EVOLUCIÓN DE LAS CAJAS DE CAMBIO AUTOMÁTICAS

Autor: Francisco Barbadillo Divassón

 

 

 

 

En este segundo curso de cajas de cambio automáticas, se muestra la evolución de los diferentes modelos de cambio actualmente montados en los vehículos. Se desarrollan diferentes tipos de cambio automático  de los más habituales y conocidos.

 

 

TEMARIO DEL CURSO

 

  SISTEMAS DE CAMBIO AUTOMÁTICO EVOLUCIONADOS

 

6 MARCHAS 09D

DSG 02E

CAMBIO AUTOMATICO VARIABLE MULTITRONIC

Introducción

Posiciones de la palanca

Arquitectura de cambio

Cuadro general del sistema

Sensores

Actuadores

Esquema de funciones
 

Autodiagnóstico

Introducción

Palanca selectora

Arquitectura del DSG

Modulo Mecatronic

Unidad electrohidráulica

Circuito de aceite

Estructura del sistema

Sensores

Actuadores

Esquema de funciones

Enlace al CAN-Bus

Diagnosis

Servicio           

Introducción

Principio básico

Relaciones de transmisión

Concepto del cambio

Componentes del cambio

Desarrollo de la fuerza en planetario

Regulación electrónica

Gestión hidráulica

Particularidad de la regulación creep.

Autoadaptación de embrague

Refrigeración del embrague

Etapa reductora 

Variador

 

Regulación electrónica de la transmisión

Sensor de par    

La técnica de la cadena CVT

Bomba de aceite


Gestión electrónico-hidráulica

Bloqueo de aparcamiento

Leyenda esquema hidráulico

Refrigeración del ATF

Gestión del cambio

Freno de estacionamiento

Conmutador Tiptronic

Información Multitronic a través del CAN-Bus

 

CAJA DE CAMBIOS AUTOMATICA DE MARCHAS 09D

Cambio automático de 6 marchas 09D

 

Ha sido desarrollado por AISIN Co., LTD, un prestigioso fabricante japonés de cambios automáticos, que es también quien lo fabrica.

 

Para desarrollar el software de las unidades de control se ha aprovechado la amplia experiencia de los ingenieros de Volkswagen en programas de conducción gestionados por lógica difusa en función de las condiciones y resistencia de la marcha.

 

Este cambio automático de 6 marchas, con un diseño muy compacto, se introduce por primera vez en el Volkswagen Touareg.

 

IDENTIFICACIÓN DEL CAMBIO

 

 


 

 

         ETIQUETA IDENTIFICATIVA TIPO DE CAMBIO

 

 

 

 

 

 

 

Entre las particularidades del cambio cabe destacar:

 

● Programas de cambios de marcha gestionados por lógica difusa en función del tipo de conductor, así como de las condiciones y resistencia de la marcha.

 

● Un embrague anulador del convertidor de par regulado

● Carga de ATF de por vida.

 

● Una función de retención en pendientes que impide que el vehículo salga rodando hacia atrás, a la vez que permite iniciar la marcha con facilidad en los ascensos.

 

● Tiptronic con palanca selectora y con mandos en el volante

 


 

 

POSISCIONES PALANCA SELECTORA

TIPTRONIC

 

P – aparcamiento

Para poder sacar la palanca selectora de la posición de aparcamiento, el encendido deberá estar conectado.

Además, el freno deberá estar pisado y la tecla de bloqueo de la palanca selectora pulsada.

 

R – marcha atrás

Para engranar la marcha atrás hay que pulsar la tecla de bloqueo situada en la palanca selectora.

 

N – neutral

En esta posición, la caja de cambios se encuentra en punto muerto.

No se transmite par a las ruedas.

Si se mantiene la palanca selectora en esta posición durante algún tiempo habrá que volver a pisar el freno para poderla accionar.

 

D – Drive

En esta posición (Drive = gama de marchas para conducción normal) se cambian las marchas hacia delante de forma automática.

 

S – modo deportivo

La unidad de control selecciona las marchas de forma automática siguiendo una curva característica de cambios “deportiva”. Las marchas se apuran más.

 

 


En el Touareg, el Tiptronic se puede accionar mediante la palanca selectora y, además, a través de los mandos situados en el volante.

 

Tiptronic con palanca selectora

 

Para poner la palanca en la pista del Tiptronic hay que sacarla de la posición “D” y desplazarla hacia la derecha.

 

 

 


Si se accionan los mandos del volante cuando la palanca selectora se encuentra en las posiciones “D” o “S”, la gestión del cambio automático pasa al modo Tiptronic.

 

Si se deja de accionar los mandos del volante se vuelve automáticamente al programa “D” o “S” que se encontraba seleccionado anteriormente.

 

 

 

 

 

 

BLOQUEO PALANCA SELECCIÓN MARCHAS

 



Imán para bloqueo de palanca selectora en “P” N380

 

Se encuentra también en el caballete de la palanca selectora, al igual que el imán para bloqueo de la palanca selectora.

