BOLETIM TÉCNICO 20/2014 DICAS PARA O TÉCNICO REPARADOR APRESENTAÇÃO TRANSMISSÃO DL501 DE DUPLA EMBREAGEM VW/AUDI 0B5 S TRONIC

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1 1 BOLETIM TÉCNICO 20/2014 DICAS PARA O TÉCNICO REPARADOR APRESENTAÇÃO TRANSMISSÃO DL501 DE DUPLA EMBREAGEM VW/AUDI 0B5 S TRONIC Esta é uma transmissão inteiramente nova, chamada de S- TRONIC de 7 velocidades, de dupla embreagem, encontrada nos AUDI A4/A5/B8 E Q5. Também equipa o AUDI S5 CABRIOLET e o AUDI S4. A informação aqui apresentada é referente à transmissão de alto torque DL501. Na AUDI/VW, ela é chamada de 0B5. Os princípios gerais de operação e alguns detalhes funcionais são aqui explanados. Seguindo o enorme sucesso da transmissão S-Tronic de seis velocidades nas AUDI A3 E TT, uma nova transmissão de sete velocidades de dupla embreagem, combinada com o trem de força da AUDI QUATTRO, é agora utilizada pela primeira vez, em uma configuração longitudinal, nas AUDI Q5/A4/A5, entre outros. Combinando os pontos altos da transmissão automática (conforto de condução e mudanças de marcha sem interrupção do fluxo de força) e a transmissão manual (esportividade e eficiência), junto com tempos de mudança extremamente curtos bem como transmissão de força direta, a transmissão de dupla embreagem 0B5 fornece uma experiência única de condução.

2 2 Especificações da transmissão de dupla embreagem Designações Desenvolvimento de produção Tipo de transmissão Dupla embreagem Fabricante: DL501-7Q Serviço: 0B5 Distribuição: S-TRONIC AUDI AG Ingolstadt Fabrica VW, Kassel Caixa de dupla embreagem, de 7 marchas. Totalmente sincronizada, 7 marchas de troca rápida. Controlada eletrohidraulicamente Embreagens de disco múltiplos, refrigerados a óleo Controle Sistema mecatrônico integrando a unidade hidráulica, a unidade eletrônica e alguns dos sensores e atuadores. Programa esportivo, Tiptronic na alavanca e nas borboletas do volante. Relação de marcha final Até 8,1:1 Espaçamento dos eixos Capacidade de torque Peso 89,0 mm Até 550 N.m. a rpm Aproximadamente 142 kg, incluindo o volante bi-massa e o fluido. A sétima marcha é configurada como uma sobremarcha (6+E). A velocidade máxima é alcançada na 6ª marcha. Até o presente, os motores a gasolina possuem uma relação de 6:1 e os motores diesel uma relação de aproximadamente 8:1.

3 Vista em corte parcial da transmissão DL501 3

4 4 As vantagens de 7 marchas em uma transmissão. Sete relações de marchas possibilitam uma larga faixa de operação a ser utilizada, resultando num desempenho de saída altamente dinâmico e permitindo que a 7ª marcha seja utilizada como overdrive (sobremarcha). Um consumo bem menor de combustível é assim obtido. Adicionalmente, em paralelo com muitas outras soluções inovativas, que foram incorporadas na transmissão 0B5, as sete relações de marcha são um fator chave que possibilita combinar esportividade e eficiência. Função e projeto do mecanismo da transmissão. O torque do motor é transmitido ao volante bi-massa através da placa de arrasto da transmissão. Daí, ele segue à embreagem dupla controlada eletro-hidraulicamente, que opera seletivamente as marchas pares ou ímpares.

5 5 A transmissão é assim subdividida em duas sub transmissões. Sub transmissão 1 As marchas ímpares (1,3,5,7) podem ser selecionadas pelo eixo de entrada central (número 1) pela embreagem K1. Sub transmissão 2 As marchas pares (2,4,6 e Ré) podem ser aplicadas pelo eixo de entrada 2 (um eixo oco) pela embreagem K2. A força percorre o eixo de saída comum, de onde o torque é transmitido diretamente ao diferencial central. A distribuição de torque para as rodas é de aproximadamente 60% para o eixo traseiro e de aproximadamente 40% para o eixo dianteiro, através do pinhão e eixo lateral, conectado ao diferencial dianteiro. Características de projeto da dupla embreagem. A dupla embreagem atende duas tarefas: Aplicar a força do motor quando o veiculo se movimenta e desaplicar o motor quando o veiculo para. Mudança de marchas Alteração das sub-transmissões.

