Global Training - The finest automotive learning
Caixa de Mudanças SprintShift Manual Automatizada Treinamento técnico
1. Prefácio O objetivo deste treinamento é oferecer informação suficiente ao participante, sobre a operação e funcionamento da transmissão mecânica automatizada “Sprintshift”, fazendo-o assim, apto a realizar a reparação, manutenção e diagnóstico do sistema Sprintshift, que equipa como item opcional os veículos Sprinter CDI, desde seu lançamento. Para compreender melhor esta transmissão, basta tomar em conta que a mesma é concebida basicamente por uma transmissão de 6 velocidades com torque nominal de entrada 370 Nm, dando portanto sua designação comercial SSG 370/6. A transmissão mecânica automatizada Sprintshift, combina quase todas as vantagens e conforto de uma transmissão automática (otimização da operação com a redução dos esforços), aliada as de uma transmissão manual convencional (não há perda de eficiência por escorregamento e baixo custo de investimento, se comparado ao de uma transmissão automática). Además ressaltamos outras vantagens relevantes:
• Proteção do motor quanto à sobre giro • Proteção contra erro de engate • Possibilidade de “pular marcha” e breve interrupção da força de
Todo o engate e acionamento da embreagem são realizados por uma unidade hidráulica independentemente alimentada por fluido hidráulico especifico montada junto à transmissão e acionada por meio do módulo eletrônico denominado SSG.
tração, para as técnicas de condução econômica
• Precisão e suavidade de engate preservando os componentes internos, funcionamento isento de solavancos.
• Alta qualidade de engate. 3 Global Training
2. Função geral da transmissão SprintShift Devido à ativação automatizada da seqüência da troca de marchas e ativação da embreagem, o pedal de embreagem e o sistema mecânico de alavancas de mudança, não são mais necessários. A alavanca de mudanças foi substituída por uma unidade de seletora eletrônica e os elementos contínuos de acionamento (embreagem e trambulação), são servos-assistidos e coordenados por uma unidade eletrônica de comando denominado SSG. A seqüência automatizada de engate necessária, essencialmente, inclui a função de:
• Operação automática do sistema de embreagem • Troca de marcha automática
- com intervenção simultânea do motor ( adaptação do regime de rotação e torque do motor ) - erros de operação, como de acionar a partida com veiculo engatado, selecionar a marcha-à-ré com o veiculo em marcha ou reduções de risco
(motor em alta rotações), não são executadas mesmo que requeridos pelo operador.
- redução de marchas acionadas via pedal de acelerador (kickdown) quando operado no modo automatizado. - compatível com os sistemas de segurança e conforto (ABS/ASR, Cruise Control, bloqueio de diferencial)
A unidade eletrônica de controle Sprintshift, que está identificada como A60 – SSG , está conectada via bus-CAN à unidade eletrônica de controle do motor A80 – CR, ao sistema ativo anti-bloqueio de freios ABS (A2) e ao painel de Instrumentos P15 –(KI). A alimentação de energia para os atuadores (elementos de regulagem hidráulicos) efetua-se por meio de um grupo hidráulico acoplado na parte traseira da caixa de mudanças. Para minimizar o número de interfaces ao veículo, todos os componentes estão dispostos perifericamente, montados sobre câmbio, com exceção da unidade de comando (central elétrica abaixo do banco do condutor ) e da alavanca seletora no painel. O motorista tem duas opções de escolha para operar uma Sprinter CDI, equipada com o sistema Sprintshift, que deverá ser selecionada conforme sua conveniência:
Modo Automatizado – S eqüência de engate das marchas completamente automatizadas e funcionamento da embreagem sem nenhuma intervenção do motorista Modo Manual - seqüência de engate das marchas e funcionamento da embreagem somente serão executadas após a intervenção do motorista. 4
3. Painel de instrumentos e alavanca seletora de marchas Em seu display central, exibe a seleção realizada através da alavanca de câmbio