 

Su función es bloquear la palanca selectora en “P” cuando el encendido esté desconectado.

 

Para poder accionar la tecla de bloqueo, el encendido deberá estar conectado.

 

Así funciona

 

Cuando el encendido está desconectado, el imán N380 no recibe corriente y mantiene la palanca selectora bloqueada en la posición “P”.

 

Al conectarse el encendido, el imán N380 recibe corriente del borne 15 y se desactiva el bloqueo.

 

El conmutador F319 le indica a la unidad de control para autorización de acceso y arranque que la palanca selectora se encuentra en “P”.

 

Consecuencias en caso de ausentarse la señal

 

Si se ausenta una de las señales o se avería el imán para bloqueo de la palanca selectora en “P” N380, no se podrá sacar la palanca selectora de la posición “P”.

 

Para poder remolcar el vehículo hay que desactivar manualmente el bloqueo. Para ello hay que retirar la cubierta de la consola central y accionar el imán con la mano.

 

Al mismo tiempo hay que mover la palanca selectora para sacarla de “P”.

 

ARQUITECTURA CAJA DE CAMBIOS

 

 


La carcasa del cambio está hecha de una aleación de aluminio.

 

Las seis marchas hacia delante y la marcha atrás se accionan mediante un sistema Lepelletier de conjuntos planetarios.

 

Para accionar las marchas se activan o desactivan tres embragues multidisco, dos frenos multidisco y una rueda librea través del reglaje electromecánico hidráulico de la caja de correderas.

 

La unidad de control del cambio automático decide cuándo hay que cambiar de marcha y supervisa que la operación se ejecute de forma correcta.

 

Los actuadores se van activando en función de las señales que envían los transmisores de información (sensores).

 

Esta activación se realiza según los programas de cambios de marcha, en función del tipo de conductor, las condiciones y resistencia de marcha.

 

 

 

 




 

 

 

Convertidor de par

Bomba ATF

Conjunto planetario simple

 

-El convertidor de par se utiliza como embrague hidráulico para la arrancada y como elemento destinado a intensificar el par motor.

-Va dotado de un embrague anulador del convertidor.

-La unidad de control del cambio automático puede cerrar este embrague cuando se alcanzan regímenes superiores a 1.000 rpm.

-De esta forma se consigue transmitir el par motor directamente al árbol primario del cambio.

 

-Es una bomba de engranajes que es impulsada por medio del mando correspondiente (árbol de la rueda de bomba) del convertidor de par.

-Se encarga de aspirar el ATF del cárter de aceite del cambio a través de un tamiz de aceite.

-La bomba de ATF genera la presión de trabajo para

– los embragues y frenos multidisco

– el circuito de lubricación y

– el circuito de refrigeración.

 

Se compone de:

 

un planetario,

una corona y

5 satélites con el motor V10-TDI y

3 satélites con el motor V6, movidas por el portasatélites.

 

El par de entrada es conducido por dos caminos diferentes a través del conjunto planetario sencillo:

 

 

 

 

 


Embrague multidisco K1

 

Permanece cerrado en las marchas I a IV y es regulado por la electroválvula N90.

 

Está compensado a efectos de presión centrífuga.

 

 


Embrague multidisco K2

 

Permanece cerrado en las marchas IV a VI.

 

Es regulado por la electroválvula N282.

 

Está compensado a efectos de presión centrífuga.

 

 

 

 

 

SENSORES CAJA DE CAMBIOS

 

 

 

Transmisor de régimen de entrada del cambio G182

 

 


Se encuentra dentro de la caja de cambios.

 

Va alojado en la carcasa de la bomba de ATF y determina el régimen de entrada del cambio con la ayuda de una corona dentada situada en el árbol de turbina.

 

Funciona según el principio Hall.

 

Dentro del transmisor hay un circuito integrado que excita el transmisor Hall.

 

 


Aplicaciones de la señal

 

La unidad de control de cambio automático utiliza esta señal para detectar la diferencia entre el régimen del motor y el régimen de entrada del cambio.

 

En función de esta diferencia se regula el patinaje del embrague anulador del convertidor de par hasta las 2.000 rpm a través de la electroválvula N91.

 

 

Transmisor de régimen de salida del cambio G195

 

 

 


 


 

Se encuentra sobre la caja de correderas y va atornillado a la carcasa del cambio.

 

Registra el régimen de trabajo del cambio automático.

 

Rastrea los dientes exteriores de la corona del conjunto planetario posterior.

 

Funciona según el principio Hall.

 

Dentro del transmisor hay un circuito integrado que excita el transmisor Hall.

 

Aplicaciones de la señal

 

En función de la señal de régimen de salida del cambio, en la unidad de control se procederá a ejecutar los cambios de marcha según el programa de cambios.

 

Consecuencias en caso de ausentarse la señal

 

Como señal supletoria del régimen se utiliza la señal de velocidad que indique la unidad de control del ABS.

