intermedios estn asignados a temperaturas exactas.

fro

En base a las superficies originadas a partir de los interfaces - superficie azul a superficie roja -, la "fuzzy logic" reconoce la asignacin a los valores intermedios prefijados exactamente.. As, 19C, de la superficie total se asigna un 88 % a la superficie azul = fro y un 12 % a la superficie rojo = muy caliente..19 C

tibio

La "fuzzy logic" reconoce "tibio".

muy calienteSP20-9

13

Aceite de cambio automticoAceite de cambio automtico = ATF (Automatic Transmission Fluid) El aceite en el cambio automtico ha de cumplir en su circuito diferentes requerimientos. Tiene que transmitir fuerzas (en el convertidor de par) efectuar acoplamientos (en los elementos hidrulicos del cambio). establecer valores de friccin (en los embragues y frenos de discos, en el embrague de anulacin del convertidor de par) engrasar piezas (todas las piezas rotatorias del cambio) evacuar calor transportar residuos de abrasin. Estas tareas las tiene que realizar el aceite en un margen de temperatura de -30C a 150C (puntos de medicin de la temperatura en el crter de aceite del cambio). Durante el cambio de marchas, en los embragues y frenos de discos se pueden alcanzar por un breve tiempo incluso temperaturas de 250C a 400C. Durante el cambio de marchas, en los embragues y frenos de discos se pueden alcanzar por un breve tiempo incluso temperaturas cumplir todas las tareas en cualquier condicin. En especial, se mejora el ndice de viscosidad para garantizar un lquido constantemente espeso en todo el margen de temperaturas. En todo el mundo se reconocen los estndares establecidos con tal fin por General Motors (ATF Dexron) y Ford (ATF Mercon).SP20-4

Nota: Utilizar nicamente el aceite autorizado por el fabricante del vehculo. Otros aceites o aditivos poseen propiedades modificadas y resultan desventajosos para el funcionamiento y la vida til del cambio. Especialmente perturbadores para el funcionamiento son los componentes acuosos en el aceite del cambio. A fin de mantener limpio el aceite, se aspira ste del crter a travs de un filtro. Un potente imn permanente dispuesto en el crter de aceite acumula los residuos metlicos de abrasin.

Additive

SP20-5

14

Nivel/temperatura del aceite El nivel y la temperatura del aceite influyen enormemente sobre el perfecto funcionamiento de un cambio automtico. Por esa razn, los cambios automticos poseen un termosensor, que mide la temperautra del aceite, y un radiador de aceite. El siguiente grfico nos aclarar las interrelaciones al respecto.

Nivel de ATF

demasiado alto

los acoplamientos se efectan con retardo

demasiado bajo temperatura del ATF demasiado elevada el ATF produce espuma los embragues/frenos cierra con demasiada lentitud los acoplamientos se alargan demasiado el ATF sale por la desaireacin perturbaciones de funcionamiento en el cambio

Servicio comprobar y regular el nivel de ATF Ya un pequeo sobrepaso de la temperatura modifica el nivel de aceite. La expansin del aceite no tiene lugar en los canales de aceite, sino que surte efecto en el crter de aceite. Especialmente el calentamiento en el convertidor impele el aceite al crter. Un nivel demasiado alto de aceite produce espuma y hace salir aceite por el conducto de rebose. Atender especialmente a la temperatura de comprobacin del aceite si se ha de restablecer el nivel de aceite. La temperatura de comprobacin se ha de medir con el aparato de diagnstico y se ha de ajustar a la temperatura indicada. En la comprobacin del nivel de aceite se debe proceder segn el Manual de Reparaciones de actualidad del cambio en cuestin. Con una cantidad correcta de aceite, el mando electrnico del cambio contrarresta regulando la variacin de viscosidad causada por el aumento de temperatura a consecuencias de variar la presin del aceite, a fin de asegurar una calidad uniforme de acoplamiento de marchas.15

Atencin! El llenado errneo de un cambio automtico puede dar lugar a perturbaciones de funcionamiento y daos del cambio.

Convertidor de parEl convertidor de par hidrodinmicoEl convertidor de par hidrodinmico es, en realidad, una transmisin hidrodinmica adicional al cambio automtico. El constituye el elemento de entrada del cambio automtico. El principio del convertidor de par lo aplic por vez primera Hermann Fttinger, el ao 1905, en la construccin naval. Por esa razn, el convertidor de par se designa a menudo como convertidor Fttinger. El principio del convertidor: Una bomba aspira lquido - en nuestro caso el aceite especial de cambio ATF - lo acelera y lo impele a una turbina. De este modo, la energa cintica se convierte en un movimiento giratorio mecnico.

rueda directriz rodete de bomba rodete de turbina

SP20-15

El convertidor de par consta de tres componentes esenciales: rodete de bomba (es, al mismo tiempo, la caja del convertidor de par) rodete de turbina (impulsa el eje de turbina y, con ello, el cambio) rueda directriz (unida por un pin libre con la caja del cambio, slo puede girar en el mismo sentido que los rodetes de bomba y turbina). El est lleno con un aceite especial de cambio y se encuentra bajo presin.

Componentes

Efecto propulsor

El rodete de bomba es accionado por el motor del vehculo a un nmero de revoluciones directo. Por accin de la fuerza centrfuga, el aceite es impelido hacia fuera entre las paletas del rodete de la bomba. En la pared interior de la caja, es conducido al rodete de turbina. Esta energa cintica la absorben las paletas, las cuales hacen girar el rodete de la turbina. La energa cintica se convierte en movimiento giratorio mecnico. En la proximidad del eje del convertidor, la corriente de aceite refluye ordenadamente al rodete de la bomba a travs de las aletas de la rueda directriz. Con ello se cierra el circuiro interno de aceite en el convertidor.

