Caja de Ultima Generacion

8/14/2019 Caja de Ultima Generacion

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Caja de ltima generacin Multitronic

ndice

IntroduccinPgina

Multitronic..............................................................................2Introduccin..3

Principiobsico4Concepto del cambio.................................................................5Datos tcnicos...................................................................... ..6Grupos componentes del cambio Unidad amortiguadoracon volante de inercia........................7Vista seccionada del cambio.............................................. ..8Embrague de marcha adelante / embrague de marcha atrscon conjuntoplanetario.....................................................................................................9Etapareductora..14Variador...15Reglaje.16Sensor depar.17 Diseo y funcionamiento....18

Tolva de aceite

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centrfugo20Cadena...22

Diseo yfuncionamiento..23Alimentacin deAceite...............................................................................25Parte interna de labomba26Esquema

hidrulico...27

multitronic

El nombre multitronic simboliza el cambio El concepto CVT,desarrollado ms a fondo automtico variable, de nuevo desarrollopor por Audi, est basado en el principio de la parte de Audi.

transmisin por ceimiento, que ya se En el lenguaje cotidiano, loscambios conoce desde hace tiempo. Segn este automticosvariables tambin suelen recibir principio, con ayuda de unvariadores el nombre de transmisiones CVT. Posible regular latransmisin sin escalonamientos entre la relacin ms corta yla ms larga. CVT es la abreviatura inglesa de Continuously VariableTransmission,lo que significa cambio variable

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El nuevo cambio multitronic con funcin Tiptronic de Audi ofrece elefecto sinergtico de contar con las mejores condiciones dinmicasque se pueden alcanzar, un ptimoAprovechamiento energtico del combustible y los mximos nivelesposibles de confort de la traccin.

Introduccin

Los cambios de marchas se necesitan para adaptar las caractersticasde par de losmotores de combustin interna a las necesidades del vehculo. Enesencia, se implantan cambios escalonados, tales como el cambiomanual, el cambio manual automatizado y el cambio automticoescalonado. Un cambio escalonado (cambio de marchas especficas)representa siempre una combinacin haciendo concesiones al

dinamismo de la conduccin, al consumo y al confort de marcha.

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El par suministrado por un motor de combustin interna no sedesarrolla de formaescalonada, sino que de forma continua. Para aprovecharptimamente la potencia en la transmisin de la fuerza resulta porello ideal una transmisin sin escalonamientos.

Los conceptos CVT que existen actualmente en el mercado tambintrabajan segn elprincipio de ceimiento. Sin embargo, debido a la limitada potenciaque puedentransmitir, slo son adecuados para vehculos pequeos y delsegmento medio inferior con motorizaciones bajas. Segn pruebasneutras efectuadas, estos cambios todava no son convincentes en lorelativo a prestaciones. Para el desarrollo de un cambio CVT, Audi hafavorecido asimismo el principio del ceimiento, por ser el quepresenta el estado de desarrollo ms avanzado en la actualidad. Lameta de Audi consisti en desarrollar un cambio CVT que no slo seaconvincente en lo que respecta a prestaciones y consumo envehculos con motorizaciones potentes del segmento superior, sinoque tambin marque nuevos parmetros en lo relativo alcomportamiento dinmico y confort.

Principio bsico

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El elemento principal del cambio multitronic es el variador. Con ayudadel variador se modifican sin escalonamientos las relaciones detransmisin, desde la de arrancada hasta la relacin final. De esaforma est siempre disponible una relacin adecuada.Indistintamente de que se conduzca de forma orientada hacia la

entrega de potencia o hacia el consumo econmico, el motor siemprepuede trabajar dentro del margen operativo ptimo. El variadorconsta de dos poleas de garganta variable, denominadas conjuntopolea biplato primario (conjunto 1) y el conjunto polea biplatosecundario (conjunto 2), as como de una cadena especial, quetrabaja (ceida) en la zona espaciada de ambas poleas. La cadenaes el elemento de transmisin de la fuerza. El conjunto polea biplato 1es impulsado por el motor a travs de una etapa reductora. El par delmotor se transmite a travs de la cadena hacia el conjunto poleabiplato 2 y desde all pasa al grupo diferencial. Un plato cnico decada conjunto depolea est dispuesto deforma desplazableen el rbol, lo cualpermite modificar sin

escalonamientos el dimetro de ataque para la cadena y, con ste, larelacin de transmisin. Los dimetros de ambas poleas tienen que

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variar simultneamente, de modo que la cadena se mantengasiempre tensa, asegurando as la fuerza de apriete necesaria de laspoleas para la transmisin de la fuerza.