Display do painel Neutro Modo Automatizado Modo Manual (1..2..3..4..5..6) Marcha-a-ré Aviso de falha
Seleção de marchas (-)
Modo Automatizado
Seleção de marchas / modo Neutro
Marcha-a-ré Seleção de marchas +
A alavanca possui 6 posições : 3 posições fixas: 3 posições pulsantes:
Posições Fixas
Posições Pulsadas
5
N...R...Central A... + ... -
4. Operando uma transmissão SprintShift Partindo com o veículo Se logo após ligar a ignição e dar partida no motor deseja-se colocar o veículo em movimento, o modo automatizado deve ser selecionado na posição fixa (Central), da alavanca seletora com o pedal do freio de serviço pressionado simultaneamente. No caso de se selecionar a marcha-a-ré a posição R da alavanca seletora deverá ser selecionada (também posição fixa). Neste momento a embreagem se desconecta e a 1ª marcha ou a marcha-a-ré é engatada. Enquanto não houver solicitação do pedal de acelerador, a embreagem permanecerá aberta (neutro). Se o pedal do acelerador for acionado rapidamente a embreagem fecha rapidamente. Se o pedal de acelerador for acionado de forma suave e lenta, a embreagem arrastasse ao fechar. Durante uma manobra por tempo exagerado, com este efeito de arraste a temperatura do sistema de embreagem aumenta. Nestas circunstâncias para evitar o risco de alcançar a temperatura critica, o módulo SSG ativa o acoplamento e desacoplamento da embreagem sucessivas vezes. A restauração do funcionamento normal do sistema se dá quando se reconhece o resfriamento a temperatura de embreagem, que é calculada pelo módulo. Uma vez que o sistema Sprintshift não tem conversor de torque (montagem exclusiva em câmbios automáticos), existe a tendência do mesmo pular a diante quando o pedal de freio é liberado. Em algumas circunstancias isto poderia resultar que o veículo movimenta-se antes que o pedal de acelerador seja oprimido. Prevendo isto o sistema ASR , atrasa a liberação da pressão de frenagem nas 4 rodas aproximadamente de 1 a 3 segundos após a liberação do pedal de freio.
Dirigindo no modo automatizado Colocando o veículo em marcha, o modo automatizado é selecionado como o padrão pré-definido e sempre é selecionado inicialmente através da alavanca seletora. Sem nenhuma intervenção adicional ou dependência por parte do motorista sobre as variáveis ...
• • • •
velocidade carga no motor posição do pedal do acelerador e regime do motor uso de plena carga (kickdown)
... a marcha otimizada (adequada) é engatada, e a letra “A” será sempre mostrada no painel continuamente. 6
5. Regime de emergência em caso de falhas Enquanto o veículo encontra-se em ordem de marcha, os sistemas elétricos, hidráulicos e mecânicos são constantemente monitorados por meio de sensores e gerenciados pela unidade de controle eletrônica SSG, através dos inúmeros sinais de entrada (Input) e sinais de saída (Output), assim como o comportamento de trabalho da transmissão. No caso de ser detectada uma falha, dois estágios conceituais de “modo de emergência” , podem apresenta-se conforme a prioridade:
1º. Estagio Com falhas de gravidade menores ou moderadas, existe um modo restrito onde será possível continuar operando o veículo no modo manual em 1ª, 2ª, 3ª marchas, N e R. O funcionamento no modo automatizado fica restringido.
2º. Estagio Com falhas de maior gravidade todo o sistema SSG é desabilitado e não será mais possível realizar trocas de marchas e o funcionamento de embreagem, tornando o veículo imobilizado. A mensagem “F” aparecerá no display do painel de instrumentos .
Em ambos os casos as falhas são detectáveis via DAS no StarDiagnosis, acessando o módulo SSG. 8
6. Funcionamento da transmissão SSG A transmissão SSG possui uma construção muito simples que é concebida por uma caixa mecânica de 6 velocidades, dotada de um sistema de acionamento eletro-hidráulico, gerenciado eletronicamente. A transmissão automatizada, diferentemente do que a maioria imagina, não tem nada a ver com uma transmissão automática.
Sistema Mecanico Transmissão manual de 6 velocidades com rolamentos de apoio nas árvores , engrenagens, luvas de engate , conjunto sincronizador e unidade de deslocamento.