16

Aumento del par motor En la fase de conversin, el convertidor de par transforma la reduccin del nmero de revoluciones en un aumento del par motor.rodete de bomba rodete de turbina

En el momento de arrancar el vehculo, al principio slo gira el rodete de la bomba. La turbina todava est parada. La diferencia de nmero de revoluciones - designada como resbalamiento - es del 100 %. En la medida en que el aceite cede energa cintica al rodete de turbina, disminuye el resbalamiento. El nmero de revoluciones de la bomba se aproxima al de la turbina. El resbalamiento del convertidor representa el criterio necesario de funcionamiento en la conversin del par motor. En caso de un resbalamiento elevado, el aumento del par motor es mximo, es decir, en caso de una gran diferencia de nmero de revoluciones entre los rodetes de la bomba y de la turbina, la rueda directriz desva la corriente de aceite. Por tanto, en la fase de conversin, la rueda directriz acta haciendo aumentar el par motor. Al hacerlo, se apoya en la caja del cambio mediante un pin libre. En caso de un resbalamiento bajo, por tanto, si los rodetes de la bomba y de la turbina giran aproximadamente al mismo nmero de revoluciones, la rueda directriz ya no acta para aumentar el par motor. En tal caso, gracias al pin libre, ella gira en el mismo sentido que los rodetes de la bomba y de la turbina. El rodete de la turbina est parado. El rodete de la bomba gira. Corriente de aceite fuertemente desviada. Resbalamiento elevado. Desmultiplicacin hacia lento. Aumento mximo del par motor. Aumenta el nmero de revoluciones de la turbina. Se hace "extender" la corriente de aceite. Es menor el resbalamiento, disminuye la desmultiplicacin. Se reduce el aumento del par motor. El nmero de revoluciones de la turbina se aproxima al de la bomba. Resbalamiento pequeo, la rueda directriz gira conjuntamente. La relacin del par motor se reduce a 1:1. Todava trabaja como embrague.

pin libre

rueda directrizSP21-31

Transmisin de energa mediante la corriente de aceite

Arranque del vehculo Fase de conversin 1

Fase de conversin 2

Fase de embrague

Por tanto: El convertidor de par trabaja en el margen de resbalamiento como cambio hidralico con desmultiplicacion variable.17

Embrague de anulacin del convertidor de parEmbrague de anulacin del convertidor de par - un embrague mecnico.embrague de anulacin del convertidor de par

Por qu se anula del convertidor de par? Cuando se alcanza la fase de embrague, es decir, cuando la relacin del par motor es 1:1, el convertidor trabaja con prdidas relativamente elevadas. El rendimiento es, por regla general, de un 85 %; en motores de gran potencia y nmeros de revoluciones elevados, incluso llega a ser de un 97 %. Pero para la transmisin de fuerza siempre se necesita de un dos y a un tres por ciento de resbalamiento, pues de lo contrario parara la corriente de aceite. Sin embargo, las prdidas en la transmisin de fuerza siempre repercuten en el funcionamiento econmico del vehculo. Por esa razn, los cambios automticos modernos van provistos de un embrague de anulacin del convertidor de par, el cual anula segn se requiera el convertidor y lo pone fuera de servicio.

rodete de turbina

SP21-34

curso del par motor

El embrague de anulacin del convertidor de par est incorporado a la caja del convertidor de par. Lleva montado un forro de friccin de forma anular y est unido al rodete de turbina. Es presionado por presin de aceite contra la caja del convertidor mediante la cual tiene lugar la entrada de par motor. De este modo se dispone de una propulsion rgida, exenta de resbalamiento Igual que un embrague normal de friccin seca, el embrague de anulacin del convertidor de par lleva montado un amortiguador de torsin para reducir las vibraciones por torsin del motor. La unidad de control del cambio automtico determina cundo se abre o se cierra el embrague de anulacin del convertidor de par. En vehculos con cambio automtico, con un embrague de anulacin del convertidor de par se puede reducir en la prctica el consuno de combustible en un 2 a un 8 %, segn la caracterstica del vehculo y del cambio. El programa autodidctico 21 contiene indicaciones referentes al mando hidrulico de un embrague de anulacin del convertidor de par.

Funcionamiento

18

Engranaje planetarioPin de marcha - cambio manual En el cambio manual se efectua el acoplamiento de las marchas, como ya se sabe, del modo siguiente: se desencastra la corona desplazable, se interrumpe el flujo de fuerza se lleva el pin al mismo nmero de revoluciones seguidamente, se encastra la corona desplazable seleccionada y vuelve a establecerse el flujo de fuerza. Acoplamiento de las marchas - cambio automtico En el acoplamiento automtico de las marchas, tal como se desea en el cambio automtico, no existe posibilidad de interrumpir el flujo de fuerza. La unidad de control automtica no puede deducir de la situacin del trfico si sera favorable una interrupcin del flujo de fuerza.

Qu alternativas hay para ello?

Para cambios automticos son apropiados, por tanto, slo cambios que tambin puedan acoplar marchas sin interrupcin del flujo de fuerza. Este es el caso con engranajes planetarios. De este modo, ellos constituyen la base inicial de diseo de casi todos los cambios automticos. Por razn de su tipo de construccin, los engranajes planetarios tambin se denominan engranajes epicicloidales.

1

Un engranaje planetario se compone de dos a cuatro trenes epicicloidales. Estos se encuentran fijamente enlazados entre s o mediante acoplamientos. El funcionamiento se puede explicar ya en un tren epicicloidal. Un tren epicicloidal se compone

2

3

de un pin central - 1 de varios satlites (de tres a seis) - 2 del portasatlites - 3 de una corona exterior de dentado interior - 4 -

4SP20-31

Todas las parejas de piones dentados estn permanentemente engranados. No se necesitan coronas desplazables, no hay que sincronizar los nmeros de revoluciones de los piones.

19

Engranaje planetarioEn el interior, el pin central - 1 - gira en torno de un eje central. Los satlites - 2 - engranan en el dentado del pin central.