 

 

 

ACTUADORES CAJA DE CAMBIOS

 

 

 

 




Electroválvula N92

 

Electroválvula N93

Electroválvula N282

 

Va integrada en la caja de correderas.

 

Es una válvula moduladora que regula la presión de ATF para el embrague multidisco K3.

 

La electroválvula permanece cerrada cuando no recibe corriente.

 

Cuando esta en este estado se aplica la máxima presión de ATF sobre el embrague

 

Consecuencias en caso de ausentarse la señal

 

Si la electroválvula esta defectuosa o existe una

avería en el circuito eléctrico, los cambios de las marchas III, V y de la marcha atrás pueden resultar duros.

 

Se encuentra en la caja de correderas.

 

Es una válvula moduladora que regula la presión principal de ATF en el cambio en función del par motor.

 

La electroválvula permanece cerrada cuando no recibe corriente y el cambio trabaja con la máxima presión de ATF.

 

Consecuencias en caso de ausentarse la señal

 

Si la electroválvula esta averiada o existe una avería en el circuito eléctrico, todos los cambios pueden resultar mas duros.

 

Se encuentra en la caja de correderas.

 

Es una válvula moduladora que regula la presión de ATF para el embrague multidisco K2.

 

La electroválvula permanece cerrada cuando no recibe corriente.

 

Cuando esta en este estado, el embrague se cierra con la máxima presión.

 

Consecuencias en caso de ausentarse la señal

 

Si la electroválvula esta defectuosa o existe una avería en el circuito eléctrico, todos los cambios de las marchas IV a VI pueden resultar mas duros.

 

 

 

 

 

Hasta aquí se muestra un pequeño funcionamiento de una caja automática de 6 velocidades, en el curso se informa del funcionamiento de los componentes de la caja así como del control electrónico tanto en sensores como en actuadores según se muestra a continuación.

 


 

 

CAMBIO AUTOMATICO DSG 02E

INTRODUCCION

 

El mundo actual de las transmisiones está dominado en Europa por los cambios manuales y en los EE.UU. y Japón por los cambios automáticos. Ambos tipos de transmisiones tienen sus ventajas y desventajas específicas.

 

 

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El cambio automático DSG consta, en esencia, de dos transmisiones parciales independientes.

 

Cada transmisión parcial está estructurada como sí fuera un cambio manual, en lo que respecta a su funcionamiento. Cada transmisión parcial tiene asignado un embrague multidisco.

 

Ambos embragues multidisco trabajan en aceite DSG. El sistema Mecatronic se encarga de abrir y cerrar los embragues de forma regulada, en función de la marcha que se ha de conectar.

 

Con el embrague multidisco K1 se conecta el flujo de fuerza de las marchas 1, 3, 5 y de la marcha atrás.

 

El arrastre de fuerza de las marchas 2, 4 y 6 se conecta por medio del embrague multidisco K2.

 

Básicamente siempre hay arrastre de fuerza en una de las transmisiones parciales, mientras que en la otra ya se preselecciona la marcha siguiente, pero todavía con el embrague abierto para la marcha en cuestión.

 

Cada marcha tiene asignada una unidad convencional de sincronización y mando equivalente a la de un cambio manual.

 

 

Las ventajas de un cambio manual son, entre otras:

 

● un alto grado de rendimiento

así como robustez y deportividad.

 

 

Las ventajas de un cambio automático son, entre otras:

 

un alto nivel de confort, sobre todo al cambiar las marchas, lo cual se realiza sin interrumpir la fuerza de tracción.

 

Ante estos hechos, Volkswagen se planteó la meta de combinar las ventajas de ambos mundos de las transmisiones en una generación completamente nueva, denominada cambio automático DSG.

 

 


 

 

 

 

Debido a su concepción con dos embragues multidisco y diferentes programas de cambios automáticos, viene a satisfacer el alto nivel de exigencias que plantean los conductores al confort de las transmisiones automáticas.

 

Aparte de ello ofrece la posibilidad de intervenir de forma directa y cambiar de marchas de forma instantánea y exenta de tirones, lo cual también representa el máximo nivel de pureza en lo que respecta al placer de la conducción con un cambio manual.

Y cabe observar que el consumo de combustible se halla al nivel del de vehículos económicos con cambio manual.

 

Las características específicas del cambio automático DSG son:


● Seis marchas adelante y una marcha atrás

● Programa de conducción normal <<D>>, programa de conducción deportiva <<S>>, así como conmutador Tiptronic en la palanca selectora y en el volante de dirección (opción)

Mecatronic – una unidad de control electrónica y electrohidráulica constituye una sola unidad alojada en el cambio

● Función de retención en pendientes <<hillholder>>; si el vehículo parado con el freno accionado sólo levemente tiende a desplazarse, el sistema aumenta la presión en el embrague y retiene el vehículo en parado

● Regulación creep de la fuga lenta; permite que el vehículo se mueva en <<marcha lentísima>>, por ejemplo al aparcar sin pisar el acelerador

● Un programa de marcha de emergencia

Con la función de emergencia y según el tipo de fallo que haya ocurrido, ya sólo se puede circular en I y III marchas o solamente en II marcha.