Concepto del cambio

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El par del motor se inscribe en el cambio, segn la motorizacin delvehculo, a travs de una unidad amortiguadora con volante deinercia o a travs de un volante de inercia bimasa. Para iniciar lamarcha se utiliza respectivamente un embrague hmedo de discos

para marcha adelante y uno para marcha atrs. Con ayuda de unconjunto planetario se genera la inversin del movimiento para lamarcha atrs. El par del motor se transmite a travs de una etapareductora hacia el variador, y desde all hacia el grupo diferencial.

Como una innovacin cabe destacar aqu la transmisin del par atravs de una cadena de traccin (vase la descripcin del variador yde la cadena de traccin). La gestin electrohidrulica forma unaunidad compartida con la unidad de control del cambio y va alojadaen la carcasa del cambio. Con la funcin Tiptronic se dispone de 6

marchas para la seleccin manual.

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Datos tcnicos

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Designacin: multitronic 01J

Designacin de fbrica: VL 30

Letras distintivas: DZN

Par mximo transmisible: hasta 310 Nm

Relacin de transmisin del

variador:

2,40 - 0,40

Cota de garganta (gama de

relaciones de transmisin):

6

Relacin transmisin etapareductora:

51/46 = 1,109

Relacin transmisin grupo

diferencial:

43/9 = 4,778

Presin de servicio de la

bomba de aceite:

mx. aprox. 60 bar

Cantidad impelida por la

bomba de aceite:

10 ltr./min a 1.000 1/min

ATF para multitronic:

Aceite para engranajes, para

multitronic:

G 052 180 A2

G 052 190 A2

Cantidad de aceite para

engranajes: Primer llenado de

ATF, incl. radiador y filtro

Cantidad de ATF que se

cambia Aceite paraengranajes

aprox. 7,5 litros

aprox. 4,5 litros

aprox. 1,3 litros

Peso total (sin volante de

inercia):

aprox. 88 kg

Largo total: aprox. 610 mm


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Unidad amortiguadora con volante de inercia

En los motores de pistones alternativos, la heterogeneidad deldesarrollo de lacombustin provoca oscilaciones torsionales en el cigeal. Estasoscilaciones en el giro se transmiten al cambio y provocan alloscilaciones de resonancia, traducindose en sonoridad y cargasexcesivas para los componentes. La unidad amortiguadora convolante de inercia o bien el volante de inercia bimasa se encarga deamortiguar las oscilaciones torsionales, estableciendo as unfuncionamiento con mnimos niveles desonoridad. El par de los motores 2,8 ltr. V6 se inscribe en el cambio atravs de una unidad amortiguadora con volante de inercia. Losmotores de cuatro cilindros tienen una marcha menos uniforme quelos motores de 6 cilindros, en virtud de lo cual se implanta en los de 4cilindros un volante de inercia bimasa.

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Para ms claridad de la representacin grfica se ha volcado la bomba de ceite y la caja de reenvo hacia el planodel corte.

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Embrague de marchas adelante / embrague demarcha atrs con conjunto planetario

En contraste con los cambios automticos escalonados, que utilizan

un convertidor para la transmisin del par, en el concepto CVT deAudi se implanta respectivamente un embrague por separado paralas marchas adelante y otro para la marcha atrs.Se trata de embragues multidisco hmedos, como los que se suelenutilizar enlos cambios automticos escalonados para el mando de los cambios.Se utilizan para iniciar la marcha y para transmitir el par sobre laetapa reductora. La fase de iniciacin de la marcha y la transmisindel par se vigilan electrnicamente y se regulan por la vaelectrohidrulica.