1

Los satlites pueden girar tanto en torno de su propio eje como tambin en un circuito alrededor del pin central. Los satlites se alojan con sus ejes en el portasatlites - 3 -. El portasatlites inicia el movimiento rotatorio de los satlites alrededor del pin central; con ello, lgicamente, tambin en torno del eje central. La corona - 4 - engrana con su dentado interior en los satlites y encierra todo el tren epicicloidal. El eje central es tambin centro de giro para la corona. La corona, el portasatlites y el pin central tienen cada uno unin con con un eje. Con un tren epicicloidal se consiguen tanto desmultiplicaciones grandes como ms pequeas hacia lento o hacia rpido, si se retiene uno de los elementos del engranaje y los dos otros se encargan de la impulsin y salida de fuerza. Al retener el portasatlites, tiene lugar una inversin del sentido de marcha. Si se retienen dos elementos, se bloquear en engranaje planetario y la desmultiplicacin ser de 1:1.

2 3

4SP20-2

SP20-16

SP20-17

SP20-18

- corona fija - el pin central impulsa = desmultiplicacin grande hacia lento

- pin central fijo - la corona impulsa = desmultiplicacin pequea hacia lento

- portasatlites fijo - el pin central impulsa = inversin del sentido de giro

20

A partir de la combinacin de impulsar y frenar (retener) de elementos se pueden formar ms variantes de desmultiplicacin.

Corona

Pin central

Portasatlites

Desmultiplicacin

fija salida de fuerza impulsin

salida de fuerza fijo salida de fuerza

impulsin impulsin fijo

grande, hacia rpido pequea, hacia rpido hacia rpido, inversin del sentido de giro ningn tren epicicloidal bloqueado

fija impulsin lenta

fijo impulsin normal

salida de fuerza

el giro se ajusta al de la corona, superposicin de los nmeros de revoluciones (efecto de escalera mecnica)

corona satlites con portasatlites pin central eje de turbina

Por tanto los elementos del tren epicicloidal se han de frenar o impulsar desde el exterior. A fin de que esto funcione, los rboles de los elementos en cuestin se han de conducir hacia fuera y unir con contrarboles. Esto se soluciona en diseo mediante rboles huecos encajados. Estos tiene por fuera forma acampanada (campanas de embrague) y, segn la activacin, se unen en arrastre de fuerza con los contrarboles de forma similar. Las campanas de embrague llevan por su parte para ello los embragues y frenos. Al frenar, los frenos se apoyan contra la caja del cambio (vase tambin para ello el captulo "Elementos del cambio").

SP20-20

Impulsin y toma de fuerza de un tren epicicloidal - representacin esquemtica.

21

Engranaje planetarioPara los cambios automticos en el vehculo se disponen sucesivamente varios trenes epicicloidales. Entonces, a partir de esta combinacin se pueden establecer los necesarios. escalones del cambio. Cambio Wilson Las diferentes combinaciones y configuraciones tcnicas estndar toman el nombre de sus inventores.

se compone de 3 trenes epicicloidales. La primera corona, el segundo portasatlites y la tercera corona estn fijamente unidos entre s Adems, hay un segundo y tercer pin central fijamente unidos entre s. La impulsin en las marchas adelante se efecta mediante este pin central doble.

Cambio Simpson

se compone de 2 trenes epicicloidales con un pin central comn. el portasatlites de un tren, la corona del otro y el rbol primario estn fijamente unidos entre s. La impulsin de las marchas adelante se efecta siempre mediante las coronas. Este tipo se utiliz frecuentemente en el tiempo de los cambios automticos de tres marchas.

Cambio Ravigneaux

se compone de 2 trenes epicicloidales con un portasatlites comn. Este diseo encuentra de modo anlogo aplicacin en el cambio automtico del cambio 01M del OCTAVIA de SKODA. El portasatlites lleva dos juegos de satlites: - satlites cortos de dimetro grande, que engranan en un pin central pequeo - satlites largos de dimetro pequeo, que engranan en un pin central grande y en los satlites cortos. El cambio Ravigneaux posee slo una corona, que comprende los satlites cortos. Mediante la corona tiene lugar siempre la salida de fuerza. Con los cambios Ravigneaux se pueden disear 4 marchas adelante y una marcha atrs. Por razn de su tipo se construccin compacto, es especialmente apropiado para vehculos de traccin delantera.

SP20-19

22

Elementos del cambioEmbrague de discosCada marcha posee un elemento del cambio, como mnimo, el cual establece el flujo de fuerza mediante friccin. Se utilizan embragues de discos para establecer el flujo de fuerza del eje de turbina al tren epicicloidal. Poseen discos interiores y exteriores, ambos unidos con piezas rotatorias. Estn encajados unos con otros. Sin accionamiento, hay entre ellos un intersticio y estn llenos de aceite, de modo que puedan girar libremente. El conjunto de discos es comprimido por un mbolo hidrulico, que gira simultneamente junto con su llenado de aceite, el cual acta por detrs sobre el mbolo. Por ello, la alimentacin de aceite se efecta mediante un rbol hueco. Al desembragar, se descarga el embrague de discos mediante resortes (muelles de compresin, tambin muelles de platillo). Unas vlvulas de bola (en parte en el mbolo y, en parte, en el portadiscos) se encargan de que, sin accionamiento, se elimine rpidamente la presin y pueda salir el aceite. Los portadiscos, tanto en el elemento interior como en el exterior, alojan los discos mediante salientes, resultando una unin en arrastre de forma. Los discos exteriores son de acero. Los discos interiores son de plstico altamente resistente. Cumplen al mismo tiempo la funcin del forro de friccin. La armazn de apoyo es de celulosa. La resistencia a temperaturas elevadas se consigue mediante un aditamento de fibras de aramida, material plstico de alta resistencia. A fin de influir sobre el valor de friccin se aaden minerales para unir la resina fenlica. El nmero de discos vara mucho segn la ejecucin del cambio. El juego entre los discos es de importancia para el funcionamiento del acoplamiento automtico de las marchas y est predeterminado en el diseo. Se ajusta por separado al efectuar el montaje. El principio del embrague de discos se aplica tambin en el cambio automtico 01M del OCTAVIA de SKODA.mbolo disco exterior, unido en arrastre de forma con elemento exterior