 

 

 

CIRCUITO DE ACEITE

 

 

El DSG tiene un circuito de aceite en común para todas las funciones del cambio.

 

El circuito contiene un total de 7,2 l de aceite para cambio DSG.

 

El aceite tiene que satisfacer los siguientes requisitos:

 

-       Asegurar la regulación de los embragues y la gestión hidráulica

-       Tener una viscosidad estable en toda la gama de temperaturas

-       Resistir cargas mecánicas de alto nivel

-       No permitir la espumificación

 

Las funciones asignadas a este aceite son:

 

-       lubricación/refrigeración del embrague doble, de las ruedas dentadas, árboles, cojinetes y sincronizadores, así como

-       mando del embrague doble y de los émbolos para los actuadores de cambio

 

Un radiador de aceite, sometido al flujo del líquido refrigerante del motor, se encarga de que la temperatura del aceite no sobrepase los 135ºC.

 

  

 

 

 

 


 

 

Bomba de aceite

 

Una bomba lunular de células aspira el aceite DSG y genera la presión del aceite que se necesita para accionar los componentes hidráulicos.

 

Posibilita un caudal máximo de 100 l/min a una presión máxima de 20 bares.

 

 

 
BOMBA DE ACEITE

 

 

CONJUNTO MECATRONIC

 

MODULO MECATRONIC

 

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  Mecatronic

 

El módulo Mecatronic está alojado en el cambio, bañado en aceite DSG. Consta de una unidad de control electrónica y una unidad de mando electrohidráulica.

 

La Mecatronic constituye la unidad de mando central del cambio. En ella confluyen todas las señales de los sensores y todas las señales de otras unidades de control; pone en vigor y vigila todas las actuaciones.

 

En esta unidad compacta hay doce sensores.

 

Solamente dos sensores van dispuestos fuera de la Mecatronic.

 

Gestiona y regula hidráulicamente la función de ocho actuadores de cambio a través de seis válvulas moduladoras de presión y cinco válvulas de conmutación; controla y regula asimismo la presión y el flujo del aceite de refrigeración de los dos embragues.

 

La unidad de control para Mecatronic memoriza (autoadapta) las posiciones de los embragues, las posiciones de los actuadores de cambio al estar engranada una marcha y hace lo propio con la presión principal.

 

 

 

 

 

Hasta aquí se muestra un pequeño funcionamiento y características de una caja automática de 6 velocidades, en el curso se informa del funcionamiento de los componentes de la caja así como del control electrónico tanto en sensores como en actuadores según se muestra a continuación.

SENSORES CAJA DE CAMBIOS

 

 

 

 


 

Todos los sensores excepto el de régimen de entrada al cambio G182 están integrados en la unidad electrónica, no siendo posible la sustitución individual de cada uno de ellos.

 

 

G195

Sensor 1 de régimen a la salida del cambio

G196

Sensor 2 de régimen a la salida del cambio

G487

Sensor de recorrido 1 actuadores de cambio

G488

Sensor de recorrido 2 actuadores de cambio

G489

Sensor de recorrido 3 actuadores de cambio

G490

Sensor de recorrido 4 actuadores de cambio

G501

Sensor de régimen del árbol, primario 1

G502

Sensor de régimen del árbol, primario 2

 

 

 

ACTUADORES CAJA DE CAMBIOS

 

UNIDAD DE MANDO ELECTROHIDRÁULICA

 

La unidad de mando electrohidráulica está integrada en el módulo Mecatronic.

 

Esta unidad de mando recoge todas las electroválvulas, las válvulas reguladoras de presión, así como las válvulas hidráulicas de corredera y los multiplexores.

 

En el módulo hidráulico hay además una válvula de descarga que evita que la presión pueda subir hasta magnitudes capaces de provocar daños en la válvula compuerta hidráulica.

 

 

 


N88   - Electroválvula 1 (válvula de actuador cambio)

N89   - Electroválvula 2 (válvula de actuador de cambio)

N90   - Electroválvula 3 (válvula de actuador de cambio)

N91   - Electroválvula 4 (válvula de actuador de cambio)

N92   - Electroválvula 5 (válvula de multiplexor)

 

 

 

N215 - Válvula reguladora de presión 1 (válvula de embrague K1)

N216 - Válvula reguladora de presión 2 (válvula de embrague K2)

N217 - Válvula reguladora de presión 3 (válvula de presión principal)

N218 - Válvula reguladora de presión 4 (de aceite de refrigeración)

N233 - Válvula reguladora de presión 5 (válvula de seguridad 1)

N371 - Válvula reguladora de presión 6 (válvula de seguridad 2)

A       - Válvula de descarga

B       - Placa de circuito impreso

 

 

 

 

ENLACE AL CAN-BUS

 


 

El esquema de la izquierda muestra en forma simbólica la integración de la Mecatronic para el cambio automático DSG en la estructura del CAN-Bus de datos del vehículo.

