2015Nr. 02 / 2015

TRANSMISIA AUTOMATA CU OPT TREPTE DE VITEZA ZF

In ceea ce priveste noile tehnologii, reducerea emisiilor de dioxid de carbon reprezinta factorul determinant in proiectarea noilor transmisii. ZF dezvolta transmisia automata cu opt trepte de viteza avand ca scop reducerea consumului de combustibil cu 6%, in timp ce se pastreaza dinamica schimbarii treptelor de viteze a mecanismului sistemului de antrenare de tip 6-HP Lepelletier. Varietatea de modele din familia cu opt trepte de viteza se incadreaza la un cuplu de la 300Nm la 1000Nm. Transmisia de tip 8HP70 poate sustine un cuplu de pana la 700Nm. Aceasta se bazeaza pe sistemul de antrenare cu 5 elemente de schimbare si 4 grupuri planetare. Raportul de transmisie este 7.05.

Un obiectiv important pentru noua generatie de transmisie este de a oferi o reducere considerabila a consumului de combustibil si de a dezvolta functionalitatile acesteia pentru a creste beneficiile clientilor. Figura 1 arata dezvoltarea diminuarii de combustibil prin introducerea de noi sisteme de transmisie. Acesta ilustreaza o comparatie a caracteristiclor sistemului de reducere a consumului transmisiei cu 8 trepte de viteza si a celei de a doua generatii 6 HP. Mai mult, noua transmisie 8HP ar trebui sa fie comparabila cu transmisia in 6 trepte de viteza in ceea ce priveste cheltuielile de mecanica, sarcina si costuri. in plus la eficienta combustibilului si a costurilor, o atentie marita este acordata placerii de a conduce. Noua transmisie 8 HP este o sinteza care rezolva toate aceste conflicte.

 

Conceptul de transmisie
Pe baza unei liste de criterii cuprinzatoare, mii de sisteme de transmisie planetara si variantele lor de aranjare au fost evaluate. in aceasta situatie, provocarea a rezultat in faptul ca sistemul de transmisie necesita sa fie gasit, ceea ce, pe de o parte, a permis dezvoltarea la 6 trepte de viteza sau chiar mai mult de atat, si pe de alta parte, a scazut pierderea de putere pentru a se evita depasirea posibilitatilor sistemului cauzata de aparitia unui numar mare de trepte de viteza. Un asemenea sistem este reprezentat de schema 8HP ilustrata in figura 2. Avand 4 grupuri planetare simple si 5 elemente de schimbare, aceasta ofera atat o buna eficienta a treptelor de viteza, cat si o distributie omogena a vitezei si a cuplului. Cuplul echilibrat si distributia vitezei componentelor individuale ale transmisiei sunt fundamentale pentru un design optimizat in termeni de instalare a spatiului si a sarcinii.

Designul 8HP70
8HP70 e proiectata pentru un cuplu al motorului de pana la 700 Nm. Mai multe studii de proiectare au fost realizate pentru a se gasi cel mai potrivit aranjament al componentelor. Cele doua frane, A si B sunt localizate in sectiunea discului intermediar pe partea de sus a fiecareia. Seturile de antrenare, cel mult 3, urmeaza exemplul anterior. Cele 3 ambreiaje C, D si E sunt localizate intre al treilea si al patrulea set de angrenare. Ambreiajele E si C sunt alimentate cu ulei sub presiune de catre arborele de intrare dinspre partea din fata, in timp ce la ambreiajul D, lubrifierea se face dinspre partea din spate, prin intermediul arborelui de iesire si prin intermediul planetarului. Din acest motiv, a fost necesar sa se proiecteze trei puncte de alimentare cu ulei la arborele de intrare (lubriefierea ambreiajelor E si C). Acestea sunt realizate cu ajutorul a trei gauri adanci care trec prin arborele de iesire la o dispunere de 120°.