6 6 A dupla embreagem foi projetada de maneira que a embreagem K1 está localizada na parte externa, e desta maneira possui um diâmetro maior. Isto atende as altas demandas sofridas pela embreagem K1 como embreagem de início de movimento (na primeira marcha). Pequenos cilindros hidráulicos e conjuntos de molas helicoidais em ambas as embreagens fornecem boa controlabilidade em movimento e nas mudanças de marcha. A equalização da pressão hidráulica desta maneira não é necessária. O controle da embreagem corrige o aumento da pressão dinâmica gerado pelas forças centrífugas à altas rotações do motor. Esta característica permite que a pressão dinâmica seja compensada em qualquer situação de funcionamento. Seqüência de mudança de marchas. Veículo em movimento: Com alavanca de mudanças na posição P ou N, somente a 1ª marcha está engatada. Isto permite saída imediata a partir da imobilização total. Dependendo se o motorista quer engatar uma marcha à Ré ou marcha à frente, a marcha correta já fica pré-selecionada. Mudança de marchas: Para movimento à frente, o motorista move a alavanca seletora para a posição D e sai em 1ª marcha. Quando uma certa velocidade é alcançada, a 2ª marcha é engatada na sub transmissão 2, embora sua embreagem correspondente esteja desligada. Quando o ponto de mudança de 1ª para 2ª marcha é atingido, a mudança de marcha é realizada num piscar de olhos ao se fechar a embreagem K2 sem interrupção de torque. Para se melhorar o conforto das mudanças e poupar embreagem, o torque do motor é reduzido durante a mudança (overlap). O processo de mudança de marcha é completado dentro de alguns centésimos de segundo. A 3ª marcha agora é préselecionada na sub-transmissão 1. O processo descrito acima se repete alternadamente durante as mudanças subseqüentes de 2-3 até 6-7.

7 7 Sincronização. Para se obter tempos de mudança extremamente curtos, todas as transmissões possuem anéis sincronizadores cobertos com uma camada de carbono. Sistema hidráulico da transmissão. Fluido ATF A transmissão 0B5 possui dois sistemas independentes de fluido. O primeiro sistema atende a embreagem dupla, o sistema mecatrônico e o sistema de fornecimento de óleo sob pressão. Estes componentes utilizam um ATF desenvolvido especialmente para esta transmissão. O ATF especial fornece rápida resposta de mudança e mecanismo de controle das embreagens mesmo a baixas temperaturas, e serve para lubrificar e resfriar a dupla embreagem. Um requisito básico para o ATF é que ele permite que a dupla embreagem seja controlada de maneira precisa. Sistema de lubrificação das engrenagens. o segundo sistema incorpora a caixa de câmbio manual, a caixa de transferência (diferencial central) e diferencial dianteiro. A lubrificação neste caso se dá através de um fluido de engrenagens tipo hipóide com aditivação especial para o diferencial central. Pela separação destas duas câmaras, foi possível projetar peças e componentes individuais de maneira a atender as necessidades mecânicas o melhor possível. Assim, não foi necessário conflitar as diferentes demandas de lubrificação separadamente. Vedação dos sistemas de óleo. Os reservatórios de fluido devem ser vedados de maneira confiável entre si. Por exemplo, se houver intrusão de fluido de engrenagens na seção do ATF, misturando com o óleo ATF, este fato afetará adversamente o desempenho da dupla embreagem. Para evitar isto, elementos de vedação especiais são posicionados em locais estratégicos.

8 8 Os eixos de entrada 1 e 2 são vedados por um vedador duplo (4 peças no total). Se um vedador radial estiver vazando, a porta de dreno de óleo permite que o vazamento escape para dentro da transmissão evitando que o fluido vá para a câmara do outro fluido. O alojamento transversal no eixo de entrada 2 estabelece uma conexão entre o eixo de entrada 1 e a porta de dreno de fluido.

9 9 Fornecimento de ATF Lubrificação Um fornecimento suficiente de fluido ATF é essencial para a correta operação da caixa. Uma bomba de óleo externa movida pela embreagem dupla através de dentes de engrenagem fornece o fluxo e pressão de óleo necessário. A bomba de ATF alimenta o sistema mecatrônica com a pressão de óleo necessária para cumprir as seguintes funções: Controle da embreagem multi-discos (engates e desengates). Arrefecimento e lubrificação da embreagem multidiscos. Controle do sistema hidráulico da transmissão. Controle da Transmissão Conjunto Mecatrônico. A transmissão é controlada por um sistema mecatrônico desenvolvido recentemente. Seu conceito de controle permite precisão de controle da rotação de engate e força nas mudanças de marcha; Assim, dependendo da situação de dirigibilidade, é possível se obter mudanças rápidas sem comprometer o conforto, como por exemplo, em desacelerações.