disco interior, unido en arrastre de forma con elemento interior

SP20-22

elemento exterior

disco exterior disco interior

vlvula de bola

elemento interior

SP20-21

SP20-25

Portadiscos (campana de embrague) para alojar los discos exteriores

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Elementos del cambioFrenos de discosLos frenos de discos se utilizan para retener un elemento del tren epicicloidal. Son similares a los embragues de discos y poseen asimismo discos interiores y exteriores. Los discos interiores tambin estn unidos con el elemento giratorio mediante salientes, mientras que los discos exteriores estn fijos, apoyados en la caja del cambio. En la activacin, un mbolo hidrulico comprime el conjunto de discos. Al contrario del embrague de discos, el mbolo hidrulico se encuentra fijo. Tambin en el freno de discos es de importancia el juego entre los discos para un funcionamiento perfecto del acoplamiento de marchas, por lo que se ajusta por separado. Los frenos de este tipo se montan en el cambio automtico 01M del OCTAVIA de SKODA.disco exterior apoyado en el cambio

SP20-24

disco interior, en arrastre de forma, engranado con elemento rotatorio

caja del cambio

disco exterior, fijo

disco interior

Frenos de cintaOtra posibilidad de diseo para retener los elementos de un juego de planetarios lo ofrece el freno de cinta. La forma exterior del rbol es similar a la de un tambor de freno. Como elemento de freno, una cinta de acero abraza estrechamente ese tambor de freno, el cual se mueve libremente en estado inactivo. La cinta de freno se apoya en un extremo contra la caja del cambio. Al tener lugar la activacin hidrulica, en el otro extremo acta la fuerza del mbolo y frena el tambor hasta la parada. Una desventaja del freno de cinta es que sobre la caja del cambio actan grandes fuerzas radiales. Este principio se aplica, por ejemplo, en el cambio 001 de coches de turismo Arosa. mbolo

elemento rotatorio

SP20-23

SP20-26

24

Cruzamiento En el acoplamiento electrohidrulico de marchas, un elemento del cambio se abre y otro se cierra. Este proceso tiene lugar en fracciones de segundo. Durante este proceso disminuye el par transmitido del elemento que se abre y aumenta el del elemento que se cierra. La nueva marcha engrana en el momento en que el par en el elemento que se acopla es mayor que el par en el elemento que se desacopla. Este proceso se designa como cruzamiento. En caso del denominado cruzamiento cero, el elemento que se acopla absorbe tanto par como el que cede el elemento que se desacopla. En total, se conserva el par. El mando del cruzamiento slo se efecta mediante acoplamientos hidrulicos, activados por la Unidad Electrnica. El elemento que se acopla recibe toda la presin de trabajo.

p

p t

= = =

presin tiempo curso de la presin, elemento que se desacopla en cruzamiento 0 curso de la presin, elemento que se acopla en cruzamiento 0 cruzamiento negativo cruzamiento positivo punto del cruzamiento cero punto de cruzamiento negativo punto de cruzamiento positivo

P p P 0 P n = = P0 =SP20-27

=

t

Pn = Pp =

Adicionalmente al cruzamiento cero hay cruzamientos negativos y positivos que se aplican convenientemente para determinados estados de funcionamiento. Cruzamiento negativo El elemento que se acopla toma el par demasiado tarde. (es decir, en caso de cambiar a una marcha superior de traccin/marcha inferior de freno, la disminucin de presin del primer elemento tiene lugar demasiado pronto o en caso de cambiar a una marcha inferior de traccin/marcha superior de empuje, el aumento de presin del elemento que se acopla tiene lugar demasiado tarde. En el funcionamiento bajo carga del motor, el nmero de revoluciones aumenta a causa de la separacin. En el funcionamiento por empuje, el nmero de revoluciones disminuye). Cruzamiento positivo El elemento que se acopla toma el par demasiado pronto. (es decir, en caso de cambiar a una marcha superior de traccin/marcha inferior de freno, la disminucin de presin en el elemento que se desacopla tiene lugar demasiado tarde o en caso de cambiar a una marcha inferior de traccin/marcha superior de empuje, el aumento de presin del elemento que se acopla tiene lugar demasiado pronto. Se produce por breve tiempo el bloqueo del cambio y, con ello, la cada del par. Esto puede ser conveniente si se quiere llevar el motor rpidamente de un rgimen elevado a otro bajo).25

Elementos del cambioPin libreEl mando del cruzamiento se puede simplificar con ayuda de piones libres. El pin libre transmite un par slo en un sentido. En sentido contrario, gira libremente. Se utiliza a fin de simplificar el despliegue tnico para un acoplamiento de marchas sin interrupcin de la fuerza de traccin. Permite una transicin exacta al acoplar marchas sin requerir nada especial del mando del elemento que se acopla. Con rgimen en deceleracin del vehculo, se invierte el flujo de fuerza. De este modo, el pin libre se abrira y no permitira ningn efecto del freno motor (anlogamente al pin libre en las bicicletas). Por esta razn, al pin libre van acoplados paralelamente los frenos o embragues.

Pin libre de rodillos En los intersticios entre el anillo interior y exterior se encuentran rodillos. En el sentido de bloqueo, stos se colocan en los intersticios que van estrechndose. De este modo se unen los anillos interior y exterior. Unos muelles oprimen los rodillos en el intersticio, a fin de conseguir un bloqueo seguro. Un pin libre de rodillos lo encontramos, p. ej., en el cambio automtico 01 M del OCTAVIA de SKODA.

