Transmisión Variable Continua Controlada Electrónicamente (ECVT) (Automóvil)

Transmisión Variable Continua Controlada Electrónicamente (ECVT)

Una característica interesante del sistema de control electrónico es que observa el comportamiento del conductor y, en consecuencia, optimiza la interacción del motor y la transmisión para proporcionar el mejor rendimiento y economía. Esto proporciona un ahorro de combustible de alrededor del 10% que una transmisión automática convencional de cuatro velocidades. El ECVT utiliza una palanca selectora muy similar a la de una transmisión automática convencional. Cuando D está activado, el conductor puede acelerar, con la transmisión funcionando a la relación óptima para la velocidad deseada del motor. Los automóviles ECVT son generalmente mucho más rápidos desde un comienzo de pie que sus homólogos manuales.
Durante el funcionamiento, el ECVT ofrece un intervalo de relación muy amplio, aproximadamente equivalente al de una transmisión manual de seis velocidades. Teóricamente, esto debería proporcionar un ahorro de combustible excepcional si el motor está a la velocidad y el punto de carga óptimos para una velocidad de carretera determinada. Desafortunadamente, las pérdidas por fricción en la transmisión consumen una cantidad considerable de energía y, por lo tanto, en la práctica, los automóviles ECVT son aproximadamente un 5% menos eficientes en combustible que sus equivalentes de transmisión manual.
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Subaru ECVT

El Subaru ECVT, el primer CVT práctico controlado electrónicamente del mundo, fue desarrollado conjuntamente por Fuji Heavy Industries en Japón (empresa matriz de Subaru) y VDT en Holanda. La correa de empuje de acero Van Doorne (Subaru)

Fig. 25.73. Correa de empuje de acero Van Doorne (Subaru).
ECTV consiste en un embrague electromagnético de polvo y una unidad de control electrónico desarrollados por Subaru, y una correa de empuje de acero y poleas (Fig. 25.73) desarrollado por VDT.
El ECVT se instaló por primera vez en Japón en febrero de 1987 en el Subaru Justy y desde entonces se ha utilizado en varios otros vehículos pequeños, específicamente en el Nissan Micra con un éxito considerable. El sistema de control de transmisión basado en microordenadores siempre garantiza el funcionamiento del motor en su rango de velocidad más eficiente, reduciendo así las emisiones y mejorando el ahorro de combustible.

Operación.

Un embrague electromagnético de polvo transmite el par del motor a la polea primaria, que, a su vez, impulsa la correa de empuje de acero para girar la polea secundaria. Cada polea tiene dos lados pater, llamados poleas. Una polea se fija a un eje de transmisión específico y la otra se puede mover bajo presión hidráulica. Las presiones se controlan –
para ensanchar o estrechar los anchos de ranura entre las poleas de cada polea en proporción inversa entre sí (Fig. 25,74), de modo que la correa esté sujeta y se proporcione una variación continua de la relación de 2,503:1 a 0,497:1. Alrededor de 280 bloques en forma de cuña, cada uno de ellos rectificado con precisión de acero de alta fricción, constituyen la correa de transmisión. Los bloques transmiten el empuje presionando unos contra otros, y son guiados entre las poleas por dos anillos de acero delgados.

Fig. 25.74. Embragues de polea para efectuar cambios de relación (Subaru).
La Figura 25.75 ilustra los componentes importantes del embrague electromagnético de polvo. Para el funcionamiento del embrague, el microordenador ECVT permite el flujo de una corriente energizante a la bobina de excitación para magnetizar el polvo metálico. El polvo magnetizado se une progresivamente. Esta acción bloquea el elemento impulsor externo al elemento impulsor interno, de modo que se produce una transferencia suave del par motor a la polea primaria.

Sistema de control.

El sistema de control electrohidráulico, ilustrado en la Fig. 25.76, utiliza un microordenador de 8 bits para controlar tanto el embrague como el sistema hidráulico. El sistema de control, durante el funcionamiento

Fig. 25.75. Embrague electromagnético de polvo. (Sabaru).

Fig. 25.76. Sistema de control ECVT (Subaru).
utiliza entradas de varios sensores que indican el modo de funcionamiento del vehículo.
Un interruptor de posición de palanca de cambios impide el enganche del embrague cuando la transmisión está en la posición P o N. Un interruptor del pedal de freno indica al controlador que el vehículo está desacelerando, de modo que el controlador desactiva el embrague electromagnético para evitar que se detenga. Un interruptor de posición del pedal del acelerador alerta a la unidad de control sobre la presión del pedal por parte del conductor para alejar el vehículo. Una corriente de energización se alimenta al electroimán del embrague, causando un acoplamiento gradual del accionamiento. El controlador juzga la velocidad del vehículo y maximiza esta corriente cuando el vehículo alcanza velocidades normales de carretera.
Además de realizar las actividades normales como detener, arrancar y cambiar la relación sin problemas, el microordenador proporciona características adicionales, que incluyen,
(i) Prevención de un acoplamiento feroz del embrague cuando el motor está funcionando a un ideal rápido
durante el arranque en clima frío. ii) Un sistema de autodiagnóstico y de respaldo que proteja la transmisión contra daños
en caso de fallo del mando. (Hi) Suministro de una pequeña corriente de energización del embrague para evitar que el vehículo ruede hacia atrás durante un arranque en pendiente.

Sistemas de Válvulas de Control de Presión.

La unidad de válvula electrohidráulica se coloca en el cuerpo de la transmisión. Para el control de la relación de transmisión, la presión primaria se aplica al servocilíndrico de polea Drimary. Esto fuerza la polea primaria al diámetro de marcha deseado. Dado que la correa de acero es de longitud fija, a su vez, fuerza la polea secundaria, contra la presión de la línea, a un diámetro de carrera, que es recíproco al de la primaria. Por lo tanto, la presión de la línea se opone a la presión primaria y controla la fuerza de sujeción de la correa. La fuerza de sujeción debe ser tal que elimine el deslizamiento dañino y evite cargas excesivas.
Una válvula solenoide cambia la presión de la línea entre dos valores para mejorar la capacidad de conducción. Cuando el sensor de par del motor indica al microordenador ECVT que el par de salida está por debajo del 60% del máximo, el solenoide se enciende para proporcionar una presión de línea BAJA. Como resultado, la fuerza de sujeción de la polea aplicada a la correa se reduce, amortiguando así el accionamiento. La transmisión funciona más suavemente en la conducción de parada y marcha, eliminando sacudidas y sacudidas. Cuando el par de salida del motor está por encima del 60% del máximo, el solenoide de control de presión de línea se enciende para proporcionar una presión de línea ALTA, un aumento de aproximadamente el 50% sobre el ajuste BAJO. Esto proporciona una sujeción firme de las poleas a la correa, eliminando cualquier posibilidad de deslizamiento para garantizar la máxima transferencia de potencia.
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ZF Ecotronic ECVT

Este ECVT ha sido diseñado por la compañía ZF de Alemania adecuado para su uso en automóviles de tamaño mediano, a diferencia del ECVT Subaru, diseñado para su uso en automóviles pequeños. El ZF Ecotronic funciona según el mismo principio que el Subaru ECVT, pero utiliza una correa de empuje de acero de 30 mm más ancha para proporcionar una mayor capacidad de par de 210 Nm, lo que hace que la transmisión sea adecuada para motores de hasta 2,5 litros de cilindrada. La relación de transmisión varía de 2,44:1 a 0,46: 1 y se utiliza un convertidor de par de bloqueo, en lugar de embrague electromagnético, para transferir la potencia del motor.