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Ver la versión completa : Funcionamiento del cambio automatico Multitronic



macaluan
18/01/2007, 09:46
El sistema Multitronic es una transmisión de variación continua que erradica las desventajas tradicionales de este grupo mecánico y aprovecha las ventajas de este sistema para conseguir una estrategia óptima de cambio. Con el sistema multitronic, la ganancia en confort no está relacionada con una pérdida dinámica ni con un aumento del consumo. http://www.puestaapunto.com/secciones/tecnica/00011_Cambio%20Multitronic/01.jpg
Cualquier modelo Audi con éste sistema acelera mejor, consume menos y ofrece un mayor confort que todos los cambios automáticos tradicionales debido a que sus variaciones de desmultiplicación tienen lugar de forma continua y absolutamente exentas de sacudidas.
El multitronic de Audi se diferencia de los sistemas de transmisión CVT (Continuously Variable Transmission, transmisión de variación continua) ofertados en el mercado a través de numerosas modificaciones, mejoras y aportaciones propias. De este modo, los ingenieros de Audi han adaptado el variador de la transmisión CVT gracias a un nuevo elemento de transmisión, la llamada cadena de láminas, a las grandes fuerzas y potencia del motor de seis cilindros con su par máximo de 280 Nm. Con esta medida han conseguido poner a un nivel significativamente más alto la utilización de una transmisión CVT. El nuevo variador sobrepasa en polivalencia a todos los tipos de cambio automático tradicionales, al ampliar a 6 el factor entre la desmultiplicación máxima y mínima. Gracias a la mayor desmultiplicación disponible el variador facilita, por ejemplo, la arrancada y hace posible el que se pueda prescindir de un convertidor de par hidráulico.
En lugar del convertidor de par, Audi utiliza un embrague de discos múltiples refrigerados por aceite evitando no solamente las típicas pérdidas de rendimiento del convertidor de par sino posibilitando también diferentes estrategias de arrancada. Dichas estrategias son seleccionadas por la gestión electrónica dependiendo de los deseos del conductor que, por otro lado, se identifican por medio del movimiento del pedal del acelerador. Además, el embrague de discos múltiples, gestionado electrónicamente, hace posible que la transmisión muestre un comportamiento homogéneo y cómodo (función deslizante).
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Con la hidráulica optimizada los ingenieros de Audi se aseguran que las conexiones de velocidades se efectúen de un modo altamente dinámico sin efectos retardados. Entre estos efectos propios de la transmisión CVT tradicional se cuenta la desventaja criticada en el pasado del "efecto resbalamiento" ó "síndrome de fricción del embrague". Además, la hidráulica ha sido diseñada basándose en un principio de doble émbolo en el variador y a través del reparto del caudal de aceite en un circuito de alta presión y otro de refrigeración, de tal modo que necesita una potencia de bombeo claramente inferior con respecto a la hidráulica convencional. De este modo, se ve mejorado significativamente el grado de efectividad de la transmisión y, con ello, las posibles prestaciones de marcha.
Los procesos de regulación del sistema electrónico, en parte totalmente nuevos, contribuyen a eliminar las desventajas de las transmisiones CVT habituales hasta la fecha. La gestión electrónica evita el ya mencionado "efecto resbalamiento", al efectuar una adaptación progresiva de las revoluciones del motor, lo que conduce a un comportamiento dinámico con la sonoridad habitual.
La electrónica trabaja, además, también con un sistema de reconocimiento del conductor y del entorno, el "programa dinámico de regulación DRP". Dependiendo de los movimientos del pedal del acelerador, este sistema deduce si el conductor desea conducir de forma deportiva o económica.
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En el caso de que el conductor desee conducir de forma económica, la electrónica, basándose en un campo característico memorizado de ahorro, lleva al régimen del motor a una desmultiplicación baja (desarrollo largo), ya a partir de una velocidad de 60 km/h.
Si el conductor pisa el acelerador a fondo (kick-down), el sistema electrónico pasa inmediatamente al campo característico de conducción deportiva y adapta la desmultiplicación (desarrollo corto), de tal modo que los regímenes de revoluciones altos, necesarios para conseguir una potencia máxima, se hallan disponibles ya a velocidades bajas. Si la conducción es normal, el sistema electrónico del motor escoge de entre ambos extremos la desmultiplicación más favorable en cada caso, además todas las modificaciones de desmultiplicación se producen, en contraposición con los cambios de velocidades de una transmisión automática convencional, sin sacudidas y pasando inadvertidas. El sistema electrónico reconoce también los tramos ascendentes y descendentes prestando ayuda al conductor a través de la compensación de las cargas o bien elevando el momento de frenado del motor.