Pin libre con cuerpos de aprieteSP20-28

Es de tcnica ms costosa que el pin libre de rodillos, pero para un mismo tamao permite una mayor transmisin de pares. En una jaula de muelle dispuesta entre los anillos interior y exterior se encuentran cuerpos de apriete en forma de haltera. Por accin de la fuerza elstica estn permanentemente aplicados. En el sentido de marcha libre, los cuerpos de apriete se abaten, sin impedir la marcha libre. En el sentido de bloqueo, se levantan. Un pin libre con cuerpos de apriete se utiliza, p. ej., en el cambio automtico 001 del coche de turismo Arosa.

SP20-29

26

Mando del cambioSimplificando se puede decir que, en un cambio automtico moderno, participan cuatro componentes en la lgica y ejecucin del mando.

estados de funcionamiento

conductor

electrnica

hidrulica

cambio automtico

Conductor

decide cundo, adnde y con qu rapidez, deportividad o economa. De ello se encargan el pedal acelerador y la palanca selectora.

Estados de funcionamiento

las resistencias al avance influyen: si se recorre una pendiente cuesta arriba/cuesta abajo, si se utiliza remolque, si hay viento contrario, si se conduce bajo carga o con empuje. Los sensores envan las informaciones a la unidad de control. efecta evaluaciones, se encarga del trabajo mental, regula el dispositivo hidrulico del cambio se encarga de configurar las presiones de mando y recorridos de acoplamiento.

Electrnica

Hidrulica

Todava no era as en los primeros cambios automticos. La lgica de la seleccin de marchas se realizaba hidrulicamente. Los estados de funcionamiento se registraban mediante elementos constructivos hidrulicos, neumticos y elctricos, se convertan en presiones, con lo que se activaba la seleccin de marchas. En el curso del desarrollo de la electrnica aplicada a la tcnica automovilstica, estos elementos constructivos se sustituyeron por los correspondientes componentes electrnicos. El mando hidrulico del cambio se convirti en mando Electrnico del cambio. Los elementos del cambio los activa la electrnica, el mando hidrulico del cambio se convirti en mando electrohidrulico. El mando electrnico del cambio se convirti en el elemento central de la lgica y ejecucin de mando. Los puntos de acoplamiento del cambio se forman a partir de un gran nmero de informaciones que describen la situacin momentnea de funcionamiento y marcha (vase tambin "Determinacin del punto de acoplamiento del cambio"). Excepciones No obstante, las posiciones ms importantes de la palanca selectora - P - R - N - D - siguen transmitindose como antes, adicionalmente por medios mecnicos, de la palanca selectora a la corredera selectora en el dispositivo hidrulico de acoplamiento de marchas. Esto asegura la disponibilidad de funcionamiento del cambio automtico tambin en caso de fallar la unidad de control electrnica.27

Mando del cambioRelacin de sistemas de un cambio automticoLa unidad de control se encuentra siempre separada en el vehculo y no dispuesta en el cambio. El lugar de montaje vara segn el tipo de vehculo (p. ej., en la caja de aguas, en el vano motor, en el espacio reposapis).carga del motor posicin del pedal acelerador nmero de revoluciones del cambio velocidad de marcha nmero de revoluciones del motor identificacin de posicin accionamiento del pedal de freno sobregs temperatura del aceite del cambio conexin para diagnsticos desconexin del sistema de aire acondicionadoSP20-30

dispositivo hidrulico del cambio - vlvulas magnticas

bloqueo de la palanca selectora bloqueo de arranque luz de marcha atrs

elevacin del ralent reajuste del par motor

La unidad de control determina la lgica del acoplamiento de marchas mediante operaciones calculatorias permanentes. En base a ello, regula los elementos actuadores del mando electrnico del cambio, entre los que se cuentan, en primer lugar, las vlvulas magnticas, las cuales se encuentran en el dispositivo hidrulico del cambio. Ventajas del mando electrnico del cambio frente al convencional hidrulico: Sin gran despliegue tcnico adicional se pueden procesar seales adicionales. La regulacin de la hidrulica es ms exacta. Los efectos de desgaste se pueden compensar mediante el mando de presin adaptivo. a curva caracterstica de acoplamiento de marchas se puede configurar de modo ms flexible. La electrnica protege ms fcilmente contra manejo errneo. Las averas presentadas se pueden evadir hasta cierto punto, asegurando as la disponibilidad de servicio del vehculo. Las averas presentadas quedan registradas en la correspondiente memoria para el Servicio.

Las funciones de los sensores y actores de un mando automtico del cambio se explican detalladamente en el programa autodidctico 21, Cambio automtico 01M.

28

Comunicacin con otros sistemas del vehculo El mando electrnico del cambio no es ningn sistema que trabaje aisladamente. El comunica con otros sistemas electrnicos del vehculo a fin de minimizar el despliegue tcnico de sensores, optimizar el confort del acoplamiento de marchas y aumentar la seguridad del trfico. Numerosas seales de las electrnicas del motor y cambio se utilizan conjuntamente, tales como, p. ej., el nmero de revoluciones del motor, la seal de carga y la posicin del pedal acelerador. A fin de suavizar las presiones de acoplamiento durante el accionamiento de los elementos del cambio (p. ej., embragues de discos, frenos de discos), se comunica a la unidad de control del motor el momento del acoplamiento de una marcha. Para ello, la unidad de control para el cambio automtico est enlazado por una lnea directa con la unidad de control del motor. Durante el momento de acoplar la marcha, se vara brevemente el punto de encendido en sentido de retardo, con lo cual se suprime el par motor en ese tiempo. En algunos sistemas de mando electrnico del cambio se efectan intercambios de informaciones con los diferentes sistemas del vehculo. En caso de una intervencin reguladora de un sistema de control de estabilidad (p. ej., control electrnico de traccin o bloqueo electrnico del diferencial), el mando electrnico del cambio impide que se efecten acoplamientos de marchas. En caso de una intervencin reguladora durante el arranque del vehculo (sistema de traccin antideslizante), el mando electrnico del cambio utiliza la segunda marcha para reducir el par motor. En caso de recorrer una curva cerrada, un sensor registra la aceleracin transversal y la transmite al mando electrnico del cambio. En este momento se impiden procesos de acoplamiento de marchas.