Sistema Eletrico Unidade de controle eletrônico SSG, Interface com bus-CAN, motor eletrico com bomba, valvulas solenóides, sensores, conjunto chicote completo
Sistema Hidráulico Bomba hidraulica, filtro, acumulador, bloco de válvulas, cilindros atuadores, tubos de alta pressão
9
7. Sistema mecânico da transmissão de 6 marchas Os itens de relevância que podemos citar na transmissão
Apoios
• Rolamentos radiais selados (blindados) • Isentos de rolamentos cônicos
Sincronização
• sincronização dupla para 3ª e 4ª marcha • tripla sincronização para 1ª e 2ª marcha, • sincronização simples para 5ª , 6ª e marcha à ré
Conjunto multiplicador
• Sistema de transmissão por engrenagens continuamente em contato • Montagem de engrenagens livres nas arvores secundária e intermediária • Mecanismo de engate com pivôs de inversão de movimento dos garfos (conjunto completo) 10
Vista lateral em corte
11
Diagrama do fluxo de força e relação de transmissão
1
5,014
2
2,831
3
1,784
4
1,256
5
1,000
6
0,797
R
4,569 12
Árvore secundária com árvore primária
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Luva deslizante Corpo de sincronização marcha à ré Mola da compressão Peça deslizante (estreita) Esfera Anel sincronizador Engrenagem da marcha à ré Rolamento de agulhas marcha à ré Bucha Arruela de encosto Engrenagem da 1ª marcha Rolamento de agulhas 1ª marcha Anel de fricção Anel cônico Anel sincronizador
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Anel elástico de retenção Luva de engate Corpo sincronizador 1ª e 2ª marchas Mola de compressão Peças deslizantes (largas) Esfera Anel soncronizador Anel cônico Anel de fricção Engrenagem da 2ª marcha Rolamento de agulhas da 2ª marcha Árvore secundária Rolamento de agulhas da 6ª marcha Engrenagem da 6ª marcha Corpo de acoplamento 13
31 Anel sincronizador 32 Corpo sincronizador 5ª e 6ª marchas 33 Mola de compressão 34 Peça deslizante (curta) 35 Esfera 36 Luva de engate 37 Anel sincronizador 38 Corpo de acoplamento 39 Anel de retenção 40 Rolamento cilíndrico 41 Arvore primária
Árvore intermediária
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Anel de retenção Engrenagem constante Engrenagem fixa da 6ª marcha Engrenagem da 3ª marcha Rolamento de agulhas da 3ª marcha Corpo de acoplamento Anel de fricção Anel cônico Anel sincronizador Peças de retenção Luva de engate Anel de retenção
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
14
Mola de pressão Peça deslizante Esfera Corpo sincronizador da 3ª e 4ª marchas Anel sincronizador Anel cônico Anel de fricção Corpo de acoplamento Engrenagem da 4ª marcha Rolamento de agulhas da 4ª marcha Árvore intermediária
Indicações para a montagem As pontas de dente do anel de sincronização e as pontas de dente da luva deslizante de engate são assimétricas. Reter a luva deslizante no anel de sincronização (veja a figura). · Se as faces planas das pontas (setas) estão orientadas no mesmo sentido: a posição de montagem será correta. · Se as faces planas das pontas (setas) estão orientadas em diferentes sentidos: a posição de montagem será incorreta. Girar para cima a face inferior do anel de sincronização.
Observação: Os trabalhos de desmontagem e montagem da árvore intermediária são tecnicamente análogos aos trabalhos na árvore secundária!
15
Em função da transmissão elevada de torque, se requere um conjunto de sincronização potente, ao mesmo tempo propiciando uma troca de marchas freqüente suave e com a força de engate reduzida. Ao examinar individualmente as peças, é possível notar a diferença nos conjuntos de sincronizados nas diferentes marchas. Para atender as altas exigências de capacidade e ou redução da força de engate, uma das peculiaridades no sistema Sprintshift é que conjuntos sincronizados são empregados em todas as marchas inclusive a marcha-à-ré. Em suas diversas marchas podem-se encontrar sincronização simples, dupla ou tripla.
Sincronização Dupla O cone de sincronização é dotado de duas faces de atrito e possui dois anéis de sincronizados (interno e externo).
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Engrenagem livre (4ª marcha) Engrenagem livre (3ª marcha) Anel cônico Anel de fricção Anel de sincronizado Luva de engate Corpo de sincronização Arvore Rolamento de agulhas
16
Sincronização tripla De construção mais complexa esta é dotada de três faces de atrito. Os componentes determinantes são um anel cônico adicional (3), entre o anel de fricção (4) e anel sincronizado (6) e o revestimento de atrito (5) aplicado sobre o anel de atrito (4). A superfície de atrito se soma aqui aos anéis sincronizados escalonados entre si e conseguem que as engrenagens livres (1 e 2) sejam freadas e aceleradas com maior ou menor intensidade
.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Engrenagem livre ( 2ª marcha) Engrenagem livre (1ª marcha ) Anel cônico Anel de fricção Revestimento de atrito Anel sincronizado Luva de engate Corpo de sincronizado Árvore Rolamento de agulhas
17
Exercício 1 - Entre outras diferenças para cada corpo sincronizado temos 2 tipos de peças deslizantes (estreitas e largas ), que em conjunto com as molas e esferas formam os supressores. Observe os conjuntos e complete as tabelas abaixo, com a informação que corresponde a cada conjunto de marcha.