La "guinda" de este sistema electrónico es la "función manual" con la cual se pueden elegir (sin sacudida alguna) seis niveles fijos de desmultiplicación. Basta con un breve toque sobre la palanca de selección hacia delante o hacia atrás, o por medio de un interruptor especial situado en el volante.
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EL NUEVO VARIADOR PARA CADENA DE LÁMINAS Mientras que cada una de las relaciones de cambio de todos los tipos de transmisión tradicionales, tanto con el cambio manual como también con el automático se realizan utilizando cinco, seis o más pares de piñones o bien conjuntos planetarios en la caja del cambio de marchas. En las transmisiones continuas CVT solamente existe un único y robusto par de poleas con una correa flexible de transmisión que transforma todas las marchas en infinitas variantes de desmultiplicación. Este componente central recibe el nombre de variador y trabaja con un elemento de transmisión similar a una correa poly-V. La correa de transmisión aloja en la garganta cónica unas poleas de diámetro efectivo variable, de tal modo que al combinar los posibles diámetros de dichas poleas se originan múltiples relaciones de desmultiplicación, que además pueden variar dentro de un amplio margen.
Esta correa es especialmente importante, ya que transmite la carga total de uno de los ejes de la transmisión al otro y, lo que es más, sin existir fuerzas de tracción. Tan sólo su fricción sobre las superficies cónicas de ambas poleas es capaz de transportar la carga. Audi se ha decidido por la cadena de láminas en lugar de por la correa articulada, habitual en las transmisiones continuas CVT. Dicha cadena está realizada en acero, y a pesar de ello es casi tan flexible como una correa trapezoidal. La cadena de láminas se ha efectuado de modo tan robusto que puede transmitir pares de motor más altos y fuerzas más elevadas que otras correas. Esta cadena se ha mostrado durante los muchos años de pruebas como extremadamente fiable y tiene garantizada una larga vida.
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Montada de modo similar como otras cadenas, sólo con varias capas unas junto a otras y especialmente más robusta, está compuesta por segmentos unidos por pernos en sus puntos de articulación transversales. Los frontales de los pernos presionan contra las superficies cónicas de las poleas. La fuerza motriz de la cadena se transmite a los puntos de apoyo resultantes sobre las poleas del variador. El deslizamiento resultante es tan reducido que los pernos, durante la vida de la transmisión, tan sólo se desgastan como máximo de una a dos décimas de milímetro. Esta cadena de láminas ofrece, además, la ventaja de que su recorrido puede ser inferior al de otras correas articuladas. Incluso al recorrer el más pequeño diámetro de enlace, posee la facultad de transmitir las fuerzas máximas y los pares de motor. En ese momento, solamente hay nueve pasadores en contacto con las superficies interiores de las poleas, pero la presión específica es tan grande que también en caso de una gran carga no resbalará. Un engranaje consigue la correspondiente reducción de régimen al comprobarse que el variador muestra su mejor grado de efectividad siendo accionado con un par de motor grande.
La hidráulica, que trabaja muy complejamente, genera la presión de empuje que actúa sobre los discos cónicos que forman las poleas. Mientras que, por una parte, ésta presiona los discos cónicos de forma que se produce una transmisión de fuerza con el escaso resbalamiento deseado, por otra parte, debe ejercer una presión adicional para separar entre sí los discos cónicos, modificando de éste modo la relación entre los diámetros de las poleas y por lo tanto la desmultiplicación final del variador. Por esta causa, los ingenieros de Audi han distribuido desde un principio la hidráulica de su variador en dos áreas.
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Como se desprende de la distribución de funciones, ésta trabaja sobre ambos pares de los discos cónicos del variador según el principio de doble émbolo. Mientras que el émbolo empujador con la mayor superficie operante impide que la cadena de láminas resbale, el émbolo empujador con la menor superficie ejerce fuerza adicional sobre el disco correspondiente cuando ha de ser modificada la desmultiplicación. Los sistemas hidráulicos de ambos pares de discos se pueden relacionar entre sí por medio de la bomba de aceite y las válvulas de regulación, de modo que solamente se deben desplazar de una parte a otra volúmenes reducidos de aceite y únicamente se necesita aplicar la diferencia de presión correspondiente. Este es el motivo por el cual el variador Audi reacciona instantáneamente ante cualquier orden de gestión, lo que no sucede en las transmisiones CVT actuales.
Otro nuevo elemento es el responsable de que el variador trabaje de un modo prácticamente automático. Un sensor de par, que trabaja de modo similar a una válvula de limitación de presión, se torsiona de tal modo a través del momento variable de entrada que cierra o abre los taladros de alimentación de la hidráulica.