Electrnica del motor

Electrnica del tren de rodaje

Sistema de aire acondicionado

Si se necesita disponer de todo el par motor para acelerar fuertemente, se desconectar el acoplamiento magntico del compresor. Las informaciones para ello las enva el mando electrnico del cambio a la unidad de control para el sistema de aire acondicionado tan pronto se acciona el interruptor de sobregs (kickdown).29

Mando del cambioPrograma de emergencia/autodiagnsticoEl mando electrnico del cambio contiene estrategias en caso de fallos de seales = programa de emergencia Si falla una seal de entrada, p. ej., a causa de rotura de cable, se intentar desviar a una seal sustitutiva, a fin de mantener la marcha de modo seguro. Ejemplo: La temperatura de aceite del cambio se mide mediante un termosensor. Si falla ste, se podr utilizar un valor emprico "cambio a temperatura de servicio, 70C". como seal sustitutiva tambin se puede utilizar la temperatura del lquido refrigerante del motor. La descripcin de los sensores/actores en el programa autodidctico 21, referente al cambio 01M, incluye tambin las seales sustitutivas para cada caso. Las averas que se presentan en el programa de emergencia las registra el mando del cambio apto para diagnstico en la memoria de averas. Esta se puede leer con un aparato lector de averas mediante el interface de diagnstico. De este modo, en el sector de Servicio se pueden sacar conclusiones sobre la causa de la perturbacin. Una avera voltil aparece slo brevemente para volver a desaparecer. Segn el tipo de avera se utilizan diversas estrategias: el mando del cambio permanece en el programa de emergencia aunque yano aparezcan averas, el mando del cambio vuelve al funcionamiento normal si la avera ya no ha vuelto a presentarse despus de varios arranques del motor. No obstante, la informacin permanece registrada en la memoria de averas. Marcha de emergencia Una marcha de emergencia se inicia si fallan seales absolutamente necesarias o el mando elctrico mismo del cambio. En tal caso, se pone en funcionamiento un sistema netamente hidrulico. A fin de poder mover el vehculo en la marcha de emergencia, la palanca selectora sigue acoplada como antes mecnicamente a la corredera selectora. Segn la posicin de la palanca selectora, el cambio automtico se encuentra en la posicin N, R o en una marcha adelante D. Se desconecta el embrague de anulacin del convertidor de par.30

1 4 7 C O 8 Q 5

2 6 9

3

HELP

V.A.G. 1552

SP17-29

Nota: Por esa razn, al efectuar el Servicio trabajos en un cambio automtico, hay que leer siempre primero la memoria de averas antes de efectuar ulteriores trabajos.

Sistema hidrulicoCircuito/bomba de aceiteEn el cambio automtico, el convertidor, la electrnica y el engranaje planetario estn convenientemente completados con la hidrulica. En el cambio automtico, el medio de trabajo definitivo es el aceite. Por ello, el aceite tiene tambin especial importancia en el cambio automtico, pues sin aceite se pierden todas las funciones (para la importancia del aceite, vase tambin el apartado "Aceite"). El aceite adquiere presin por efecto de una bomba por separado y recorre el circuito de aceite. En casi todos los cambios automticos, como bomba de aceite se utiliza una bomba meniscal. La acciona el motor del vehculo al rgimen del mismo. Las bombas en forma de menisco son robustas, de funcionamiento seguro y generan la necesaria presin de trabajo (hasta unos 25 bares). Ellas aseguran el suministro de aceite a los elementos del cambio al mando del cambio al convertidor de par hidrodinmico a todos los puntos de lubricacin del cambio.

Circuito de aceite (representacin esquemtica)

SP21-19

El aceite se enfra en un pequeo circuito aparte mediante el lquido refrigerante del motor. En el dispositivo hidrulico del cambio (dispuesto usualmente debajo del mismo) tiene lugar la regulacin y distribucin de la presin. Una bomba meniscal la posee tambin, p. ej., el cambio automtico 01M del OCTAVIA de SKODA. Se describe en el programa autodidctico 21. En l tambin se explica el circuito de aceite, el cual es similar en todos los cambios automticos.

SP21-18

Bomba de aceite (bomba ATF)

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Sistema hidrulicoDispositivo hidrulico del cambioEste dispositivo hidrulico representa la central de mando para la presin del aceite. En l se regula la presin del aceite, con arreglo a las seales del mando electrnico del cambio y se distribuye a los elementos del cambio. Por regla general, el dispositivo hidrulico se compone de varias carcasas de vlvula. Una carcasa de vlvulas representa el cuerpo para todas las vlvulas que se se encuentran all (vlvulas de conmutacin, vlvulas magnticas de regulacin, vlvulas reguladoras de presin). Adems, contiene los canales de aceite de acuerdo con el esquema hidrulico. Los canales de aceite en la carcasa de vlvulas estnconducidos sin cruzamiento. Los cruzamientos necesarios se disean mediante orificios dispuestos en un bloque intermedio. De este modo se pueden formar vas de aceite en diferentes carcasas de vlvulas que se encuentran superpuestas. Las vlvulas activadas elctricamente por la unidad de control electrnica (vlvulas magnticas) estn caladas desde el exterior en las carcasas de vlvulas. De este modo, son fcilmente accesibles y cambiables para trabajos del Servicio. El dispositivo hidrulico del cambio, adems de sus enlaces elctricos con la unidad de control electrnica, est unido mecnicamente con la palanca selectora mediante una corredera manual. El dispositivo hidrulico suele estar montado debajo del cambio. En tal caso, la caja del cambio contiene parte de los canales de aceite. Los canales de aceite tambin pueden estar dispuestos en una placa aparte.SP20-33

dispositivo hidrulico del cambio

SP20-32

vlvulas magnticas lmina conductora por la que entran las seales en las vlvulas magnticas

Canales de aceite en la caja del cambio

32

Esquema hidrulicoEl presente esquema hidrulico es un extracto simplificado del esquema hidrulico de un cambio automtico.elementos del cambio

Sobre este sistema queremos explicar el complicado laberinto del mando hidrulico. Se representan dos elementos del cambio. Segn el diseo del cambio, en un moderno cambio de cuatro marchas pueden ser de seis a ocho elementos de friccin (embragues y frenos).

