Controlul electrohidraulic al cutiei de viteze implică înregistrarea unor anumite stări de operare de către unii senzori.
Aceste stări sunt procesate de unitatea electronică de comandă a cutiei. Supape cu solenoizi sunt acționate electric în funcție de regimul în care se află autovehiculul. Aceste supape acționează la rândul lor supape hidraulice care modulează presiunea din diversele elemente acționate hidraulic. Schimbarea treptelor în cadrul cutiilor se realizează în funcție de accelerări și decelerări. (Fig.1).
Caracteristici:
● Schimbare facilă a treptelor
● Timp scurt de schimbare a treptelor
● Utilizare a unor multitudini de senzori
● Optimizarea emisiilor și a consumului de combustibil
● Selectarea tipului de schimbare a treptelor (Sport, Economic, Manual, Iarnă, etc.)
● Adaptare a schimbării treptelor în funcție de sistemele de siguranță ale autovehiculului
● Siguranță mai mare în utilizare
Construcția sistemului (Fig.1 )
Sistemul de control este format din:
● Senzori (de poziție a selectorului, senzor de poziție a pedalei de accelerație, senzori de turație etc.)
● Unitatea electronică de comandă a cutiei care îndeplinește mai multe funcții printre care și comunicarea cu alte unități electronice de comandă prin intermediul rețelei CAN.
● Unitatea de control electrohidrauliuc cu supape cu solenoizi și hidraulice și supape de control.
● Elemente caracteristice schimbării treptelor (ambreiaje, frâne cu bandă)
Principiul de funcționare
Unitatea electronica de comandă a cutiei de viteze (EGS).
Procesează semnalele de intrare de la diverși senzori și comutatori precum și alte semnale de la alte ECU prin rețeaua CAN.
Semnale monitorizate provenite de la vehicul:
● Selectorul treptelor : P Park (parcare), R Reverse (marșarier), N Neutral (Neutru), D Drive (toate vitezele pentru înaintare), 4 intervalul de trepte 1-4, 3 intervalul de trepte 1-3, 2 treptele 1 și 2
● Funcția Tiptronic = mod manual de schimbare a treptelor
● Selectorul programului de schimbare a treptelor: S Sport, E Economic , W Winter (program de iarnă)
● Comutator de frână
● Semnale de la alte sisteme (ABS, ESP, etc.)
Semnale monitorizate provenite de la cutia de viteze:
● Senzor de turație al arborelui de intrare
● Senzor de turație al arborelui de ieșire
● Senzor de temperatură al uleiului
Semnale monitorizate provenite de la motor:
● Senzor de poziție al pedalei de accelerație
● Sarcina motorului (timpul de injecție)
● Senzor de turație al motorului
● Senzor de temperatură al lichidului de răcire
Secvențele de schimbare a treptelor sunt selectate conform unor hărți de programe stocate în unitatea electronică de comandă din cadrul cutiei de viteze, în concordanță cu viteza de deplasare a autovehiculului. Controlul procesului de schimbare a treptelor se realizează prin activarea electronică a electrovalvelor în unitatea electrohidraulică de comandă.
Funcţii suplimentare ale EGS
Activarea afișajului în panoul de instrumente. Indicarea treptei de viteză selectate, a programului de schimbare și a martorilor de bord.
Intervenții asupra motorului.
Pentru a îmbunătăți calitatea schimbării treptelor de viteză și pentru a prelungi durata de viață a elementelor de schimbare ( a ambreiajelor), momentul motor este redus în timpul proceselor de schimbare a treptelor, prin întârzierea momentului de aprindere în cadrul vehiculelor echipate cu motoare cu aprindere prin scânteie.
În cazul vehiculelor echipate cu MAC, cantitatea de combustibil injectată este redusă.
Protecția în cazul selectării unei trepte inferioare. Selectarea
treptei inferioare se realizează numai în cazul în care nu
rezultă o supraturare a motorului.
Blocarea selectorului.
Selectorul poate fi acționat numai după acționarea contactului de pornire. Poziția selectorului poate fi modificată doar prin apăsarea pedalei de frână, din poziție P sau N , într-o altă poziție astfel încât autovehicului să nu se deplaseze involuntar. Acest lucru se realizează prin intermediul unui electromagnet acționat de unitatea electronică de comandă.
Blocare R/P.
La viteze mai mari de 10 km/h, selectorul nu poate fi mutat în poziția R sau P pentru a preveni defecte
mecanice ale cutiei.
Comutatorul de pornire.
Pentru a porni motorul, selectorul trebuie să fie în poziția P sau N , iar pedala de frână trebuie să fie acționată. În cazul în care aceste condiții nu sunt îndeplinite, circuitul releului de acționare al demarorului nu va fi acționat de unitatea electronică de comandă a cutiei de viteze.
Sistemul electrohidraulic (Fig. 2).
