Cutiile de viteze automate transmit momentul motor la puntea (punțile) motoare fără întrerupere (continuu), iar vitezele pot fi schimbate în funcție de parametrii de deplasare fără intervenția șoferului.
În continuare va fi făcută o comparație între cutiile de viteze manuale și cele automate.
Cutii de viteze manuale:
- Ambreiaj mecanic, acţionat manual;
- Cutie de viteză manuală cu arborele de transmisie intermediar şi mecanism de schimbare a vitezelor;
- Conducătorul auto este implicat în schimbarea vitezelor;
- Fluxul de putere este întrerupt în timpul schimbării vitezelor (1 la 2 secunde);
- Necesită efort psihic crescut al şoferului, concentrare completă în toate situaţiile de conducere.
Cutii de viteze automate:
- Convertizorul automat de cuplu sau dublul ambreiaj monodisc (multidisc) de la cutia DSG separă rotaţia motorului pe timpul staţionării, realizează, de asemenea, sarcini suplimentare;
- Conducerea este mult mai relaxată, senzorul detectează rezistenţele de înaintare;
- Controlul electronic al cutiei de viteze procesează informaţiile pentru selectarea unei viteze prin intermediul elementelor de schimbare hidraulice;
- Cutia de viteze automată funcţionează fără întreruperea fluxului de putere şi accelerarea este continuă;
- Confortul şoferului este sporit, stresul este redus, siguranţa totată este ameliorată.
Spre deosebire de cutia de viteze automată cu hidroconvertizor și cutie de viteze planetară , care datorită
alunecării dintre pompă și turbină pornirea de pe loc este mai lentă, la cutia DSG plecarea de pe loc este la fel de rapidă ca la cutia de viteze manuală. Dacă la cutia cu hidroconvertizor, de regulă, randamentul acestuia este în jurul a 87%, și poate ajunge, uneori, la cel mult 97% în cazul motoarelor de înaltă performanță care funcționează la turații mari (excepție doar când a fost atinsă faza de ambreiaj, în alte cuvinte raportul momentului este 1:1, convertizorul funcționează, relativ, cu pierderi mici), la cutia DSG, in marea majoritate a timpului de funcționare raportul momentului este 1:1 similar cu cutia de viteze mecanică.
Caracteristicile cutiei de viteze –DSG 02E sunt:
- Unitățile de control mecatronic, electronic, electrohidraulic formează o unitate și sunt introduse în cutia de viteze;
- Funcția de menținere în pantă acționează când vehiculul este oprit cu frâna acționată ușor, presiunea în ambreiaj crescută;
- Controlul mersului în gol face posibil mersul în gol a vehiculului fără acționarea pedalei de accelerație, de exemplu când vehiculul staționează;
- Datorită concepției de realizare, ea poate să fie condusă în programul de funcționare de avarie numai în vitezele intâi, a treia sau a doua, în funcție de defecțiunea întâmplată.
Principiul de bază
Cutia de viteze automată DSG constă în principiu din două cutii de viteze independente una față de cealaltă. Fiecare cutie de viteze este concepută să funcționeze ca o cutie de viteze cu cuplare manuala.
Un ambreiaj multidisc este asigurat la fiecare cutie de viteze parțială. Ambele ambreiaje funcționează cu ulei DSG. Ele sunt reglate, deschis și închis de către mecatronică în funcție de viteza cuplată. Vitezele 1,3 , 5 și mers înapoi sunt cuplate prin ambreiajul multidisc K1. Vitezele 2,4 și 6 sunt cuplate prin ambreiajul multidisc K2.
In principiu, o cutie de viteze parțială este totdeauna acționată și cealaltă cutie de viteze este deja cuplată, dar ambreiajul pentru această cutie este în continuare deschis. Un sincronizator convențional și o unitate de cuplare a cutiei de viteze este asigurată la fiecare viteză.
Momentul ajunge de la arborele cotit la volanta cu două mase. Îmbinarea prin dantura volantei cu două mase de pe butucul de intrare al ambreiajului multidisc, transferă momentul la placa de comandă a ambreiajului multidisc.
