Cutia de viteze automată - mod de funcţionare și componente

    Cutiile de viteze automate sunt cutiile care realizează schimbarea treptelor de viteză fără intervenția conducătorului automobilului. Mai mult, decizia de schimbare a treptelor de viteză este luată de calculatorul electronic de control al cutiei de viteze, pe baza informațiilor provenite de la senzori (poziție pedală accelerație și viteza automobilului).

Cutia automată cu 8 trepte 8HP

Foto: Cutia automată cu 8 trepte 8HP
Sursa: ZF

    O cutie de viteze automată este compusă din trei subsisteme (componente):

  • hidrotransformatorul, numit și convertizorul de cuplu (en: torque converter)
  • ansamblul de mecanisme planetare cu ambreiajele și frânele multidisc
  • modulul electro-hidraulic de comandă și control

Cutia automată cu 7 trepte 7G-tronic

Foto: Cutia automată cu 7 trepte 7G-tronic
Sursa: Mercedes

  1. arborele de intrare în cutia de viteze (legătura cu motorul termic)
  2. ambreiajul de blocare a hidrotransformatorului cu alunecare controlată și elemente de amortizare
  3. pompa de ulei pentru controlul presiunii de lucru
  4. mecanismele planetare și actuatoarele de schimbare a treptelor (ambreiaje și frâne multidisc)
  5. arborele de ieșire din cutia de viteze (legătura cu transmisia longitudinală, cardanică)
  6. sistemul de blocare pentru parcare (poziția P a levierului de programe)
  7. legătura mecanică cu levierul selector de programe
  8. modul electro-hidraulic de control (conține senzori, supape electromagnetice și calculatorul cutiei de viteze)
  9. modulul electronic de comandă și control (calculatorul cutiei de viteze)
  10. supape cu electromagnet (solenoid) pentru acționarea ambreiajelor și frânelor multidisc
  11. hidrotransformator (convertizor de cuplu)

    Cutiile de viteze automate, în denumirea populară, mai sunt numite și cutii „hidramate”. Acestă denumire se datorează cutiilor de viteze automate produse de General Motors sub numele de Hydra-Matic. Cutiile „hidramate” sunt de fapt cutii automate clasice cu hidrotransformator și mecanisme planetare.

Cutia automată Hydra-Matic 4T45

Foto: Cutia automată Hydra-Matic 4T45
Sursa: GM

Hidrotransformatorul - convertizorul de cuplu

    Hidrotransformatorul este subansamblul care transmite momentul motor cutiei de viteze, prin intermediul unui fluid de lucru (ATF). În cazul în care hidrotransformatorul este deblocat, mișcarea provenită de la motorul termic nu este transmisă direct, mecanic ci hidraulic, între motor și cutia de viteze neexistând legătură mecanică.

Hidrotransformator – convertizor de cuplu

Foto: Hidrotransformator – convertizor de cuplu
Sursa: ZF

    Hidrotransformatorul, sau convertizorul de cuplu, este alcătuit din patru componente principale:

  • pompă
  • turbină
  • stator sau difuzor
  • ansamblul ambreiajului de blocare

    Convertizorul de cuplu are rol de element de cuplare progresivă, în transmisiile moderne fiind folosit doar la plecarea din loc (viteza automobilului < 25 km/h) și la schimbarea treptelor, după care este blocat pentru a crește randamentul transmisie.

Cutia automată - mecanismele planetare

    Realizarea unei trepte de viteză într-o cutie de viteze automată se face prin intermediul mai multor mecanisme planetare (simple, Ravigneax sau Lepelletier). Comparativ cu o cutie de viteze manuală cu angrenaje simple, la care o treaptă de viteze de formează de o singură pereche de roți dințate, o cutie de viteze automată realizează o treaptă de viteze utilizând mai multe mecanisme planetare. Prin blocarea elementelor componente ale mecanismului planetar (solară, platou sateliți, coroană) se obțin diferite rapoarte de transmitere, care înseriate formează un raport al cutiei.

Cutie automată – platou port-sateliți

Foto: Cutie automată – platou port-sateliți
Sursa: GM

    Avantajele mecanismelor planetare comparativ cu angrenajele cu roți dințate simple:

  • poziţionarea coaxială a arborilor de intrare şi de ieşire din transmisie;
  • formă constructivă simetrică, circulară;
  • distribuirea cuplului şi a puterii pe mai multe perechi de angrenaje în cadrul unui mecanism planetar;
  • permit automatizarea mult mai ușor.

    Aceste avantaje implică o mai bună echilibrare dinamică a cutiei de viteze, cu efecte benefice asupra solicitărilor din lagăre, a zgomotului şi vibraţiilor din timpul funcţionării. În plus, la același cuplu transmis, datorită angrenării în trei sau patru puncte ale mecanismului planetar, rezultă roţi dinţate mai mici, cu viteze şi forţe de angrenare micşorate, construcţii cu gabarite reduse, greutate şi mase inerţionale mai mici, utilizarea mai raţională a spaţiului disponibil de amplasare.

Ambreiajele și frânele pentru cuplarea treptelor

    Cuplarea sau mai bine spus formarea treptelor de viteză se realizează cu ajutorul ambreiajelor și a frânelor multidisc. Aceste au rolul de a cupla două elemente pentru a se roti cu aceeași turație (ambreiaj) sau de a bloca un element la turație zero (frână).

Componentele unui ambreiaj/frână multidisc de cutie automată

Foto: Componentele unui ambreiaj/frână multidisc de cutie automată
Sursa: BorgWarner

    Acționarea ambreiajelor sau a frânelor se face cu actuatoare hidraulice. controlate prin intermediul unor supape electromagnetice, de către modulul electronic de comandă (TCU). Modulul electronic  de comandă asigură preluarea semnalelor de la senzori și de la motor (via CAN), prelucrarea acestora și transmiterea semnalelor de comandă la elementele de execuție (actuatoarele hidraulice).

Modul electrohidraulic de comandă pentru o cutie de viteze automată

Foto: Modul electrohidraulic de comandă pentru o cutie de viteze automată
Sursa: BorgWarner

    Cutiile de viteze automate sunt utilizate în general pe autoturismele de clasă medie şi superioară, datorită avantajelor pe care la are:

  • transmite cupluri mai mari
  • amplifică cuplul motor
  • trecerea de la o treaptă la alta se face lin şi fără şocuri
  • funcţionare mai silenţioasă

    Pentru automobilele de la care se așteaptă confort sporit în timpul rulării (zgomote și șocuri reduse), conducere mai ușoară și forțe de tracțiune ridicate, este indicat să se folosească o cutie de viteze automată. Acesta, comparativ cu o cutie manuală, îndeplinește foarte ușor aceste cerințe datorită principiului de funcționare.

Cutia de viteze automată 7G-tronic de la Mercedes Benz

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Login

Logo motorul anului