 

J104

- Unidad de control para ABS con EDS

J248

- Unidad de control para sistema de inyección directa diésel

J285

- Unidad de control con unidad indicadora en el cuadro de instrumentos

J519

- Unidad de control para red de a bordo Enlace al CAN-Bus

J527

- Unidad de control para electrónica de la columna de dirección

J533

- Interfaz de diagnosis para bus de datos

J587

- Unidad de control para sistema sensor de la palanca selectora

J623

- Unidad de control del motor

J743

- Mecatronic para cambio automático DSG

 

 

 

CAMBIO AUTOMATICO EVOLUCIONADO   

    Tipos de cambio automático utilizado por las marcas FIAT, ALFA ROMEO y LANCIA

 

 

 


CAMBIO AUTOMÁTICO C633 TCT

 

El sistema TCT consiste básicamente en una transmisión mecánica, con dos discos de embrague en seco y cambio mecánico sincronizado, que es accionado mediante un sistema electrohidráulico.

 

El sistema permite evitar que el conductor tenga la obligación de controlar el pedal de embrague y la palanca de cambios, garantizando el placer de conducir que deriva del control directo de la transmisión.

 

Mejora la seguridad de marcha a través de un control directo que previene los errores del conductor e impide el incorrecto control del sistema de transmisión.

 

Reduce los consumos y aumenta el confort de conducción.

 

 

 

 

 

COMPOSISCIÓN EMBRAGUE

 

1.     Tapa del mecanismo del embrague K1 de marchas impares.

2.     Disco conducido del embrague K1 de marchas impares

3.     Muelle de empuje del disco de embrague K1 de marchas impares

4.     Volante intermedio

5.     Muelle de retén empuja disco de embrague K2 de marchas pares

6.     Muelle de empuje del disco de embrague K2 de marchas pares

7.     Tapa mecanismo de embrague K2 de marchas pares

8.     Disco conducido del embrague K2 de marchas pares

 


 

 

 


 

MARCHAS PARES

 

El pistón se mantiene en posición de reposo del muelle al diafragma, por lo tanto, sin presión procedente del robot, el embrague normalmente está desengranado. No hay un sensor de posición; el control de la posición se saca de la lectura de un sensor de presión montado en la línea de alimentación del CSC elaborado por la centralita TCU

 

 

 

 


 

MARCHAS IMPARES

El CSC de las marchas impares es totalmente nuevo y específico para este cambio. El caudal de aceite enviado por el robot provoca que el pistón se deslice por el tubo guía.

 

La centralita TCU controla la posición del pistón por medio de un sensor de efecto Hall para controlar la posible falta de desengranaje del embrague de marchas impares y evitar así daños mecánicos a los componentes del cambio.

 

 

 

CAMBIO AUTOMÁTICO AISIN AF 40-6 (Q-Tronic)


 

La denominación “Q-Tronic” nace de la unión de la letra “Q” y del sustantivo Tronic. La “Q” recupera la raíz temática ya utilizada para la tecnología “Q4” de la tracción integral desarrollada por Alfa Romeo, confirmando la investigación llevaba a cabo por la marca en cuanto a tecnologías y dispositivos al servicio del comportamiento deportivo, del confort de marcha y de la seguridad activa.

 

Q-Tronic ofrece tanta versatilidad gracias a las cuatro modalidades disponibles:



 

Sport:

Se caracteriza por cambios de marcha fijados a los  regímenes más altos del motor, consiguiendo un comportamiento más deportivo del vehículo.

Winter:

Facilita el arranque y la conducción sobre terrenos con baja adherencia.

Secuencial:

Ofrece la posibilidad de seleccionar manualmente las marchas.

Up & Down

Permite al vehículo reconocer la pendiente modificando los puntos de cambio de marcha y el Braking assist que aumenta la deceleración del vehículo cuando se cambia a una marcha inferior.

 

 


GRUPO DE ELECTROVÁLVULAS

 

La función del grupo de electroválvulas, mediante solenoides activados por las señales de la centralita, es suministrar la presión hidráulica producida por la bomba del aceite a frenos, embragues y lock-up. Además, una parte del aceite es para lubricar los componentes mecánicos.

 

 

 

1. Grupo electroválvulas

2. Centralita

3. Frenos/embragues

4. Engranajes epicicloidales

  5. Bomba de aceite

6. Radiador de aceite

7. Convertidor de par

8. Depósito de aceite

 

 

 

Convertidor de par

 

El convertidor de par es un dispositivo utilizado para conectar el motor al cambio automático incluso en caso de diferencias relevantes entre la velocidad de rotación del eje de entrada y el de salida. La conexión no es rígida, pero no se consigue vinculando mecánicamente dos órganos, sino utilizando un aceite hidráulico específico.