Sincronização Simples
Sincronização Múltiplas
1x cone
2x cone
Marchas
Peças Deslizantes Larga (15 mm)
Estreita (9 mm)
Marchas
Atenção !Instalar a luva de engate (36) de tal forma que as esferas (35),se encaixem na ranhura central da parte dentada da luva de engate (indicada pela seta). Informações adicionais referentes à montagem e desmontagem , consultar os respectivos documentos AR.26 - no SELiT.
18
3x cone
Unidade mecânica de comutação das marchas A unidade mecânica de comutação das marchas é composta por duas metades montadas conjuntamente, com as árvores e fixada à superfície de separação do cárter traseiro do câmbio. Ela contém as hastes de comando necessárias, garfos acoplados às luvas deslizantes, fixações e o bloqueador da marcha-à-ré.
1 2 3 4
Unidade de comutação Árvore de comando central Garfo da marcha-à-ré Garfo de 1a e 2a marchas
A árvore de comando central, não está integrada à unidade de comutação, senão, está ao atuador hidráulico de comando. O atuador de comando é um cilindro hidráulico de dupla ação, que submetido à pressão hidráulica do sistema executa o movimento longitudinal da árvore de comando central para o engate de marchas. Por sua vez quando necessário, ao mesmo tempo, por meio de um dispositivo hidráulico/mecânico, faz com que árvore de comando central descreva um movimento giratório para seleção de passos. Desta maneira transferido os movimentos aos garfos correspondentes. 19
8. Sistema Hidráulico Componentes principais
1 1a 2 3 4 5 6 20
Rese Reserv rvat atór ório io hidr hidráu áulilico co Tampão com respriro do reservatório Bomba com motor elétrico Bloco de válvulas ( unidade hidráulica) Acumulador Atuador central de embreagem Transmissão completa
Reservatório hidráulico com respiro O reservatório de fluido hidráulico com respiro está fixo por parafusos na parte inferior da carcaça traseira da caixa de mudanças. A tampa de desaeração ou respiro , está aparafusada na parte parte superior do lado direito do cambio, também, na parte traseira da caixa de mudanças. O reservatório além de armazenar o fluído hidráulico também está desenhado para: • Eliminar a espuma do fluído proveniente do retorno • Compensar a pressão no reservatório do fluido hidráulico por meio da alteração do volume de fluído, relacionado ao funcionamento • Alojar o filtro de fluído hidráulico.
1 Reservatório 2 Tampa com com guarnição guarnição e filtro de de tela 3 Duto nivelador 4 Conexão de retorno 5 Conexão fornecimento 6 Bujão de verificar nível de fluído fluído 7 Fluido hidráulico CH-11 S 8 Tampa de respiro 9 Parte traseira da transmissão 10 Lubrificante da transmissão SAE 75W80
O reservatório armazena o fluido hidráulico e o fornece à bomba hidráulica. Integrado ao reservatório existe um filtro de fluído (tela 160 µm).A placa defletora (chicana) divide o reservatório em duas câmaras. Isto se deve à necessidade de diminuir a agitação do fluido durante a operação do veículo. O sistema se sangra (purga de ar), por meio da tampa de respiro, aparafusada na tampa traseira da caixa de mudança. mudança. A câmara interna do tampão se conecta a atmosfera por uma abertura em forma de labirinto. Para que o sistema cumpra sua tarefa de respiro em qualquer situação de funcionamento, no cárter do cambio existe dois orifícios para respiro, dispostos diagonalmente, conectadas externamente,ao tampão de respiro, por meio de tubos flexíveis de borracha. 21
Bomba hidráulica A bomba hidráulica esta montada do lado esquerdo da caixa de velocidades e gera a pressão necessária para o pleno funcionamento do sistema de troca de marchas e acionamento da embreagem. O módulo eletrônico de comando SSG, aciona o motor elétrico, que por sua vez através do dispositivo de acoplamento ativa a bomba de engrenagens . O movimento giratório das mesmas , aspira o fluído hidráulico através da conexão de entrada, o comprime e então o fornece à unidade hidráulica de controle através da conexão de alta pressão. Simultaneamente o fluido pressurizado é armazenado no acumulador de pressão, com objetivo de manter pressão ideal para o funcionamento do sistema, que varia entre 55 bar como limite máximo e 39 bar como limite mínimo, mínimo, que são monitorado constantemente constantemente pelo módulo SSG, através do sensor de pressão.