Así, se genera automáticamente un equilibrio entre el par motor que se transmite y la fuerza de presión. Este hecho supone un requisito esencial para la reacción extraordinariamente rápida del variador sobre todas las modificaciones de tracción así como una prevención ante el aumento inmediato de la presión de empuje, por ejemplo, en caso de golpes en el tren motriz, convirtiéndose de este modo en un mecanismo de seguridad ante irregularidades de todo tipo.
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Una ventaja básica del variador en el sistema multitronic es la amplia relación entre la mayor y la menor desmultiplicación posible en la transmisión (1: 2,1 hasta 1:12,7) siendo, de este modo, superior a 6, lo cual representa casi un caso ideal para la transmisión que hasta ahora apenas sobrepasaba un valor de 5.
Gracias a esta característica, por una parte, se puede acelerar de forma deportiva y dinámica, debido a la mayor desmultiplicación posible y, por otra parte, se puede aprovechar completamente la menor desmultiplicación para potenciar el ahorro del combustible.
EL EMBRAGUE DE DISCOS MÚLTIPLES
Audi se ha decidido por el embrague de discos múltiples regulado electrónicamente y refrigerado por aceite en lugar del convertidor hidráulico de par utilizado en muchas otras transmisiones continuas CVT (de modo similar a como se utiliza con los cambios automáticos y, tanto en unos como en los otros, sufre pérdidas de potencia hasta que se bloquea el convertidor).
A favor de este tipo de embrague encontramos, junto con el mejor grado de efectividad, la capacidad de posibilitar las características de arranque más diversas. Esto significa que el embrague de discos múltiples se puede gestionar de tal modo que en caso de arranques especialmente suaves sobre una calzada resbaladiza son posibles todos los procesos de arranque pensables y éstos son libremente seleccionables por la electrónica.
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Este embrague reconoce, por ejemplo, dependiendo del movimiento del pedal del acelerador, si el conductor desea iniciar la marcha pensando en el consumo o en la deportividad y adapta el régimen del motor de una forma absolutamente suave o bien lo regula rápidamente en el margen del par de motor más alto. El embrague gestionado electrónicamente puede realizar incluso un programa de calentamiento para que el catalizador se caliente con el aumento del régimen dependiendo de la temperatura del motor en el momento de embragar. Gracias a las posibilidades del tipo de embrague seleccionado es posible también, por ejemplo, escoger un tipo definido de comportamiento de la transmisión (función de deslizamiento), ya que éste tipo de comportamiento se valora positivamente en los cambios automáticos con convertidor de par hidráulico. Pero con la clara diferencia de que el comportamiento de transmisión en el caso del multitronic permanece siempre igual independientemente de las influencias exteriores y del estado de funcionamiento. Esto significa que la gestión electrónica equilibra el juego del embrague, la calidad del forro y el aceite así como las oscilaciones de temperatura.
Sin embargo, al pisar el pedal de freno, por ejemplo, al detenerse ante un semáforo se produce una disminución clara del par motor transmitido, hecho que descarga el motor y reduce el consumo. El conductor lo percibe como una ayuda importante a la hora de mantener frenado el vehículo.
Dado que el embrague de discos múltiples evita, por una parte, todas las pérdidas de potencia que se producen en los embragues hidráulicos de otras transmisiones, por otra parte, no puede servir como convertidor de par de arrancada. Pe ro este hecho lo equilibra el variador con su gran amplitud de la banda de relaciones que ofrece junto con las infinitas variantes de desmultiplicación. Gracias a una mayor desmultiplicación se reduce el par mínimo del motor para la arrancada. Dado que se aprovecha el mismo y único variador también para la marcha atrás, un segundo paquete de discos retoma la función de dicha marcha y un juego de planetarios relacionado con éste invierte el sentido de giro.
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El caudal de aceite es el responsable de la refrigeración para asegurar la capacidad de rendimiento del embrague con los dos paquetes de discos. Dado que el aceite de refrigeración llega exclusivamente al paquete de discos que esté funcionando para la marcha adelante o la marcha atrás, trabaja, por lo tanto, experimentando unas pérdidas de potencia extremadamente reducidas.
LA HIDRÁULICA EJERCE VERDADERAMENTE PRESIÓN El grado de eficiencia mecánica ocupaba un lugar primordial en la lista de requisitos para el diseño de la transmisión y, con ello, sobre todo para la hidráulica, ya que las investigaciones básicas en ese campo dieron como resultado que las pérdidas hidráulicas son aquellas que pueden empeorar enormemente el grado de eficiencia mecánica de una transmisión de regulación continua CVT.