 

Constitución del convertidor de par

 

Esquemáticamente un convertidor de par está formado por:

- (A) rotor conductor (solidario del volante)

- (B) rotor conducido (vinculado al eje de salida del movimiento)

- (S) estátor (elemento de reacción)

- (F) embrague de lock-up

- (C) caja del convertidor

 


 

 


Sensores de velocidad

 

El sensor de la velocidad de entrada mide la velocidad de rotación al entrar en los engranajes, es decir, la velocidad de la turbina del convertidor.

 

El sensor de la velocidad de salida mide la velocidad de rotación del engranaje que lleva el movimiento al diferencial.

 

1. Sensor de la velocidad en salida

2. Sensor de la velocidad en entrada

 

 

 

 


Sensor de temperatura del aceite

El sensor de temperatura del aceite (6) se monta directamente en el cuerpo válvulas y transforma la temperatura del aceite de la transmisión automática en una señal eléctrica que después se envía a la centralita del cambio automático.

 

Centralita de Mando “Cambio Automático”

La centralita de mando del cambio automático dirige, en función de las señales procedentes de los distintos sensores, el cambio de la relación de velocidad.

 

 

 

 

 


Ubicación de los solenoides en el grupo electrohidráulico

 

1 - Solenoide 1

2 - Solenoide 2

3 - Solenoide 3

4 - Solenoide 4

5 - Solenoide 5

SLT - Solenoide de control de la presión lineal

SLS - Solenoide de control de la presión del cambio

SLU - Solenoide de control del embrague de lock-up

 

 

 


CAMBIO AUTOMATICO VARIABLE MULTITRONIC

El nombre multitronic® simboliza el cambio automático variable, de nuevo desarrollo por parte de Audi.

 

En el lenguaje cotidiano, los cambios automáticos variables también suelen recibir el nombre de transmisiones CVT.

 

El concepto CVT, desarrollado más a fondo por Audi, está basado en el principio de la “transmisión por ceñimiento“, que ya se conoce desde hace tiempo. Según este principio, con ayuda de un “variador  es posible regular la transmisión sin escalonamientos entre la relación más corta y la más larga.

 

 

INTRODUCCION

 


Los cambios de marchas se necesitan para adaptar las características de par de los motores de combustión interna a las necesidades del vehículo.

En esencia, se implantan cambios escalonados, tales como el cambio manual, el cambio manual automatizado y el cambio automático escalonado.

Un cambio escalonado (cambio de marchas específicas) representa siempre una combinación haciendo concesiones al dinamismo de la conducción, al consumo y al confort de marcha.

El par suministrado por un motor de combustión interna no se desarrolla de forma escalonada, sino que de forma continua. Para aprovechar óptimamente la potencia en la transmisión de la fuerza resulta por ello ideal una transmisión sin escalonamientos.

Los conceptos CVT que existen actualmente en el mercado también trabajan según el “principio de ceñimiento“. Sin embargo, debido a la limitada potencia que pueden transmitir, sólo son adecuados para vehículos pequeños y del segmento medio inferior con motorizaciones bajas. Según pruebas neutras efectuadas, estos cambios todavía no son convincentes en lo relativo a prestaciones.

 

Para el desarrollo de un cambio CVT, Audi ha favorecido asimismo el principio del ceñimiento, por ser el que presenta el estado de desarrollo más avanzado en la actualidad.

 

La meta de Audi consistió en desarrollar un cambio CVT que no sólo sea convincente en lo que respecta a prestaciones y consumo en vehículos con motorizaciones potentes del segmento superior, sino que también marque nuevos parámetros en lo relativo al comportamiento dinámico y confort.

 

 

 


Principio básico

 

El elemento principal del cambio multitronic® es el variador. Con ayuda del variador se modifican sin escalonamientos las relaciones de transmisión, desde la de arrancada hasta la relación final.

 

De esa forma está siempre disponible una relación adecuada. Indistintamente de que se conduzca de forma orientada hacia la entrega de potencia o hacia el consumo económico, el motor siempre puede trabajar dentro del margen operativo óptimo.

 

El variador consta de dos poleas de garganta variable, denominadas conjunto polea biplano primario (conjunto 1) y el conjunto polea biplato secundario (conjunto 2), así como de una cadena especial, que trabaja (“ceñida“) en la zona espaciada de ambas poleas. La cadena es el elemento de transmisión de la fuerza.

 

 

El conjunto polea biplato 1 es impulsado por el motor a través de una etapa reductora. El par del motor se transmite a través de la cadena hacia el conjunto polea biplato 2 y desde allí pasa al grupo diferencial.

 

Un plato cónico de cada conjunto de polea está dispuesto de forma desplazable en el árbol, lo cual permite modificar sin escalonamientos el diámetro de ataque para la cadena y, con éste, la relación de transmisión.

 

Los diámetros de ambas poleas tienen que variar simultáneamente, de modo que la cadena se mantenga siempre tensa, asegurando así la fuerza de apriete necesaria de las poleas para la transmisión de la fuerza.

 

Debido a esta arquitectura se habla de una transmisión por “ceñimiento“.