Sistemul electrohidraulic este format din:
● Pompa care creează presiune în sistem
● Supapă de control a presiunii din sistem
● Supapă de control a presiunii pentru procesul de schimbare a treptelor
● Selector manual glisant pentru distribuirea debitului de fluid către supape
● Supape de control a ambreiajelor a frânelor cu bandă și a ambreiajului de blocare a convertizorului
Controlul punctului de schimbare a treptei.
Electro-valvele din unitatea de control electrohidraulică comandă supapele de control direcțional a fluidului pentru procesul de schimbare a treptelor.
Controlul calității schimbării treptelor de viteză.
Presiunea de schimbare a treptelor e controlată prin supapele de control în funcție de diverși parametri, de exemplu: sarcină, turație.
Controlul ambreiajului de blocare al convertizorului.
Acesta se realizează prin intermediul unor supape cu solenoid, cu ajutorul unei semnal PWM (pulse width modulation sau modulație a duratei impulsului). Această funcție acționează temporar ambreiajul de blocare a convertizorului. Ambreiajul poate fi controlat și prin modularea alunecării relative a suprafețelor pentru a amortiza vibrațiile torsionale.
Generarea presiunii (Fig. 2)
Pompa. De regulă, este antrenată de rotorul convertizorului de cuplu, și furnizează presiunea necesară funcționării adecvate a sistemului.
Presiunea de funcționare este cea mai mare presiune din întregul sistem hidraulic (până la 25 bar). Toate celelalte presiuni precum cea necesară schimbării treptelor, presiunea necesară lubrifierii, presiunea necesară operării convertizorului de cuplu, etc. sunt obținute din presiunea de funcționare.
Presiunea necesară lubrifierii.
Uleiul hidraulic curge la această presiune prin convertizorul de cuplu, prin răcitorul de ulei și lubrifiază rulmenții și roțile satelit din angrenaje.
Selectorul manual glisant (Fig. 3).
Se află în carcasa elementului de control electrohidraulic și este acționat de către conducător prin intermediul selectorului. Presiune de funcționare este aplicată elementului glisant. În funcție de poziția lui, direcționează presiunea către supapele corespunzătoare. Toate treptele pentru mers înainte pot fi acționate atunci când selectorul se află în treapta D.
Blocarea treptei pentru parcare.
În poziția P, arborele de ieșire din cutia de viteze automată este blocat mecanic de un clichet care împiedică mișcarea involuntară a vehiculului (Fig. 4).
Supape pentru schimbarea treptelor.
Acestea sunt acționate prin intermediul electromagneților și direcționează uleiul sub presiune către elementele de schimbare a treptelor (ambreiaje multidisc, și frâne cu bandă).
Supape de control a presiunii. Acestea controlează:
● presiunea de acționare în funcție de sarcina motorului
● presiune variabilă de schimbare a treptelor
● cuplarea și decuplarea ambreiajelor multidisc prin intermediul presiunii de ulei.
Elementele de schimbare ale treptelor
Acestea conectează sau frânează componentele corespondente angrenajelor planetare.
Acestea pot fi:
● ambreiaje pentru antrenare (multidisc)
● ambreiaje pentru frânare sau frână cu bandă
● ambreiaje pentru turații ridicate (cu suprapunere a corpurilor)
Ambreiaje pentru antrenare (Fig. 5)
Ambreiajul este cuplat.
Uleiul sub presiune este direcționat prin intermediul supapelor de dirijare și acționează asupra elementului de blocare. Acesta acționează asupra arcului diafragmă care comprimă ambreiajul multidisc. Se stabilește legătura prin frecare.
Ambreiajul este decuplat.
Uleiul sub presiune nu acționează asupra elementului de blocare. Acesta realizează o mișcare de translație, eliberând ambreiajele comprimate anterior. Arcul diafragmă revine în poziție inițială întrerupând fluxul de putere.
Prin controlul eficient al uleiului sub presiune, cuplarea ambreiajului se poate realiza fie cu alunecare relativa, fie fara. Acest lucru permite o schimbare mai eficientă a treptelor de viteză. Presiunea de schimbare va crește până la cea de funcționare după fiecare schimbare de treaptă.
Ambreiaje cu suprapunere a corpurilor.
Au rolul de a realiza o legătură cinematică între părți specifice ale angrenajelor planetare. Acesta este format dintr-un inel exterior, un inel interior și elemente de blocare. Acestea se află în interiorul
unei suprafețe profilate.
Atunci când inelul exterior se rotește în sensul acelor de ceasornic, în timp ce inelul interior este frânat, elementele de blocare vor avea o poziție verticală și stabilesc astfel o legătură cinematică. Această conexiune este întreruptă atunci când inelul exterior se învârte în sens invers acelor de ceasornic.
Frâna cu bandă (Fig. 7).
Este alcătuită dintr-o bandă metalică, garnitură de fricțiune, tijă, piston hidraulic, carcasă, arc și element de reglare.
Principiul de funcţionare.
Atunci când uleiul hidraulic sub presiune acționează asupra pistonului, tija realizează o mișcare de translație, lipind banda de suprafața tamburului.
Pentru a elibera frâna, uleiul va acționa asupra pistonului din partea stângă.