Un claro ejemplo es el que proporciona el empuje de los discos cónicos en el variador. Para descartar con toda seguridad un resbalamiento del elemento de transmisión, muchas de las transmisiones tradicionales CVT trabajan con una presión excesiva. Esta fuerza es suministrada por la bomba pero generada en el motor del vehículo y, por lo tanto, el resultado es un debilitamiento general de potencia. Con el multitronic el problema se resuelve, como se describe, con el principio dinámico de doble émbolo, de modo que la presión se genera como diferencia de fuerza. Y una deficiencia de presión queda excluida con el mencionado sensor de par.

De este modo, el multitronic no posee una única bomba grande sino dos más pequeñas adaptadas al sistema: Una bomba de engranaje interior produce la presión para el empuje de los discos cónicos así como la fuerza adicional para variar la transmisión y una segunda bomba eyectora proporciona a los discos del embrague la cantidad de aceite necesaria con solamente la presión suficiente para llegar al lugar de la refrigeración. Esta trabaja según el llamado principio Venturi y toma la cantidad necesaria de aceite por medio de un eyector conformado especialmente para cumplir dicha función, sin consumir mucha energía para el aumento de presión.
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La bomba de engranaje es comparativamente pequeña ya que solamente debe desplazar de un lado para otro el pequeño volumen de aceite que se halla en las cámaras de presión. La presión a la que está sometido dicho aceite va desde 20 bares (funcionamiento normal) hasta 60 bares (máximo). En general, este sistema de bombas (que se encuentran premontadas en el cambio próximas a la electrónica de mando) requiere una potencia que es aproximadamente la mitad de la necesitada tradicionalmente.
De la compleja electrónica parten las órdenes necesarias, mientras que la hidráulica tiene la misión de mover todo lo que ayuda a la función de la transmisión, por ejemplo, el accionamiento del embrague multidisco y la puesta bajo presión del variador para que la cadena no se escape y, adicionalmente poder desplazar los discos cónicos de modo que la transmisión pase a un régimen bajo del motor (desarrollo largo) o a uno alto (desarrollo corto).
LA ELECTRÓNICA RECONOCE AL CONDUCTOR Y SU ENTORNO
El núcleo electrónico de cambio, que se encuentra en la transmisión como un componente directamente junto a la hidráulica, es el responsable de accionar rápidamente un auténtico arsenal de válvulas hidráulicas. Los datos memorizados son la base para su accionamiento y están a disposición de los procesos, dependiendo de los parámetros interiores como temperatura de funcionamiento e influencias exteriores, como el movimiento del pedal del acelerador.
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El software memorizado aquí hace realidad una serie de procesos de regulación en parte completamente nuevos con la ayuda de los cuales se realizan funciones de transmisión complejas que hasta ahora no existían.
Especialmente esta función es la que distingue principalmente al multitronic de las transmisiones CVT convencionales. En los cambios CVT tradicionales, primeramente, ascendía el régimen del motor al acelerar y, solamente después, seguía la respuesta de la transmisión. Este hecho conducía al principal punto de crítica, el efecto "resbalamiento" o "fricción del embrague". El multitronic, por el contrario, regula tanto el régimen del motor como la respuesta del cambio de tal modo que resulta un comportamiento de régimen similar al de una transmisión automática convencional durante la conducción.
La adaptación progresiva de las revoluciones gestionada electrónicamente se desarrolla en tres fases:
1. Al pisar el pedal del acelerador, el variador cambia a un desarrollo menor (desarrollo corto). El motor gira espontáneamente a un régimen algo alto, lo que al contrario a la transmisión automática convencional se lleva a cabo sin sacudidas y de forma desapercibida. A continuación sigue
2. la adaptación progresiva de las revoluciones propiamente dicha, con la que el régimen del motor sigue subiendo de forma continua con una velocidad ascendente según una estrategia fija.
3. En la última fase, la electrónica de la relación de transmisión realiza correcciones con objeto de conseguir una prestación óptima de conducción o consumo según el deseo específico del conductor, que dicha electrónica ha estudiado y memorizado justo antes de iniciar dicho proceso, basándose en el comportamiento del conductor.
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Si el conductor quita, a continuación, el pie del acelerador, la electrónica cambia en dirección a un mayor desarrollo (desarrollo largo), lo cual tiene lugar de nuevo de una forma completamente exenta de sacudidas.