Cutie-ZF-cu-8-trepte-672x442

Convertizorul de cuplu
Noul convertizor de cuplu are diametrul de cuplu de 250 mm. Pentru prima data la autovehiculele destinate pasagerilor, echipate cu transmisii ZF, a fost folosit un convertizor asa-numit “convertizor cu trei linii”. Ambreiajul de inchidere al convertizorului este controlat de o linie individuala. Astfel, convertizorul poate fi racit in parametrii optimi, in timp ce ambreiajul de inchidere al convertizorului este inchis. Pentru o amortizare optima, convertizorul de cuplu poate fi echipat cu un amortizor de torsiune al turbinei (TTD) sau cu un sistem cu dublu amortizor de torsiune imbunatatit.
Datorita acestor imbunatatiri, strategia de cuplare este si ea imbunatatita. Urmarea acestor imbunatatiri este reducerea consumului de carburant cu pana la 0.8%.

1_convertizor_cuplu_ZF

Hibridizare
Un avantaj urias al sistemului transmisiei 8HP consta in faptul ca o solutie hibrida poate fi integrata in totalitate fara a trebui sa se modifice cotele de instalare. Asa cum convertizorul de cuplu poate fi omis, aceste cote pot fi folosite pentru o volanta cu masa dubla, un ambreiaj la iesirea motorului si un motor electric. in acest caz, frana B este folosita ca si mecanism de pornire a transmisiei. Acest lucru conduce la avantaje majore referitoare la cotele de instalare pe vehicul.

Pompa de ulei
Recent utilizata in transmisiile ZF este de asemenea si ungerea cu ulei realizata cu o pompa cu dubla actionare. Observata frontal, pompa este pozitionata in afara axului, aproape de unitatea de control. in aceasta pozitie, o pompa identica poate fi utilizata pentru toata gama de modele de tip 8HP. Puterea ceruta este obtinuta printr-un lant de actionare direct la rotorul convertizorului de cuplu. Cilindreea necesara este determinata pe baza simularilor tuturor consumatorilor, in acelasi timp pastrandu-se cerintele lor specifice. Se regaseste la 14.7 cm3/rev. in comparatie cu pompa interna cu roti dintate specifica la 6HP28, pompa pentru 8HP70 a fost imbunatatita fara restrictii geometrice. Fata de traditionala pompa interna cu roti dintate, un avantaj al consumului de combustibil de 0.8% este obtinut.
Seturi de grupuri planetare
Fundamentul mecanic al transmisiei il constituie sistemul seturilor de grupuri planetare cu patru seturi de angrenaje simple. Primele doua seturi de angrenaje au acelasi numar de dinti de angrenare. in acest fel, nu sunt doar sinergii in producerea rotii de angrenaj, ci de asemenea au fost gasite si parti similare in grupurile planetare, rulmenti si discuri. Ambii port-sateliti sunt proiectati ca piese din foi de metal. Al treilea set de angrenaj nu sufera incarcari majore; din moment ce sistemul transfera putere incepand cu al patrulea set de angrenaje, in acest caz se utilizeaza un port-satelit din aluminiu cu scopul de a reduce greutatea acestuia. Al patrulea set de angrenaje este proiectat ca o unitate complexa. Portul-satelit este proiectat din doua parti sudate. Toate angrenajele externe (roti dintate centrale la transmisiile planetare si planetarele) sunt greu de prelucrat. Discurile dintate sunt tratate si nitrate. Pentru adaptarea la greutatea optimizata la diferite cupluri si incarcari ale motorului, toate seturile de angrenaje sunt concepute cu trei si patru modele de planetare. O optiune cu un al cincilea planetar este pregatita pentru primul set de angrenaje.

Elementele de schimbare
Toate cele 5 elemente de schimbare sunt proiectate ca ambreiaje si frane multi-disc. Din motive de control, cele trei ambreiaje sunt echipate cu camere de echilibrare dinamica a presiunii. Arcurile sunt folosite pentru pozitionarea pistonului. Doar pistonului de la frana B i se aplica presiuni din ambele parti, astfel putand fi deplasat inainte si inapoi hidraulic. in timp ce masina sta la relanti, frana B activeaza functia pentru controlul relantiului in Neutral, cu scopul de a minimiza pierderea la relanti a convertizorului de cuplu deschis in acest stadiu. Cu exact acelasi cuplu, in comparatie cu 6HP28, transmisia 8HP70 necesita mai putine suprafete de frictiune si raze mai mici de frecare datorita cuplului si vitezelor de incarcare mai joase si mai omogene.

(continuarea in nr. 02 / 2015 al revistei AutoTehnica)

Related Articles

Back to top button