Controllate elettronicamente Trasmissione Continuamente Variabile (ECVT) (Automobile)

Controllate Elettronicamente Trasmissione Continuamente Variabile (ECVT)

Una caratteristica interessante del sistema di controllo elettronico che osserva i driver del comportamento e, di conseguenza, consente di ottimizzare l’interazione del motore e della trasmissione di fornire le migliori prestazioni ed economia. Ciò consente un risparmio di carburante di circa il 10% rispetto a una trasmissione automatica a quattro velocità convenzionale. L’ECVT utilizza una leva selettrice molto simile a quella di una trasmissione automatica convenzionale. Quando D è impegnato, il conducente può accelerare, con la trasmissione che funziona al rapporto ottimale per il regime del motore desiderato. Le auto ECVT sono generalmente molto più veloci da un inizio in piedi, rispetto alle loro controparti manuali.
Durante il funzionamento l’ECVT offre un rapporto molto ampio, approssimativamente equivalente a quello di una trasmissione manuale a sei marce. Teoricamente, questo dovrebbe fornire un risparmio di carburante eccezionale se il motore è al punto di velocità e carico ottimali per una determinata velocità stradale. Sfortunatamente, le perdite di attrito nella trasmissione consumano una notevole quantità di energia e quindi in pratica le auto ECVT sono circa il 5% in meno di consumo di carburante rispetto alle loro controparti equivalenti di trasmissione manuale.
25.29.1.

Subaru ECVT

Il Subaru ECVT, il primo CVT pratico a controllo elettronico al mondo, è stato sviluppato congiuntamente da Fuji Heavy Industries in Giappone (casa madre di Subaru) e VDT in Olanda. Il

Fig. 25.73. Van Doorne cinghia di spinta in acciaio (Subaru).
ECTV è costituito da una frizione elettromagnetica polvere e unità di controllo elettronico sviluppato da Subaru, e cinghia di spinta in acciaio e pulegge (Fig. 25.73) sviluppato da VDT.
ECVT è stato installato per la prima volta in Giappone nel febbraio 1987 sulla Subaru Justy e da allora è stato utilizzato su diversi altri piccoli veicoli, in particolare la Nissan Micra con notevole successo. Il sistema di controllo della trasmissione basato su microcomputer garantisce sempre il funzionamento del motore nella sua gamma di velocità più efficiente, riducendo così le emissioni e migliorando il risparmio di carburante.

Operazione.

Una frizione elettromagnetica a polvere trasmette la coppia del motore alla puleggia primaria, che a sua volta aziona la cinghia di spinta in acciaio per ruotare la puleggia secondaria. Ogni puleggia ha due lati paterati, chiamati covoni. Una puleggia è fissata ad un albero di trasmissione specifico e l’altra può muoversi sotto pressione idraulica. Le pressioni sono di controllo –
portato ad allargare o restringere le larghezze di scanalatura tra le pulegge di ciascuna puleggia in proporzione inversa l’una all’altra (Fig. 25.74), in modo che la cinghia sia bloccata e una variazione continua del rapporto sia fornita da 2.503:1 a 0.497:1. Circa 280 blocchi a forma di cuneo, ogni precisione-terra da acciaio ad alto attrito costituiscono la cinghia di trasmissione. I blocchi trasmettono la spinta premendo l’uno contro l’altro e sono guidati tra le pulegge da due sottili anelli di acciaio.

Fig. 25.74. Frizione della puleggia per effettuare le modifiche del rapporto (Subaru).
La figura 25.75 illustra i componenti importanti della frizione a polvere elettromagnetica. Per il funzionamento della frizione, il microcomputer ECVT consente il flusso di una corrente energizzante alla bobina eccitante per magnetizzare la polvere metallica. La polvere magnetizzata si lega progressivamente insieme. Questa azione blocca l’elemento di azionamento esterno all’elemento di azionamento interno, in modo che il trasferimento regolare della coppia del motore alla puleggia primaria abbia luogo.

Sistema di controllo.