 

 

 

Regulación del embrague en parado (regulación de la marcha de fuga lenta “regulación creep“)

 

La regulación de la marcha de fuga lenta (“creep“) establece un par de rozamiento definido en el embrague (par de embrague), estado el motor marchando al ralentí con una gama de marchas seleccionada.

El vehículo se comporta en la forma que se conoce en las versiones con cambio automático y convertidor de par.

Adaptando específicamente la presión del embrague se obtiene un par de tracción que conduce a un desplazamiento de fuga lenta del vehículo.

El par de tracción varía dentro de límites definidos en función de las condiciones de la marcha y de la velocidad del vehículo.


Para la regulación exacta del par de embrague se utiliza la presión de apriete de las poleas, detectada por G194.

“Creep“ es el término ingles por “arrastrarse“ o desplazamiento de fuga lenta.

La regulación creep permite maniobras (p. ej. en aparcamientos) sin tener que pisar el acelerador, aumentando así el confort de la conducción.

Debido a que la presión de apriete es proporcional al par de tracción del motor aplicado al conjunto polea biplato 1, es posible calcular muy exactamente el par del embrague con ayuda del G194 y regularlo correspondientemente.

 

 


 

Particularidad de la regulación creep

 

Una particularidad de la regulación creep es la reducción del par de fuga lenta para el vehículo parado con el freno pisado, con lo cual se solicita una menor entrega de par del motor (el embrague se encuentra abierto un poco más).

 

Esto actúa de forma positiva sobre el consumo de combustible y conduce a una mejora del confort, por mejorar a su vez las condiciones acústicas (retemblado en parado) y porque las fuerzas necesarias para pisar el embrague y mantener inmovilizado el vehículo resultan bastante inferiores.

 

Si el vehículo rueda en retroceso al encontrarse parado en una subida estando el freno pisado sólo levemente, el sistema aumenta la presión del embrague y retiene de esa forma el vehículo (“hillholder” o función de retención en pendientes).

 


Con el empleo de dos transmisores de régimen de salida G195 y G196 se puede diferenciar entre la marcha adelante y la marcha atrás, lo cual permite establecer esta función.

 

Regulación de micropatinaje

 

La regulación de micropatinaje sirve para autoadaptar la regulación de embrague y para amortiguar las oscilaciones giratorias generadas por el motor.

 

Las curvas características de embrague se autoadaptan a régimen de carga parcial,

hasta un par del motor de 160 Nm.

 

En la gama de regímenes hasta aprox. 1.800 1/ min y pares de hasta aprox. 220 Nm se hace funcionar el embrague con el llamado  micropatinaje”.

 

Dentro de este margen operativo se regula un régimen de patinaje (diferencia de regímenes) desde aprox. 5 1/min hasta 20 1/min entre el árbol de entrada al cambio y el conjunto polea biplato 1.

 

La unidad de control del cambio compara para ello las señales de régimen de entrada al cambio, proporcionadas por el transmisor G182, con respecto al régimen del motor (en consideración de la etapa reductora).

 

 

 

 

Bomba de aceite

Para evitar conexiones innecesarias se ha montado la bomba de aceite directamente a la unidad de control hidráulica. Esta configuración compartida con el sistema de control constituye una unidad compacta, reduce las pérdidas de presión, y su fabricación es, además, correspondientemente económica.

 

El sistema multitronic® está equipado con una bomba lunular optimizada en rendimiento. Suministra las presiones necesarias con una cantidad de aceite comparablemente inferior.

 

Un eyector suministra la cantidad de aceite necesaria a baja presión para la refrigeración de los embragues.

 

La bomba lunular puede ser integrada como unidad compacta en la gestión hidráulica y accionada directamente por el árbol de entrada, a través de un piñón cilíndrico y el eje de la bomba.

Gestión electrónico-hidráulica

 

Una novedad es la agrupación de la bomba de aceite, la unidad de control hidráulica (caja de selección) y la unidad de control del cambio, formando una unidad compacta y montada completa.

 

La unidad de control hidráulica incluye el selector manual, nueve válvulas hidráulicas y tres válvulas electromagnéticas para el control de la presión.

 

La unidad de control hidráulica y la unidad de control del cambio están interconectadas eléctricamente por medio de contactos de enchufe directos.

 

 

 


 

• F125 - Conmutador multifunción

• G182 - Transmisor de régimen de entrada al cambio

• G195 - Transmisor de régimen de salida del cambio

• G196 - Transmisor -2- de régimen de salida del cambio

• G93   - Transmisor de temperatura del aceite de transmisión

• G193 - Transmisor -1- de presión hidráulica, cambio automático

• G194 - Transmisor -2- de presión hidráulica, cambio automático

 

Unidad de control para multitronic

 

Una particularidad del sistema multitronic® es la integración de la gestión electrónica (unidad de control) en el cambio.

 

La unidad de control va atornillada directamente sobre la unidad de control hidráulica.

 

La conexión hacia las tres válvulas reguladoras de presión se efectúa directamente desde la unidad de control, por medio de contactos de enchufe robustos y sin ninguna conexión cableada (contactos de encastre elástico). El interfaz hacia el vehículo se establece con un conector compacto de 25 polos.

