După studierea acestei teme, elevul va fi capabil:

-  să identifice componentele principale ale sistemului electrohidraulic al cutiei de viteze, inclusiv senzorii și actuatoarele;

-  să înțeleagă amplasarea și poziționarea optimă a senzorilor și actuatoarelor pentru o funcționare eficientă;

-  să explice construcția și principiul de funcționare al senzorilor și actuatoarelor în cadrul controlului electrohidraulic al cutiei de viteze;

-  să descrie operațiunile de diagnosticare și mentenanță al cutii de viteze complet automate.

6.1               Senzori și actuatoarele controlului electrohidraulic al cutiei de viteze

Controlul electrohidraulic al cutiei de viteze implică înregistrarea unor anumite stări de operare de către senzori. Aceste stări sunt procesate de unitatea electronică de comandă a cutiei de viteză (Figura 6.1). Supapele cu solenoizi sunt acționate electric, în funcție de regimul în care se află autovehiculul. Aceste supape, la rândul lor, acționează supape hidraulice care modulează presiunea din diversele elemente acționate hidraulic. Schimbarea treptelor de viteză în cadrul cutiei se realizează în funcție de accelerații și decelerări.

Unitatea electronică de control a cutiei de viteze nu este un sistem autonom. Ea schimbă date cu alte sisteme electronice ale vehiculului, ceea ce reduce numărul de senzori necesari pentru funcționarea acestuia. De asemenea, acest schimb de informații asigură o schimbare mai lină a treptelor de viteză și crește siguranța în timpul deplasării.

De exemplu dacă în cazul unei accelerații bruște este necesar un cuplu maxim, se deconectează cupla electromagnetică a sistemului de climatizare. În acest scop, în momentul schimbării pe o treaptă inferioară, unitatea de control a cutiei de viteze transmite date către unitatea de control a climatizorului.

6.1                  Construcția și principiul de funcționare al senzorilor și actuatoarelor

Senzori

Efecte ale întreruperii semnalului: Semnalul Kick-down este înlocuit de semnalul de poziție a clapetei de accelerație. Dacă clapeta este deschisă în proporție de 95%, calculatorul recunoaște această poziție ca fiind Kick-down.

Senzorul pedalelor de accelerație poate funcționa pe principiul potențiometrului sau al tehnologiei Hall. Operațiile de diagnosticare și mentenanță ale acestuia sunt descrise detaliat în modulul „Managementul electronic al motorului”.

Senzorul de turație a cutiei de viteze. Este un senzor ce măsoară frecvența de rotație a arborelui de la intrare în cutia de viteze și de la ieșire (Figura 6.4).

Semnalul senzorului, care furnizează valoarea exactă a frecvenței de rotație la intrarea în cutia de viteze, este utilizat de sistemul electronic pentru gestionarea proceselor de schimbare a treptelor de viteză, adaptare și control, pentru reglarea și controlul funcționării cuplei de blocare a convertorului de cuplu, precum și pentru diagnosticarea mecanismelor de schimbare a treptelor și verificarea corectitudinii datelor referitoare la frecvențele de rotație ale arborelui cotit și la ieșirea din cutia de viteze.

Consecințele absenței semnalului senzorului sunt următoarele: cupla de blocare a convertorului de cuplu se închide fără întârziere în modul de alunecare. Ca semnal de înlocuire, este utilizat semnalul de la senzorul de frecvență de rotație al arborelui cotit.

Frecvența de rotație la ieșirea din cutia de viteze este un parametru esențial utilizat de sistemul electronic de control pentru efectuarea schimbării treptelor de viteză, fiind direct corelată cu viteza vehiculului și având următoarele funcții: alegerea modurilor de schimbare a treptelor de viteză, operarea programului dinamic de schimbare a vitezelor DSP (de exemplu, evaluarea regimurilor de mișcare ale vehiculului), precum și diagnosticarea mecanismelor de schimbare a treptelor și verificarea corectitudinii datelor privind frecvențele de rotație ale arborelui cotit și ale roții turbinei din convertorul de cuplu.

Principiul său de funcționare se bazează sau pe efectul Hall sau pe principiul inductiv. Operațiile de diagnosticare și mentenanță ale acestuia sunt descrise detaliat în modulul „Managementul electronic al motorului”.