Aceasta este conectată prin tamburul exterior al ambreiajului K1 cu butcul principal al ambreiajului. Tamburul exterior al ambreiajului K2 este, de asemenea, conectat cu butucul principal.
Ambreiaje multidisc
Ambreiajul multidisc K1
Momentul intră în respectivul ambreiaj prin tamburul exterior. Prin cuplarea ambreiajului, momentul este transmis tamburului interior și apoi la cel mai apropiat arbore de comandă.
Ambreiajul K1 este un ambreiaj multidisc. El este ambreiajul exterior și transmite momentul la arborele de
comandă 1 pentru vitezele intâi, a doua, a treia și mers înapoi.
Pentru închiderea ambreiajului, uleiul este trimis sub presiune în camera de presiune a uleiului ambreiajului 1. Astfel pistonul 1 cuplează și pachetul de discuri a ambreiajului K1 sunt presate.
Momentul va fi transmis prin pachetul de discuri tamburului interior și mai departe arborelui de comandă
(acționare) 1. Când are loc deschiderea (decuplarea) ambreiajului, arcul lamelar presează pistonul 1 înapoi în poziția inițială.
Ambreiajul multidisc K2
Ambreiajul K2 este ambreiajul interior și transmite momentul la vitezele a doua, a patra și a șasea. Pentru închiderea ambreiajului, presiunea de ulei este transmisă în camera de presiune K2. Pistonul K2 închide dupa aceea fluxul de putere prin pachetul de discuri la arborele de comandă 2. Arcul elicoidal apasă pistonul 2 în poziția inițială și are loc deschiderea ambreiajului.
Arborii de comandă 1 | Arborii de comandă 2
Arborele de comandă 2 este ilustrat prin poziția de montare a arborelui de comandă 1. Arborele de comandă 2 are o construcție tubulară și este conectat prin îmbinare cu dantura la ambreiajul multidisc 2. Arcurile elicoidale pentru vitezele a șasea, a patra și a doua sunt sprijinite pe arborele de comandă 2. Un pinion comun este folosit pentru vitezele a patra și a șasea. Un rotor pulsator, pentru senzorul arborelui de comandă 2, este montat imediat după pinionul vitezei a doua, cu scopul de a detecta turația(rot/min) acestui arbore de comandă.
Arborele de comandă 1 funcționează, prin interiorul arborelui de comandă tubular 2. El este conectat printr-o îmbinare prin dantură la ambreiajul multidisc 1. Arcurile elicoidale pentru viteza a cincea, pinionul comun pentru viteza întâi și mers înapoi ca și viteza a treia sunt sprijinite pe arborele de comandă 1. Un rotor pulsator pentru senzorul arborelui de comandă este montat între pinonul vitezei întâi/mers înapoi și pinionul vitezei a treia cu scopul de a de a detecta turația acestui arbore de comandă.
Arborii de ieșire
În concordanță cu arborii de comandă în cutie sunt, de asemenea, doi arbori de ieșire din cutia de viteze automată DSG.
Prin folosirea comună a pinioanelor pentru viteza întâi și mers înapoi ca și pentru viteza a patra și a șasea de pe arborii de comandă astfel lungimea totală a cutiei de viteze poate fi micșorată.
Arborele de ieșire 1
Pe arborele de ieșire 1sunt: tripla sincronizare cu roți dințate baladoare pentru vitezele 1,3 și 2; o simplă sincronizare cu roata dințată baladoare pentru viteza patra. Arborele de ieșire se angrenează cu pinionul de viteză pentru transmisia finală a diferențialului.
Arborele de ieșire 2
Pe arborele de ieșire 2 sunt: un rotor pulsator pentru turația de ieșire a cutiei de viteze, mecanismele de cuplare ale vitezelor 5, 6 și mers înapoi, pinionul vitezei de ieșire pentru cuplarea la diferențial. Ambii arbori de ieșire transmit momentul lor prin pinionul vitezei de ieșire la diferențial.