 

Una resistente placa de aluminio constituye el soporte básico para la electrónica y sirve para disipar el calor. La carcasa está fabricada en material plástico y va pegada de forma estanca con el soporte básico. Abarca todos los sensores, en virtud de lo cual no se necesitan cables ni contactos de enchufe.

 

Debido a que la mayor parte de las averías eléctricas se debe a cables y contactos de enchufe, con esta construcción se consiguen muy altos niveles de fiabilidad.

 

Los sensores Hall trabajan sin desgaste mecánico y sus señales son insensibles a influencias electromagnéticas, lo cual viene a potenciar una vez más la fiabilidad del sistema.

 

 

 

 

Indicación de fallos

 

Las averías en el sistema multitronic® se detectan en su mayor parte a través de la extensa función de autodiagnóstico.

 

1. La avería se memoriza y un programa supletorio permite continuar el viaje (en parte con ciertas restricciones). Al conductor no se le señaliza este estado, porque no afecta a la seguridad de conducción.

 

2. El indicador de posiciones de la palanca selectora visualiza en representación inversa la existencia de una avería. Este estado todavía no es crítico para la seguridad de marcha.

 

3. Igual que lo descrito en el apartado 1, pero el indicador de posiciones de la palanca selectora visualiza adicionalmente, mediante indicación intermitente que existe una avería. El estado es crítico para la seguridad de marcha.

 


 

 

 

 

SENSORES CAJA DE CAMBIOS

 

Debido a la integración de la unidad de control en el cambio, no es posible medir las señales de los sensores utilizando medios convencionales. Su verificación únicamente puede ser llevada a cabo con los testers para diagnósticos.

 

Por ese motivo se renuncia a representar y describir las señales de los sensores.

 

Si se avería un sensor, la unidad de control del cambio genera valores supletorios con ayuda de las señales procedentes de los demás sensores y con la información obtenida a través de las unidades de control que se hallan interconectadas.

 

Las influencias en el comportamiento dinámico son tan reducidas, que el conductor no percibe de inmediato la avería de un sensor.

 

Sin embargo, si ocurre una avería más, ésta puede tener efectos más importantes.

 



 

 

Transmisor de régimen de entrada/salida G182, G195 y G196

 

El transmisor G182 detecta el régimen de revoluciones del conjunto polea biplato 1 y señaliza de esa forma el régimen efectivo de entrada al cambio.

 

Los transmisores G195 y 196 detectan el régimen de revoluciones del conjunto polea biplato 2, que equivale al régimen de salida del cambio.

 

La señal del G195 se utiliza para registrar el régimen. La señal del G196 se utiliza para registrar el sentido de giro y poder diferenciar así entre las marchas adelante y atrás (ver regulación creep).

 

Transmisor -1- para presión hidráulica, cambio automático G193

El sensor G193 detecta la presión de los embragues de marchas adelante y atrás y sirve para vigilar así el funcionamiento de los embragues (ver regulación de los embragues).

 

El sensor G194 detecta la presión de apriete, la cual es regulada por el sensor de par.

 

La señal del G194 se utiliza para regular el embrague (regulación y adaptación de la función creep).

 

La vigilancia de la presión de embrague posee un alto nivel de prioridad, de modo que si se avería el G193, en la mayoría de los casos se excita la válvula de seguridad.

 

 

 


Componentes

F

Conmutador de luz de freno

F125

Conmutador multifunción

F189

Conmutador para tiptronic

G93

Transmisor de temperatura del aceite de transmisión

G182

Transmisor de régimen de entrada al cambio

G193

Transmisor -1- para presión hidráulica, cambio automático (presión de embrague)

G194

Transmisor -2- para presión hidráulica, cambio automático (presión de apriete)

G195

Transmisor de régimen de salida del cambio

G196

Transmisor -2- de régimen de salida del cambio

N88

Electroválvula 1 (refrigeración embragues/ desactivación de seguridad)

N110

Electroimán para bloqueo de la palanca selectora

N215

Válvula reguladora de presión -1- para cambio automático (regulación de embrague)

N216

Válvula reguladora de presión -2- para cambio automático (regulación de relación de transmisión)

J217

Unidad de control para multitronic

J226

Relé para bloqueo de arranque y luz de marcha atrás

S

Fusibles

 

 

 

Bibliografía

En la confección de este documento se han utilizado imágenes diversas de publicaciones técnicas de fabricantes de automóviles. Estas publicaciones están extraídas de los manuales o documentación de los fabricantes que suelen entregar en sus cursos de formación técnica. (Bosch, Volkswagen, Audi….).

 

Esto es un resumen de las materias que se imparten en el curso de formación de Cajas de cambio evolucionadas. Para consultas sobre este curso pueden dirigirse a la siguiente dirección www.tecnomovil.com o enviar mail a tecnomovil@tecnomovil.com .

 

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Autor: Francisco Barbadillo Divassón