Comutatorul multifuncțional

Comutatorul multifuncțional este amplasat în carcasa cutiei de viteze și este conectat la levierul selector prin intermediul unui cablu. Acesta are rolul de a determina poziția levierului selector în modurile P, R, N, D, 3, 2 sau 1 și de a transmite semnalul corespunzător către unitatea de control a cutiei de viteze automate (Figura 6.5).

Comutatorulul multifuncțional este un dispozitiv electromecanic cu șase contacte glisante (Figura 6.6), după cum urmează:

-          patru contacte pentru determinarea poziției levierului selectorului,

-          un contact pentru permiterea pornirii motorului atunci când levierul selectorului se află în pozițiile „P” și „N”, și blocarea levierului selectorului în pozițiile „P” și „N”.

-          un contact pentru activarea întrerupătorului luminilor de marș înapoi.

Senzorul multifuncțional trebuie reglat în cazul în care a fost înlocuit, a fost instalată o cutie de viteze nouă sau se afișează date incorecte despre poziția vitezei. În cazul unei defecțiuni a comutatorului multifuncțional, pornirea motorului devine imposibilă, iar releul pentru luminile de mers înapoi nu va mai funcționa.

 Senzorul de temperatură a uleiului din cutia de viteze

Senzorul de temperatură a uleiului din cutia de viteze este un termorezistor cu coeficient de temperatură negativ (rezistor NTC). Rezistența rezistorului scade odată cu creșterea temperaturii uleiului.

Senzorii din cutia de viteze sunt utilizați pentru măsurarea temperaturii uleiului în apropierea componentelor sensibile la căldură. Datorită acestora, se pot lua măsuri la timp pentru a reduce temperatura uleiului și a preveni supraîncălzirea. Astfel, pot fi montați:

Senzorul de temperatură montat în unitatea Mechatronikă (Figura 6.7). Pot fi montați doi senzori. Semnalele ambelor senzori sunt utilizate pentru monitorizarea temperaturii modulului de control Mechatronik și a presiunii uleiului în controlul ambreiajului de blocare. În plus, pe baza semnalelor senzorilor, se lansează programul de încălzire a cutiei de viteze. Senzorii sunt verificați prin compararea semnalelor acestora.

La temperaturi ale cutiei de viteze ce depășesc 138°C, modulul de control Mechatronik inițiază reducerea cuplului motorului. La temperaturi mai mari de 145°C, alimentarea cu ulei către ambreiajele de cuplare este oprită, iar acestea se deconectează. În absența semnalelor senzorilor, aceste funcții nu vor fi realizate.

Senzorul de temperatură a uleiului montat în ambreiajul de cuplare este integrat în carcasa senzorului de viteză la intrarea în cutia de viteze. Acesta măsoară temperatura uleiului care iese din carcasa ambreiajelor de cuplare. Datorită eliberării intense de căldură în ambreiaje, temperatura uleiului care iese din acestea este mai mare decât în alte părți ale cutiei de viteze. Construcția senzorului permite o măsurare rapidă și precisă a temperaturii uleiului.
Senzorul poate funcționa într-un interval de temperatură de la –55°C la +180°C.

Pe baza semnalului senzorului de temperatură, blocul de control reglează alimentarea cu ulei de răcire către ambreiajele de cuplare și inițiază alte măsuri pentru protejarea cutiei de viteze.
În absența semnalului senzorului, blocul de control utilizează semnalele de înlocuire ale senzorilor de temperatură montați în unitatea Mechatronikă.

Operațiile de diagnosticare și mentenanță ale acestuia sunt descrise detaliat în modulul „Managementul electronic al motorului”.

În cazul unei defecțiuni a semnalului, comutatorul semnalului de frână este considerat funcțional. Blocarea selectorului de viteze este dezactivată și nu se va mai activa.

Senzorii de presiune a uleiului

Senzorii se află în modulului de control Mechatronik. Pe baza semnalelor acestor senzori, unitatea electronică din modulul de control Mechatronik determină presiunea uleiului care acționează asupra discurilor ambreiajelor respective.