El esquema muestra las vlvulas en posicin de reposo.SP20-34

Bomba de aceite

Iaspiracin presin de trabajo para elementos del cambio

Vlvula reguladora de presin Vlvula magntica de regulacin Vlvula de conmutacin

presin de trabajo para embrague de anulacin del convertidor de par presin del vlvula de conmutacin presin de vlvula reguladora presin moduladora presin de mando

vlvula magntica de conmutacin Salida para presin cero

presin de mando ajustada Spresin de engrase presin de regulacin para embrague de anulacin del convertidor de par

OO

Estrangulador

33

Sistema hidrulicoLas presiones en el sistema hidrulicoEn el sistema hidrulico se necesita el aceite en diferentes escalones de presin. Las vlvulas reguladoras de presin y las vlvulas magnticas de regulacin se utilizan para generar los necesarios escalones de presin. Presin de trabajo La presin de trabajo es, con 25 bares, la ms alta en el sistema hidrulico. Se genera mediante la bomba de aceite y tambn se aplica directamente detrs de la misma. Mediante una salida para presin cero controlada, la presin de trabajo se controla con la vlvula reguladora de dicha presin. La regulacin de la presin se efecta en funcin de los impulsos del mando electrnico del cambio. Segn la marcha a acoplar, se distribuye la presin de trabajo a uno a varios elementos del cambio. La distribucin se efecta mediante una vlvula de conmutacin. Con una marcha acoplada, la presin de trabajo se aplica al correspondiente elemento del cambio. Presin de vlvula de conmutacin Presin de vlvula reguladora La presin de vlvula de conmutacin se ajusta a 3 hasta 8 bares mediante una vlvula regu- vlvula reguladora ladora de presin. de presin Esta presin alimenta las vlvulas magnticas de mando elctrico. Importante! Las vlvulas magnticas de conmutacin regulan, con la presin de la vlvula de conmutacin, las vlvulas de conmutacin pospuestas, las cuales regulan por su parte los elementos del cambio (vase tambin el ejemplo de funcionamiento).vlvula reguladora de presin vlvula magntica de regulacinSP20-38

SP20-37

Vlvula reguladora de presin de trabajo (una vlvula reguladora de presin)

elemento del cambio vlvula de conmutacin vlvula magntica de conmutacin

La presin de la vlvula de regulacin se ajusta asimismo mediante una vlvula reguladora de presin y es de 3 a 8 bares. Alimenta como presin de mando, mediante una vlvula magntica de regulacin, una vlvula reguladora de presin pospuesta, p. ej., para el embrague de anulacin del convertidor de par.34

vlvula reguladora de presin

Presin moduladora La presin moduladora del motor es proporcional al par motor, es un espejo de la carga del motor. Segn las informaciones de la electrnica del motor, la vlvula de modulacin (una vlvula magntica de regulacin) es activada por el mando electrnico del cambio y genera la presin de modulacin. Esta es de 0 a 7 bares. La presin moduladora llega a la vlvula reguladora de presin de trabajo, influyendo as sobre la altura de la presin de trabajo.SP20-39

Presin de mando Presin de engrase La presin de mando es de 6 a 12 bares. Se utiliza, durante el cambio de marcha, en el elemento a acoplar. La presin de mando la ajusta el mando electrnico del cambio mediante una vlvula magntica de regulacin y una vlvula reguladora de presin. Al finalizar el acoplamiento de la marcha, la presin de mando se sustituye en el elemento del cambio por la presin de trabajo.SP20-40

La presin de engrase es de 3 a 6 bares. Ella alimenta el convertidor de par. El aceite fluye a travs del convertidor, del radiador de aceite y de todos los puntos de lubricacin del cambio automtico.

Presin para embrague de anulacin del convertidor de par La presin se ajusta mediante una vlvula magntica de regulacin y una vlvula reguladora de presin y se regula mediante el mando electrnico del cambio. La presin se ajusta segn el par motor a transmitir.SP20-44

35

Sistema hidrulicoElementos hidrulicos del cambioEn el cambio automtico de mando electrnico se utilizan vlvulas magnticas como elementos hidrulicos (vlvula magntica de conmutacin, vlvula magntica de regulacin). Adems encuentran aplicacin vlvulas de conmutacin que slo trabajan hidrulicamente. Las vlvulas magnticas de conmutacin conducen la presin del aceite a una vlvula de conmutacin o reducen dicha presin. Por tanto, conectan o desconectan y dan lugar a conmutaciones de los elementos del cambio, p. ej., se inicia el proceso del cambio de marchas. En posicin de reposo, estn cerradas por accin de la fuerza elstica de muelle. El inducido est unido con el taqu de vlvula. En la activacin mediante la unidad de control electrnica, el inducido es arrastrado venciendo la fuerza elstica del muelle. El taqu deja libre el paso de P a A para la presin de la vlvula de conmutacin y cierra la salida para presin cero. Las vlvulas magnticas de conmutacin se regulan con seal de mando digital (con. - descon.). La presin de vlvula de conmutacin acta como presin de mando sobre la vlvula de conmutacin. La vlvula de conmutacin es una vlvula de funcionamiento netamente hidrulico. Sirve para distribuir la presin entre los elementos del cambio. Por regla general, posee slo dos posiciones de conmutacin, que se acoplan mediante una o dos presiones de mando. En la posicin de reposo, el empalme de trabajo est unido con la salida para presin cero, por lo que los elementos del cambio estn sin presin. En la posicin de trabajo, la presin de mando acta en el empalme X; la presin P tiene paso al empalme A y la salida para presin cero est bloqueada. La salida L sirve slo de orificio de expansin. Las vlvulas de conmutacin son mayormente vlvulas de corredera, por lo que a menudo se designan como correderas o correderas de conmutacin.