El embrague multidisco regulado electrohidrulicamente presenta lassiguientes ventajas en comparacin con un convertidor de par:

Peso bajo Dimensiones compactas Adaptacin de las caractersticas de iniciacin de la marcha a lascondiciones de la

conduccin Adaptacin del par de la marcha lenta de fuga a las condiciones dela conduccin Funcin de proteccin contra sobrecarga o uso indebido

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Conjunto planetarioEl conjunto planetario est ejecutado en versin de conjuntoplanetario inversor y seutiliza exclusivamente al efecto de invertir el sentido de giro para lamarcha atrs.La relacin de transmisin en el conjunto planetario es de 1:1 para lamarcha atrs.

Asignacin de los componentesEl planeta (lado primario) est comunicado con el rbol de entrada alcambio y con losdiscos de acero del embrague para marcha adelante.

El portasatlites (lado ecundario) est comunicado con la rueda deimpulsin de la etapa reductora y con los discos guarnecidos del

embrague de marchas adelante.

La corona interior est comunicada con los satlites y con los discosguarnecidos del embrague de marcha atrs.

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Desarrollo de la fuerza en el conjunto

Planetario

El par se inscribe a travs del planeta solidario del rbol de entrada,pasando hacia el conjunto planetario e impulsando a los satlites 1.

Los satlites 1 impulsan a los satlites 2, los cuales se hallan enataque con la corona interior.

El portasatlites (conjunto planetario de salida) est inmvil, porqueconstituye laimpulsin de la etapa reductora y el vehculo todava no se encuentraen movimientoLa corona interior gira en vaco, a medio rgimen de motor, en elsentido de giro delmotor.

Sentido de giro de los componentes con motor en marcha y

vehculo parado

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Desarrollo de la fuerza en marcha adelante

Los discos de acero del embrague para marchas adelante estncomunicados con elplaneta, mientras que los discos guarnecidos van comunicados con elportasatlites.En cuanto el embrague de marchas adelante arrastra fuerza,comunica el rbol de entrada al cambio con el portasatlites (ladosecundario). El portasatlites se bloquea y gira en el sentido delmotor, transmitiendo un par de 1:1.

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Desarrollo de la fuerza en marcha atrs

Los discos guarnecidos del embrague de marcha atrs estncomunicados con lacorona interior, mientras que los discos de acero estn comunicadoscon la carcasa delcambio. En cuanto el embrague de marcha atrs arrastra fuerza,retiene la corona interior, apoyando as el par contra la carcasa delcambio. Ahora se transmite el par sobre el portasatlites, el cual

empieza a girar en el sentido opuesto al del motor. El vehculo sedesplaza hacia atrs.

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En la marcha atrs se limita la velocidad por la va electrnica. Elvariador se mantiene en la relacin de transmisin para marchainicial.

Etapa reductora

Debido a las condiciones del espacio disponible se transmite el parhacia el variador a travs de una etapa reductora. Las diferentesversiones de motorizacin se adaptan al cambio mediante diferentesrelaciones de transmisin en la etapa reductora.

De esa forma se hace funcionar el variador dentro de su gama deregmenes ptimos.

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Variador

El principio bsico del variador ha sido presentado ya en la pgina 5.A continuacinse tratan las particularidades y funciones del variador en el sistemamultitronic.Concepto del variador en el multitronic El variador trabaja segnel principio deldoble mbolo. Otra particularidad consiste en que el conjunto polea

biplato 1 tiene alojado un sensor de par (ms detalles bajo Sensor depar

Los conjuntos polea 1 y 2 disponen de un cilindro cada uno para elapriete de las poleas cnicas (cilindros de apriete) y uno por separadopara el reglaje de la relacin de transmisin (cilindro de reglaje). Conel sistema de doble mbolo es posibletrabajar con una muy pequea cantidad de aceite a presin ymodificar con ste muyrpidamente la relacin de transmisin, manteniendo siempre unapriete suficiente

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de las poleas, con un nivel de presiones relativamente bajo.

Reglaje

Los altos niveles de exigencias planteadas al dinamismo del reglajepiden que se aporteuna correspondiente cantidad de aceite a presin. Para mantener loms reducidaposible la cantidad de aceite, los cilindros de reglaje tienen unasuperficie ms pequea que los cilindros de apriete. De ese modo senecesita una cantidad de aceite relativamente pequea para elreglaje. A pesar del bajo caudal impelido por labomba de aceite se consiguen unos altos niveles de dinamismo en elreglaje y seinfluye positivamente sobre el grado de rendimiento.