În cazul în care semnalul senzorului lipsește sau presiunea măsurată nu există, se va dezactiva gama corespunzătoare de viteze. În această situație, vehiculul va putea circula doar în prima și a treia viteză sau doar în a doua viteză.

Principiul de funcționare al senzorului de presiune se bazează pe un element sensibil format din două plăci conductoare plasate paralel, unde placa superioară este fixată pe o membrană ceramică care se deformează sub influența presiunii, iar cealaltă placă este conectată nedezvărabil la substratul ceramic și nu răspunde la modificările de presiune, astfel că deformarea membranei duce la modificarea distanței dintre plăci, iar semnalul de ieșire al senzorului reflectă precis presiunea aplicată în funcție de această distanță (Figura 6.9).

Actuatori

Supapele eletromagnetice

Supapele electromagnetice fac parte din unitatea de supape de control a cutiei de viteze. Unitatea de supape de control este un bloc hidraulic de gestionare a cutiei de viteze automate. Toate supapele electromagnetice sunt conectate direct la unitatea de control a cutiei de viteze automate. Acestea primesc semnalele necesare pentru operarea acționării hidraulice a schimbării treptelor de viteză, în conformitate cu modul de schimbare activat de unitatea de control a cutiei de viteze automate.

Supapele electromagnetice din sistemul de control sunt de două tipuri: supape electromagnetice pentru comutarea treptelor de viteză, care pot fi doar în două stări (deschis sau închis), și supape electromagnetice de reglare a presiunii (asigură schimbarea lină a treptelor de viteză) (Figura 6.10).

Controlul parametrilor se face continuu. Unitatea de control stabilește intensitatea curentului, iar presiunea de acționare a ambreiajelor de fricțiune depinde direct de curentul din circuitul de control.

6.3                  Operații de diagnosticare și mentenanță al senzorilor și actuatoarelor

Operațiile de diagnosticare și mentenanță a senzorilor și actuatoarelor din cadrul cutiilor de viteze, inclusiv din sistemele de control adaptiv al transmisiei (ATC), se realizează printr-un proces complex care include următoarele etape:

1.   Citirea și interpretarea codurilor de eroare (DTC)

2.   Efectuarea testelor active/funcționale

-   Se comandă din tester acționarea electrovalvelor, actuatoarelor și elementelor hidraulice.

-   Se verifică dacă actuatoarelor răspund corect la comenzile TCU (ex.: modularea presiunii, comanda ambreiajelor, comanda supapelor hidraulice).

3.   Analiza parametrilor în timp real (Live Data)

-   Se monitorizează semnalele senzorilor: viteză de intrare/ieșire, poziție selector, presiune ulei, temperatură ulei transmisie.

-   Se verifică stabilitatea și coerența semnalelor în diferite regimuri de funcționare.

4.   Verificarea individuală a componentelor, în funcție de construcția lor

-   Actuatoare electromagnetice (electrovalve): măsurarea rezistenței bobinei (Figura 6.11), verificarea alimentării (Figura 6.12), testarea răspunsului la comenzi.

Figura 6.12 Verificarea rezistenței și tensiunii de alimentare a actuatoarelor de blocare a selectorului

-   Senzori inductivi/Hall, potențiometru: verificarea continuității (Figura 6.13), rezistenței (Figura 6.14), alimentării și formei semnalului cu osciloscopul.

Figura 6.13 Verificarea senzorilor de identificare a poziții selectorului de viteză

Figura 6.14 Verificarea rezistenței la senzorul de tip inductiv ce determina viteza de rotația a arborelui de intrare în cutia de viteză și cel de ieșire

-   Senzori de presiune și temperatură: verificarea tensiunii de alimentare, a tensiunii de ieșire și compararea cu valorile de referință.

-  Elemente hidraulice: verificarea nivelului și calității uleiului, presiunilor de lucru și eventualelor blocări.

1.   Realizarea operațiilor de mentenanță

o  Curățarea sau înlocuirea senzorilor și electrovalvelor defecte.

o  Înlocuirea filtrului de ulei și schimbarea uleiului conform specificațiilor.

o  Actualizarea software-ului unității de control, dacă este necesar.

o  Adaptarea și recalibrarea transmisiei după intervențiile tehnice (resetarea valorilor învățate, efectuarea ciclurilor de adaptare).