Il sistema di controllo elettroidraulico, illustrato in Fig. 25.76, utilizza un microcomputer a 8 bit per controllare sia la frizione che il sistema idraulico. Il sistema di controllo, durante il funzionamento

Fig. 25.75. Frizione elettromagnetica della polvere. (Sabaru).

Fig. 25.76. Sistema di controllo ECVT (Subaru).
utilizza ingressi da vari sensori che indicano la modalità di funzionamento del veicolo.
Un interruttore di posizione della leva del cambio impedisce l’innesto della frizione quando la trasmissione è in posizione P o N. Un interruttore a pedale del freno segnala al controller che il veicolo sta rallentando in modo che il controller disinnesti la frizione elettromagnetica per evitare uno stallo. Un interruttore di posizione del pedale dell’acceleratore avvisa l’unità di controllo della pressione del pedale da parte del conducente per allontanare il veicolo. Una corrente energizzante viene quindi alimentata all’elettromagnete della frizione, causando un impegno graduale dell’azionamento. Il controller giudica la velocità del veicolo e massimizza questa corrente quando il veicolo raggiunge le normali velocità stradali.
Oltre a svolgere le normali attività come l’arresto, l’avviamento e il cambio del rapporto regolare, il microcomputer offre funzionalità aggiuntive, tra cui,
(i) Prevenzione dell’impegno della frizione feroce quando il motore è in funzione ad un ideale veloce
durante l’avviamento a freddo. – Un sistema di autodiagnosi e di backup, che salvaguardi la trasmissione da danni
in caso di guasto al controllo. (Hi) Fornitura di una piccola frizione energizzante corrente per evitare che il veicolo di rotolare all’indietro durante un hill-start.

Sistemi di valvole di controllo della pressione.

L’unità elettroidraulica della valvola è posizionata nel corpo della trasmissione. Per il controllo del rapporto di trasmissione, la pressione primaria viene applicata al servo cilindro della puleggia Drimary. Ciò forza la puleggia primaria al diametro corrente desiderato. Poiché la cinghia d’acciaio è di lunghezza fissa, a sua volta, forza la puleggia secondaria, contro la pressione della linea ad un diametro corrente, che è reciproco a quello della primaria. Pertanto, la pressione della linea si oppone alla pressione primaria e controlla la forza di serraggio sulla cinghia. La forza di serraggio deve essere tale da eliminare scivolamenti dannosi ed evitare carichi eccessivi.
Un’elettrovalvola commuta la pressione di linea tra due valori per migliorare la guidabilità. Quando il sensore di coppia del motore segnala al microcomputer ECVT che la coppia in uscita è inferiore al 60% del massimo, il solenoide viene acceso per fornire una bassa pressione di linea. Di conseguenza la forza di serraggio della puleggia applicata alla cinghia viene ridotta, ammortizzando così l’azionamento. La trasmissione funziona più agevolmente nella guida stop-go eliminando sobbalzi e cretini. Quando la coppia di uscita del motore è superiore al 60% del massimo, il solenoide di controllo della pressione di linea è acceso per dare una pressione di linea ELEVATA, circa il 50% di aumento rispetto all’impostazione BASSA. Ciò fornisce un fermo bloccaggio delle pulegge alla cinghia, eliminando qualsiasi possibilità di slittamento in modo da garantire il massimo trasferimento di potenza.
25.29.2.

ZF Ecotronic ECVT

Questo ECVT è stato progettato dalla società ZF della Germania adatto per l’uso su auto di medie dimensioni, in contrasto con la Subaru ECVT, progettato per l’uso su auto di piccole dimensioni. La ZF Ecotronic opera sullo stesso principio della Subaru ECVT, ma utilizza una cinghia di spinta in acciaio più larga di 30 mm per fornire una maggiore capacità di coppia di 210 Nm, rendendo la trasmissione adatta ai motori fino a 2,5 litri di cilindrata. Il rapporto di trasmissione varia da 2,44: 1 a 0,46:1 e un convertitore di coppia di blocco, piuttosto che una frizione elettromagnetica, viene utilizzato per trasferire la potenza dal motore.