Arborele de mers înapoi
Arborele de mers înapoi schimbă sensul de rotație a arborelui de ieșire 2 iar pe acesta este un pinion de viteză pentru transmisia finala a diferențialului. El este angrenat împreună cu pinionul vitezei întâi și mers înapoi de pe arborele de comandă 1 și transmite momentul de sens schimbat prin intermediul pinionului balador pentru mers înapoi de pe arborele de ieșire.
Ambii arbori de ieșire sunt în contact permanent cu pinionul de comandă al diferențialului și astfel momentul motor este transmis. Diferențialul transmite momentul prin arborii planetari la roțile motoare. Pinionul de parcare este integrat în diferențial.
Arborele pompei de ulei
Arborele pentru antrenarea pompei de ulei este acționat de volantul motorului și trece prin cei doi arbori de
comandă tubulari.
Mecatronica
Mecatronica este unitatea de control centrală a cutiei de viteze, ea este cuprinsă în cutia de viteze, scaldată de jur împrejur de uleiul DSG. Ea conține o unitate de control electronică și o unitate de control electro-hidraulică .
Toate semnalele senzorilor și toate semnalele altor unități de control funcționează împreună în mecatronică și toate acțiunile sunt introduse și supervizate de ea. Acolo sunt 12 senzori în această unitate compactă, numai doi senzori sunt în afara mecatronicii. Ea controlează sau reglează opt elemente de acționare hidraulice prin șase supape de modulație a presiunii și cinci supape de întrerupere a presiunii și răcirea fluxului de ulei a ambelor ambreiaje.
Unitatea de control a mecatronicii învață pozițiile ambreiajelor și pozițiile elementelor de acționare a vitezelor cu cuplarea vitezelor .
Unitatea de control electronică
Avantajele acestei unități compacte sunt: cea mai mare parte a senzorilor sunt integrați, elementele de acționare electrice sunt montate direct în mecatronică, interfețele electrice necesare la vehicul sunt realizate printr-o conectare centrală.
Această masură reduce numărul conectărilor și cablajelor, lucru ce înseamnă un mai mare coeficient de siguranță electric și o greutate mai mică. Suplimentar, ea înseamnă cea mai mare solicitare termică și mecanică pentru UCE. Pot avea loc temperaturi posibile de la – 40⁰ C la + 150⁰ C ca și oscilații mecanice de până la 33g, dar nu trebuie să împiedice maniabilitatea.
Unitatea de control electrohidraulică
Supapele au diferite caracteristici de cuplare, depinzând de funcțiunile lor. Ele sunt de două tipuri: supape de comutare DA/NU și supape de modulație. Supapele de comutare DA/NU se găsesc la: supapele de acționare a vitezelor și supapa de multiplicare.
Supapele de modulație se găsesc la: supapa de presiune principală, supapa răcirii uleiului, supapele ambreiajelor și supapele de siguranță. După demontarea conductorului supapele N89, N90, N91, N92 pentru acționare sunt vizibile.
Cuplarea vitezelor
Cuplarea vitezelor este realizată de către furcile de cuplare, în același mod, ca la o cutie de viteze manuală convențională. Două viteze sunt cuplate de către o furcă de cuplare. Cuplarea este realizată hidraulic de către cutia de viteze automată DSG și nu prin tije de cuplare ca la o cutie manuală. Furcile de cuplare se deplasează pe rulmenți cu bile într-un cilindru. Pentru cuplare, uleiul este condus de la mecatronică în cilindrul din stânga. Atunci cilindrul din dreapta este depresurizat, furca de cuplare cuplează si acționează manșonul culisant. Astfel, viteza este cuplată.
Daca viteza este angajată, furca de cuplare este cuplată depresurizat. Dacă furca de cuplare nu este acționată, ea este menținută de mecanismul de siguranță în poziția neutră. Pe fiecare furcă de cuplare este un magnet permanent. Senzorii de cale detectează prin magneții permanenți poziția exactă a furcilor de cuplare individuale în mecatronică.
