Curso de Especialização em Engenharia Automotiva. Módulo: Transmissões

Transcrição

1 Curso de Especialização em Engenharia Automotiva Módulo: Realização: Parceria:

2 CVT (Continuous Variable Transmission) Com a tecnologia CVT o torque do motor é transmitido a uma polia motriz ligada a uma polia movida geralmente por uma correia em aço, obtendo infinitas relações de transmissão ajustando simultaneamente os diâmetros das 2 polias. Não há ruptura do torque transmitido e o cliente não sente a troca de marchas dando uma sensação agradável de condução. Consumo: tende a ser mais econômico que um veículo com caixa de câmbio manual. Este princípio permite que um grande número de relações de marchas, limitado pelas aberturas mínima e máxima, seja feito por meio da variação dos diâmetros efetivos das polias primária e secundária. A variação contínua das relações elimina os trancos nas mudanças permitindo uma condução mais confortável. 2 03/2011

3 CVT (Continuous Variable Transmission) 2 tipos de CVT: Com conversor de torque (ex. Nissan/Renault) Com embreagem seca, úmida ou magnética (ex. Honda Fit) 3 03/2011

4 CVT (Continuous Variable Transmission) Variador e Correia de CVT Fonte NISSAN 4 03/2011

5 Caixa de Câmbio CVT - Exemplo Definições técnicas caixa Jatco (Nissan/Renault): Torque máximo: 195 Nm Peso FK0: 92 kg Fontes de perda de eficiência (aumento de consumo); Bomba de óleo : pressão de funcionamento de 50 a 70 bar Distribuidor hidráulico : funciona com altas pressões de trabalho Correia: atrito, esforço aplicado Conversor de torque 5 03/2011

6 Esquema AP / AS / Dif. Modelo 3D 6 03/2011

7 Secção FK0 7 03/2011

8 Vista traseira sem tampa: 8 03/2011

9 CVT - Esquema de funcionamento Caixa Jatco - Fonte NISSAN 9 03/2011

10 CVT - Conversor de Torque (Nissan) O conversor de torque num CVT tem a mesma função de um conversor utilizado em caixas de câmbio automáticas convencionais. Permite o acoplamento e a transferência de torque do motor à polia primária e também é responsável por movimentar a corrente da bomba de óleo /2011

11 CVT - Bomba de óleo A bomba de óleo fornece a pressão de óleo suficiente para o funcionamento e a lubrificação do CVT. Esta pressão é superior à de uma caixa manual convencional, uma vez que deve ser suficientemente alta para manter a tensão da correia de transmissão e suportar o torque do motor /2011

12 CVT - Inversor O inversor consiste em um sistema de Trem Epicicloidal simples também chamado de trem planetário, uma embreagem, um freio e é utilizado para alternar entre marcha à frente e marcha à ré /2011

13 CVT - Embreagem e Freio A embreagem e o freio do CVT são do tipo multi-discos. Uma das eletroválvulas distribui a pressão de óleo na face traseira do pistão. Por meio da aplicação progressiva da força do pistão sobre o disco inicial, o bloqueio e a liberação dos discos de acionamento ocorrem de forma suave evitando trancos /2011

14 CVT - Correia Metálica A correia metálica possui aproximadamente 400 elos metálicos e 02 cintas metálicas cada uma com 12 camadas. Mesmo ângulo dos discos das polias variáveis 14 03/2011

15 CVT - Correia Metálica A correia metálica transfere a potência por meio da força de compressão das faces das polias. A pressão hidráulica é transmitida às polias e as faces dos discos destas acionam os elos. Quando o elo é firmemente mantido entre as polias, é produzida uma força de fricção e o elo é elevado na direção de rotação da polia. Um dos elos é pressionado contra o elo seguinte que comprime a peça adjacente assim sucessivamente transferindo a potência solicitada, 15 03/2011

16 Caixa de Câmbio - CVT Correia metálica 16 03/2011

17 CVT - Correia Metálica 17 03/2011

18 CVT - Polias (Variador de Relações) O conjunto do variador de relações possui uma polia primária e uma polia secundária. A polia primária é a polia principal, pois é a que recebe o torque do motor. A polia secundária é a polia de acionamento, a que transfere a potências às rodas motrizes /2011

19 CVT - Polias (Variador de Relações) 19 03/2011

20 CVT - ECU (Electronic Control Unit) 20 03/2011

21 CVT - Pressão do Fluído Hidráulico 21 03/2011

22 CVT - Relações Virtuais Assim como nas caixas de câmbio automatizadas, dupla-embreagem e caixas de câmbio automáticas, no CVT também é possível efetuar mudanças de relações manualmente. Quando posicionada a alavanca de mudanças na posição M (manual), o condutor dispões de cinco a oito relações pré-definidas /2011

23 CVT - Relações Virtuais 23 03/2011

24 CVT Multitronic (AUDI) Corrente Exemplo de CVT Audi Multitronic 24 03/2011

25 CVT Multitronic (AUDI) - Inovações substituição da correia metálica por uma corrente específica desacoplamento do circuito hidráulico de fechamento das polias embreagem multi-disco concêntrica um atuador de torque que regula diretamente a pressão de fechamento das polias bomba de óleo com baixa vazão intersticial /2011