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consiste en ajustar la fuerza de apriete de las poleas cnicas enfuncin de las necesidades, y ello con la mayor exactitud y fiabilidadposibles.

Un sensor de par, de funcionamiento hidrulico-mecnico, alojado en

el conjuntopolea biplato 1, detecta de un modo muy exacto el par efectivamentetransmitido,actuando por la va esttica y dinmica, y establece la presin deaceite adecuada enlos cilindros de apriete.

El par del motor se inscribe hacia el variador exclusivamente a travsdel sensor de par.La presin de apriete la regula el sensor de par por la va puramentemecnico-hidrulica.

Diseo y funcionamiento

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El sensor de par consta, en esencia, de dos carcasas con sieterampas, entre las cuales se alojan bolas de acero. La carcasa derampas 1 va encajada por concordancia geomtrica con el elementosecundario del conjunto polea biplato 1 (rueda secundaria de la etapareductora). La carcasa de rampas 2 est comunicada con el conjunto

polea biplato 1 a travs de un estriado desplazable axialmente, y seapoya contra el mbolo del sensor de par. El mbolo del sensor depar se utiliza para regular la presin de apriete y constituye lacarcasa de las cmaras 1 y 2 para el sensor de par.

Las carcasas pueden girar radialmente una con respecto a otra,transformndose el parde giro en una fuerza axial, debido a la geometra de las rampas ybolas. Esta fuerza axial acta sobre la carcasa de rampas 2 ydesplaza el mbolo aplicado del sensor de par. Durante esaoperacin, el borde de control del mbolo sensor de par cierra o bien

abre las desembocaduras en la cmara 1 del sensor de par.

La fuerza axial generada por el sensor de par se utiliza como fuerza

de control, la cual es proporcional al par del motor. En funcin de lafuerza de control se ajusta la presin en el cilindro de apriete.

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Funcionamiento

La cmara 1 del sensor de par est comunicada directamente con el

cilindro de apriete.

El sistema est diseado demodo que la fuerza axialgenerada por el par delmotor se mantenga enequilibrio con la presin en elcilindro de apriete. Al circulara velocidad constante, lostaladros de desembocadura

slo van cerradosparcialmente. La cada depresin generada por elcontrol en los taladros dedesembocadura (sensor depar) se encarga de modularla presin en el cilindro deapriete.

Al aumentar el par detraccin, lo primero quesucede es que los taladrosde desembocadura seancerrados un poco ms por

parte del borde de control,haciendo que aumente lapresin en los cilindros deapriete, hasta que se vuelvaa establecer el equilibrio delas fuerzas. Al reducirse elpar de traccin, los taladrosde desembocadura abren unpoco ms, diminuyendo la

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presin en los cilindros de apriete hasta que se vuelva a establecer elequilibrio de las fuerzas.

Al intervenir picos de par,el borde de controlsobrepasa los taladros dedesembocadura hastacerrarlos. Si el sensor depar se sigue desplazando,acta como una bomba

de aceite, haciendo que elvolumen de aceitedesplazado aumenteahoramuy rpidamente lapresin en los cilindros deapriete, adaptando sindemora la presin deapriete.

Enormes picos de par surgen p. ej. al pasar por un bache o alintervenir cambios intensos en los pares de friccin del pavimento (alpasar de pavimento resbaladizo aasfalto).

Tolva de aceite centrfugo

Otra particularidad del variador es que el conjunto polea biplato 2posee una tolva deaceite centrfugo, para actuar en contra de la presurizacin dinmicaen el cilindro deapriete. A regmenes superiores, y debido a los efectos de la rotacin,el aceite de

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transmisin en el cilindro de apriete se encuentra sometido a fuerzascentrfugasintensas, las cuales conducen a un ascenso de la presin. Se habla deuna presurizacindinmica. La presurizacin dinmica es un efecto indeseable, porque

aumentainnecesariamente la presin de apriete e influye negativamente en elciclo deregulacin del sistema de reglaje.