Vlvula magntica de conmutacin

P

presin de vlvula de conmutacin taqu de vlvula

A inducido

bobina OSP20-41

Vlvula de conmutacin

posicin de reposo X

A

O A X

P

L

O posicin de conmutacin

P

LSP20-36

36

Ejemplo de funcionamiento de vlvula magntica de conmutacin y vlvula de conmutacin representacin esquemtica

Este ejemplo nos muestra que un elemento del cambio no recibe presin de trabajo mediante la vlvula magntica.

A posicin de reposo X

O

P

Posicin de reposo La vlvula magntica de conmutacin no est activada. En la vlvula de conmutacin no acta ninguna presin de mando (presin de vlvula de conmutacin). La salida para presin cero est abierta

posicin de trabajo

presin de trabajo

Posicin de trabajo La vlvula magntica de conmutacin la activa la X unidad de control electrnica del cambio automtico, es accionada elctricamente. El imn atrae un taqu de vlvula y deja libre el O P presin de vlvula flujo para la presin a la vlvula de conmutacin. Seguidamente, el mbolo (empujador) se mueve de conmutacin hidrulicamente en la vlvula de conmutacin. Con ello se bloquea la salida para presin cero y se deja libre el empalme para la presin de trabajo. SP20-35 Ahora, la presin de trabajo acta plenamente sobre el elemento del cambio (embrague o freno, segn la lgica de mando).A

Vlvula magntica de regulacin

Las vlvulas magnticas de regulacin regulan una presin progresiva del aceite. Son vlvulas de cierre contra la presin cero, pretensadas mediante fuerza elstica de muelle. Al activarse, se arrastra el inducido venciendo la fuerza elstica de muelle y el taqu de vlvula abre la salida para presin cero. De este modo, la presin de aceite disminuye en A, a saber, tanto ms cuanto mayor sea la intensidad de la corriente de activacin; por tanto, una activacin progresiva. Intensidad baja de corriente = presin alta Intensidad alta de corriente = presin baja Las vlvulas magnticas de regulacin se utilizan siempre en combinacin con un estrangulador y se alimentan con presin de vlvula de regulacin. No regulan directamente la presin de aceite de un elemento del cambio, sino que suministran la presin de mando que, a travs de A, acta sobre una vlvula reguladora de presin pospuesta (p. ej. presin moduladora).

presin de vlvula reguladora

P

A

O taqu de vlvula inducido bobinaSP20-42

37

Compruebe Ud. sus conocimientos

Qu respuestas son correctas? A veces, slo una. Pero quizs tambin ms de una - o todas! Srvase completar estos puntos ..................

1.

En el cambio manual, el embrague de separacin mecnico transmite el par motor al cambio. En el cambio automtico, de esta funcin se encarga ................. .

2.

Caractersticas de diseo de un cambio automtico: A. B. C.

La sincronizacin de los nmeros de revoluciones de las ruedas la realiza el sistema hidrulico. Acopla las marchas sin interrupcin del flujo de fuerza.. Todas las parejas de piones estn permanentemente engranadas.

3.

La base inicial mecnica de casi todos los cambios automticos son .................. .

4. Un diseo especial de ................... es el cambio Ravigneaux. A. B. C.

Posee 3 trenes epicicloidales. Posee 2 trenes epicicloidales con pin central comn. Posee 2 trenes epicicloidales con portasatlites comn.

5.

La determinacin del punto de acoplamiento del mando electrnico del cambio, de tipo convencional, se efecta mediante dos parmetros. Estos son ............ y .............

6.

El aceite en el cambio automtico se designa a menudo con la forma abreviada ..... Adems de la lubricacin, ha de realizar todava tareas importantes. Cules son las que no realiza? A. Transmisir fuerzas B. Efectuar trabajo de sincronizacin C. Acumular calor. D. Establecer acoplamientos de marchas

38

?

?

7.

Qu afirmacin es correcta? A. B. En el cambio automtico slo hay funciones electrohidrulicas. Tambin en el cambio automtico se introducen mecnicamente en el dispositivo hidrulico importantes posiciones de la palanca selectora.

8.

Qu vlvula conduce la presin de trabajo de ...... bares a los elementos del cambio? A. B. C. La vlvula magntica de regulacin La vlvula magntica de conmutacin La vlvula de conmutacin

9.

Complete en el esquema hidrulico las tuberas y vlvulas que faltan.

10.

El mando electrnico del cambio es ........... Si, p. ej., un cliente indica irregularidades en el funcionamiento de marcha, el primer trabajo a realizar ha de ser ................

11.

Cundo trabaja un convertidor de par todava slo como embrague? A. B. C.

Con el pin de turbina parado Con un aumento mximo del par motor Cuando los nmeros de revoluciones de la bomba y de la turbina son aproximadamente iguales.

((Soluciones)): 1.convertidor de par; 2. B;C; 3. engranaje planetariol 4.engranaje planetario, C; 5. velocidad de marcha, posicin del pedal acelerador; 6. ATF; B, C; 7.B; 8. aprox. 25, C; 9. pgina 33; 10. apto para diagnstico, consultar la memoria de averas; 11. C..

?

39