26 CVT Multitronic Corrente Metálica A corrente oferece uma superior capacidade de transmissão de torque, um melhor rendimento e permite um raio de enrolamento inferior ao de uma correia metálica. A corrente é composta de 75 eixos e 1025 elos dispostos em fileiras de 13 e 14 elos por uma largura de 37mm. Para garantir um deslocamento o mais silencioso possível da correia, são utilizados elos de dois comprimentos diferentes /2011

27 CVT Multitronic Corrente Metálica 27 03/2011

28 CVT Correia x Corrente 28 03/2011

29 Caixa de Câmbio - Automatizada I-Shift é nome comercial das transmissões automatizadas Volvo /2011

30 Caixa de Câmbio - Automatizada Automáticas: São transmissões baseadas no sistema de planetárias múltiplas e embreagens atuadas hidraulicamente; Normalmente utilizam conversores de torque no acoplamento com o motor; Exemplos: transmissões Volvo Powertronic, ZF Ecomat, Voith Turbo, Allison /2011

31 Caixa de Câmbio - Automatizada Automatizadas: São transmissões com os mesmos conceitos de construção de caixas manuais: com eixo de entrada, eixo principal, contra-eixo, eixo de saída; Normalmente utilizam embreagens convencionais; Exemplos: transmissões Volvo I-Shift, ZF AS Tronic, Scania Opticruise /2011

32 Caixa de Câmbio - Automatizada Vantagens das Automáticas sobre as Automatizadas Permitem deslocamentos baixas velocidades com elevado torque, sem solavancos, e sem desgaste de embreagem; São mais adequadas em aplicações com muitas paradas: Ônibus urbano; Caminhões de lixo /2011

33 Caixa de Câmbio - Automatizada Vantagens das Automatizadas sobre as Automáticas. São mais leves; São de construção mais simples; São mais baratas; Menor consumo de combustível /2011

34 Caixa de Câmbio - Automatizada Automatizadas Volvo - Histórico 2002: Nasce a primeira I-Shift, a AMT-B; Não foi baseada em uma transmissão manual já existente; Otimizada para aplicações de caminhões rodoviários até 44 toneladas; 2007: Nasce a I-Shift, a AMT-C 34 03/2011

35 Caixa de Câmbio - Automatizada Inovações Aumento de capacidade de torque, para atender motores de até 16 litros; Aumento da capacidade de carga; Maior gama de aplicações /2011

36 Caixa de Câmbio - Automatizada Redução do consumo de combustível. Menos perdas por atrito; Algoritmo avançado de estratégia de troca de marcha; Funções avançadas de economia de combustível: Ecoroll, Smart Cruise Control; Menos trocas de marchas; Marcha de arrancada de acordo com a necessidade; Trocas de marcha mais rápidas /2011

37 Caixa de Câmbio - Automatizada Menor desgaste embreagem; Menor de desgaste dos freios; Redução do peso; 271 kg contra 334 kg de uma transmissão VT2214B; Redução do nível de ruído; Dentes helicoidais no grupo redutor; Facilidade de condução; Proteção do trem de força /2011

38 Componentes Principais 38 03/2011

39 Alavanca de Mudanças Posições: R - Marcha a ré N - Neutro A - Modo Automático M - Modo Manual L - Modo de Segurança A: GECU, Gearshift ECU. B: Alavanca /2011

40 Alavanca de Mudanças Modos de Condução: Econômico: posição padrão Performance: aumenta as rotações de troca. O modo de condução não tem influência no desempenho do motor /2011

41 Sistema de Embreagem Consiste de uma unidade de controle e um atuador concêntrico, com sensor de posicionamento. Sistema é puramente eletro-pneumático. Sensor de posicionamen Atuador concêntric Unidade de controle 41 03/2011

42 Sistema de Transmissão Componentes Principais Unidade de Controle Integrada Grupo redutor (Range). Freio do contra-eixo Caixa básica não sincronizada Grupo desmultiplicador (split) sincronizado /2011

43 Sistema de Transmissão Corte 43 03/2011

44 Sistema de Transmissão Engrenamentos 44 03/2011 LS HS R Range (HR/LR)

45 Sistema de Transmissão Fluxo de Força 45 03/2011

46 Analogia com o Cérebro Humano unidade de controle Softwares, Conhecimento Datasets, Prévio Parâmetros Informações Decisão Mudar da 12ª para a 11ª marcha. SENSORES SENTIDOS Informações Externos: velocidade do motor, velocidade das rodas, posição dos pedais Internos: posição dos garfos, velocidade do contra-eixo /2011

47 Estratégia de Troca Baseada em parâmetros como inclinação, peso do veículo, posição do pedal do acelerador Tem como objetivo maximizar a performance e reduzir o consumo de combustível: Se não é necessário arrancar em primeira marcha, uma marcha mais alta é usada para economizar combustível. Se é possível pular marchas, isso é feito. Tanto na aceleração quanto na desaceleração /2011

48 Troca de Marchas Seqüência de acontecimentos típica Torque do motor é limitado; Embreagem é acionada; Transmissão vai para a posição neutra; Velocidade do motor é reduzida; Embreagem é liberada até o ponto de escorregamento; Quando ocorre a sincronização acontece o acoplamento; Embreagem e torque do motor são liberados. Tempo total transcorrido: 1 segundo /2011

49 E o Futuro? Aumentar a gama de aplicações Ônibus Urbano; Mineração; Aplicações com tomada de forças de alta potência: caminhões betoneiras. Reduzir ainda mais o consumo de combustível; Utilização em sistemas híbridos: Diesel + Elétrico /2011