El aceite encerrado en la tolva de aceite centrfugo est expuesto almismo fenmenode presurizacin dinmica que en el cilindro de apriete. Por ese mediose compensa lapresurizacin dinmica en el cilindro de apriete. La cmara de aceitecentrfugo se alimenta a travs de un taladro de proyeccin de aceite,directamente por parte de la unidad de control hidrulica. El taladrode proyeccin de aceite inyecta continuamente aceite hacia el reade alimentacin de la cmara de aceite centrfugo. Si se reduce elvolumen en la cmara de aceite centrfugo (al variar la relacin detransmisin) se expulsa el aceite a travs del conducto dealimentacin.

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Tolva de aceite centrfugo

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Cadena

Una funcin clave en el variador del sistema multitronic lecorresponde a la cadena.

Por primera vez en un cambio CVT se implanta una cadena como elmedio deceimiento. La cadena es un nuevo desarrollo que, en comparacincon los medios de ceimiento conocidos hasta ahora, como lacorrea de eslabones de empuje o la correa trapezoidal, ofrece lassiguientes ventajas:

Radios de rodadura muy estrechos permiten un granespaciamiento a pesar de las

dimensiones compactas del variador. Intenso par transmisible

Alto grado de rendimiento

El espaciamiento de la garganta indica el margen de relacionesque aporta una transmisin. El espaciamiento de la garganta seindica como una cifra proporcional.La relacin de transmisin en arrancada, dividida por elespaciamiento de la garganta, da por resultado la relacin detransmisin final. En trminos generales, un granespaciamiento de la garganta presenta ventajas, porque aporta unaalta relacin de transmisin en arrancada (buenas condicionesdinmicas) y a su vez una baja relacin final (consumo bajo). Esto,como es natural, tiene especial validez para un concepto CVT, porqueprcticamente estn disponibles todas las etapas intermedias, sin queexista ya ningn escalonamiento inadecuado entre las marchas.

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Diseo y funcionamientoEn una cadena convencional, los eslabones van unidos de formamovible a travs de pernos de articulacin. Para la transmisin de parincide una rueda dentada en los pernos entre los eslabones.

La tcnica de la cadena CVT es distinta.La cadena CVT consta de eslabones encadenados en lnea y unidossin fin por medio de dos ejes de presin basculantes en cada ojo. Enel caso de la cadena CVT, los ejes de

presin basculantes sobresalen por los costados de la cadena y sonlos que se aprietan entre las poleas cnicas del variador, a base deoprimir uno contraotro los platos de ambas poleas. El par de giro se transmitesolamente a travs de la fuerza de friccin entre la superficie frontalde los ejes de presin basculante con respecto a las superficies deapoyo en las poleas cnicas.

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generando oscilaciones que causaran una sonoridad desagradable.Con la implantacin de eslabones de diferente longitud se interfierenlas resonancias, minimizndose la sonoridad de funcionamiento.

Alimentacin de aceite

En el cambio multitronic, la transmisin de la fuerza depende porigual de la alimentacin de corriente y de la parte hidrulica. Nadafunciona sin corriente elctrica y la suficiente alimentacin deaceite. La potencia suministrada para ello por la bomba de aceiterepresenta las necesidades energticas principales del cambio y es,por tanto, el factor decisivo para su grado de rendimiento total. Lossistemas descritos hasta esta parte han sido diseados por ello demodo que tengan mnimas necesidades de aceite y se hadesarrollado para ello un innovador sistema de alimentacin deaceite.

Bomba de aceite

Para evitar conexiones innecesarias se ha montado la bomba deaceite directamente ala unidad de control hidrulica. Esta configuracin compartida con elsistema de

control constituye una unidad compacta, reduce las prdidas depresin, y su fabricacin es, adems, correspondientementeeconmica. El sistema multitronic est equipado con una bombalunular optimizada en rendimiento. Suministra las presionesnecesarias con una cantidad de aceite comparablemente inferior. Uneyector suministra la cantidad de aceite necesaria a baja presin parala refrigeracin de los embragues. La bomba lunular puede serintegrada como unidad compacta en la gestin hidrulica y accionadadirectamente por el rbol de entrada, a travs de un pin cilndrico yel eje de la bomba.

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parte interna de la bonba

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