10 10 O sistema mecatrônico age como unidade central de controle da transmissão. Ela combina a unidade de controle eletrohidráulico (atuadores), unidade de controle eletrônico e alguns dos sensores em uma só unidade. Por conta de sua configuração longitudinal, os sensores de rotação de ambos os eixos de entrada da caixa e o sensor de saída são montados em suportes separados. O sistema mecatronico controla, regula e executa as seguintes funções: Adaptação da pressão de fluido no sistema hidráulico aos requisitos de funcionamento. Regulação do arrefecimento das embreagens.

11 11 Seleção dos pontos de mudança. Regulagem e controle da transmissão. Comunicação com outras unidades de controle. Programas de emergência. Auto diagnóstico. Funções de Proteção da Transmissão. Monitoramento da temperatura da unidade de controle. Altas temperaturas possuem um impacto negativo na vida útil e desempenho dos componentes eletrônicos. Devido à integração da unidade de controle da transmissão dentro da carcaça da transmissão (lubrificada pelo ATF), é muito importante monitorar a temperatura dos componentes eletrônicos, e ao mesmo tempo, do ATF. Quando a temperatura atinge aproximadamente 135ºC (medida por um dos dois sensores de temperatura na unidade de controle, os componentes eletrônicos da transmissão devem ser protegidos contra aumento adicional de temperatura. Quando este valor é excedido, a unidade de controle da transmissão inicia uma redução no torque do motor para reduzir a entrada de calor. Até uma temperatura de aproximadamente 145ºC, o torque do motor pode ser reduzido gradualmente até que o motor fique em marcha lenta. Quando o motor atinge a rotação de marcha lenta, as embreagens se abrem e não há transmissão de torque do motor para as rodas de tração. Quando esta função de proteção está ativada, um código de falha é armazenado na memória de falhas e o seguinte texto aparece no painel: Pode ser dirigido de forma limitada. Proteção da embreagem. Se o fluido de arrefecimento da embreagem excede o valor de aproximadamente 160ºC, a embreagem entra dentro de uma faixa crítica, que pode danificá-la. Esta temperatura pode ocorrer, por exemplo, quando se dirige em subidas extremas (ou puxando um trailer) ou quando o veículo é mantido parado numa subida muito íngreme utilizando o acelerador, sem usar o pedal de freio.

12 12 Como medida de segurança, o torque do motor é reduzido quando a temperatura do fluido de arrefecimento excede 160ºC. Se a temperatura do fluido de arrefecimento continua a subir, o torque do motor é gradualmente reduzido, até fazer o motor atingir a marcha lenta. Quando o motor atinge a marcha lenta, as embreagens se abrem e não há transmissão de torque do motor às rodas de tração. Quando esta função de proteção está ativada, um código de falha é armazenado na memória de falhas e o seguinte texto aparece no painel: Pode ser dirigido de forma limitada. Unidade de controle da Transmissão. Na série B8, um novo algoritmo de diagnóstico e dados é utilizado para as unidades de controle do motor, da transmissão e airbags. Os blocos de dados antigos e numerações não são mais utilizados. Para compensar, dados medidos individuais estão agora disponíveis e listados com texto integral em ordem alfabética. Pode-se selecioná-los individualmente. Limpando a memória de Falhas. As memórias de falhas das unidades de controle do motor e da transmissão são sempre limpas em conjunto. Se a memória de falhas do motor for limpa, também o será a memória da transmissão, e vice-versa. Reboque. Se um veículo equipado com a transmissão S-Tronic necessitar ser rebocado, as restrições convencionais de uma caixa automática se aplicam: Alavanca seletora na posição N. Velocidade máxima de reboque de 50 km/h. Distância máxima de reboque de 50 km. Isto porque quando o veiculo excede a velocidade de 50 km/h e o motor está desligado, a bomba de ATF não produz pressão e os componentes da transmissão excedem o limite de rotações permitido, comprometendo sua lubrificação e danificando permanentemente a transmissão. Sérios danos poderão sobrevir se estas recomendações não forem cumpridas.

13 13 Redação APTTA Brasil Departamento Técnico