Gracias a esta adaptación progresiva de las revoluciones se experimenta la confortable conducción como algo dinámico e incluso muy deportivo. El hecho más importante reside en que el multitronic no realiza ninguna modificación de los desarrollos o de adaptación progresiva de las revoluciones que no sea ocasionada por el conductor a través de un movimiento del pedal del acelerador.
PROGRAMA DINÁMICO DE REGULACIÓN DRP
En los últimos años se han impuesto programas autoadaptativos (como el tiptronic con DSP de Audi) con la exigente transmisión automática que memorizan el deseo del conductor por medio de los movimientos del pedal del acelerador y lo traducen en una orden de marcha actual. Exactamente esta técnica es la que aprovecha Audi también con el multitronic, que puede cambiar desde una marcha mayor a menor y viceversa, mejor que una transmisión automática (sin sacudidas) cumpliendo las exigencias más diversas. Esta gestión se basa por lo tanto, en campos característicos completamente diferentes que representan una forma de conducción especialmente económica o deportiva. La electrónica selecciona continuamente el punto óptimo que se adapte a la situación de conducción.
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De es te modo, el tipo de funcionamiento Economy (económico), que tiende al menor consumo posible de combustible, está caracterizado por una gran zona de utilización con desarrollos largos. Esta zona de desarrollos largos comienza ya a los 60 km/h.
Cuando el conductor pisa el acelerador al máximo (kick-down), la gestión cambia enseguida al tipo de funcionamiento deportivo, amplia la desmultiplicación y consigue el régimen alto de revoluciones necesario para desarrollar la potencia máxima. Por ello, el tipo de funcionamiento deportivo orientado a desarrollar una gran potencia está caracterizado por una gran zona de utilización con desarrollos cortos.
En todas las situaciones de conducción restantes, la electrónica busca la desmultiplicación adecuada con motivo de los últimos datos del conductor memorizados así como de la orden de marcha actual y regresa, en cualquier caso, al tipo de funcionamiento del más favorable consumo cuando el conductor reduzca la presión del pie sobre el pedal del acelerador.
El reconocimiento del ENTORNO del "programa dinámico de regulación DRP" Así como el multitronic reconoce el estilo de conducción deseado por el conductor y lo toma como magnitud interior, este sistema tiene en cuenta factores externos con sus reacciones, como, por ejemplo, tramos en ascenso, tramos en descenso y utilización de remolque.
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Si el conductor, por ejemplo, acelera, de forma continuada, por uno de los tres motivos mencionados anteriormente, más de lo que sería normal, en una carretera en línea recta, la electrónica reconoce una carga adicional a ser generada por ella y reacciona con una elevación del régimen del motor. Esta compensación de carga automática es experimentada de una forma muy satisfactoria y confortable por el conductor durante el ascenso o con la conducción con remolque.
Un efecto parecido es el que consigue el multitronic también en los descensos. El multitronic registra dicho descenso basándose en el hecho de que frente a la conducción desarrollada en un tramo en línea recta, la potencia del motor exigida es menor y valora adicionalmente el accionamiento del freno como un deseo del conductor, apoyando la deceleración del vehículo.
El multitronic modifica, basándose en este hecho, la desmultiplicación hacia una velocidad menor con un mayor régimen (desarrollos cortos) y apoya el frenado con el par de inercia del motor. Esta desmultiplicación se mantiene mientras el conductor no frene ni acelere. Así, el vehículo rueda con un desarrollo constante al igual que sucede con una transmisión manual.
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Todo esto funciona también especialmente cuando un remolque dificulta la subida de un tramo montañoso o acelera durante un descenso. La especial ventaja del multitronic consiste en el último caso en el hecho de que a diferencia de una transmisión automática en situación límite entre dos relaciones de cambio, esta no pasa de una relación a otra de una forma repentina, y, por lo tanto, sin su correspondiente sacudida sino que cambia progresivamente y decelera de forma cómoda.
LIGERO Y RECICLABLE
Gracias a la elección del magnesio de gran ligereza para la carcasa de la caja de cambios, el peso de ésta es de 7 kilogramos inferior al de la caja de acabado en aluminio. A esta ligereza contribuye además, la hidráulica especialmente compacta. Ésta se monta en el cambio junto con el mando electrónico, lo que conduce a unas conexiones más cortas y una mayor fiabilidad.
La nueva transmisión está compuesta en más de un 98,5 % de materiales reciclables como son el acero, el magnesio, el aluminio, el plástico y el aceite. Con tan solo un 1,5% de materiales en circuito abierto, el multitronic alcanza también unos resultados ejemplares en cuando a compatibilidad medio ambiental

macaluan
18/01/2007, 10:14
http://video.google.es/videoplay?docid=-7640468306277693610&q=multitronic