1- Motor elétrico 2- Engrenagem de pressurização 3- Entrada 4- Saída de pressão 5–Linha de sucção 6- Linha de pressão
Atenção ! – Uma vez que o limite de pressão é monitorado via SSG, a bomba nunca deve ser acionada diretamente, realizando “jumper” na base do relê, com risco de danificar componentes hidráulicos. 22
Contatos de porta Com o veículo parado e desligado, ao abrir uma das portas, o módulo de comando SSG lê a pressão hidráulica do sistema. Se a pressão estiver a baixo de um determinado valor especificado, o módulo SSG ativa a bomba hidráulica pressurizando o sistema.
23
Acumulador de pressão hidráulico O acumulador hidráulico de pressão está montado perifericamente no lado direito do cambio. Pela ação da unidade de controle hidráulico a pressão fornecida pela bomba hidráulica chega ao acumulador de pressão. Desde então , o fluido passa à câmara interna de pressão hidráulica. O êmbolo existente internamente na unidade hidráulica é empurrado pela pressão hidráulica deslocando-se contra a câmara de gás inerte, que está preenchida nitrogênio, que se comprime.
1 2 3 4 5 6
Condição : Insento de fluído hidráulico ou operando em baixa pressão
Acumulador de pressão Êmbolo com vedação Câmara com gás comprimido (Nitrogênio) Sensor de pressão Conexão do fluido hidráulico Fluido hidráulico comprimido
Condição : Fluído hidráulico pressurizado e pistão comprimindo a camara de gas.
A estanqueidade do êmbolo em relação ao cilindro acumulador é alcançada através da aplicação de anéis de pistão. 24
Unidade hidráulica de comando (bloco de válvulas) A unidade hidráulica de comando também está disposta perifericamente na parte traseira da transmissão e tem como principal tarefa , dosar o acionamento de embreagem e realizar a troca de marchas. Sua construção compacta concentra em um único componente a montagem das eletroválvulas de engate, a caixa do filtro de 40 µm, elemento atuador com freio, economizando espaço, evitando desdobramento de tubulações, com pouca utilização de vedadores.
Mecanismo de acionamento de embreagem
Seu funcionamento consiste na conexão da bomba hidráulica por meio de uma tubulação metálica, o fornecimento de fluído hidráulico pressurizado passa por um filtro e uma válvula de retenção ,alocados no pórtico de entrada circulando por galerias internas do bloco de válvulas, passando diretamente às válvulas eletromagnéticas de acionamento e embreagem, a válvula de acionamento das marchas impares, a válvula de acionamento de marchas pares e marcha a ré até alcançar a válvula eletromagnética do freio.
A unidade de controle SSG faz com que o fluxo de corrente passe na válvula eletromagnética de embreagem, assim o fluido hidráulico alcança a conexão de saída passando através da tubulação de alta pressão fixada a ela, chegando até ao colar de acionamento de embreagem.
Ativação do câmbio De acordo com a marcha desejada ou requerida a unidade SSG ativará a combinação de válvulas eletromagnéticas correspondente. A válvula eletromagnética ativada leva a pressão hidráulica ao cilindro de acionamento que comanda a árvore de comando central, que com os garfos conectados engata a marcha desejada. 2 bloco de válvulas 2a conexão alimentação 2b conexão de retorno 2c filtro de óleo sob pressão 2d conexão do dispositivo de embreagem centralizado 3 cilindro de comando
Y90 válvula de embreagem Y91 válvula de freio de comando Y92/1 válvula de marcha 1/3/5 Y92/2 válvula de marcha 2/4/6/R
25
2b
Exercício 2 - Abaixo temos uma representação esquemática do circuito hidráulico. Para melhor compreende-la preencha os campos em branco da legenda com os respectivos nomes e funções, baseando-se no conteúdo já estudado em páginas anteriores.
8 1 2 3
10 5
4 5
4
6
9
7
6 7 8
3
9 10
Observações
2 1 26
Detalhe do movimento descrito pelo atuador no cilindro de comando
A
B
1-Haste de freio 2-Elemento de freio 3-Bucha entalhada/recartilhada de seleção de marchas 4-Pino Guia
A
5-Mola de retorno 6-Cilindro atuador
27
C
Representação esquemática do funcionamento na troca de marchas Toda rotina de troca das marchas só será executada após a transmissão esteja totalmente desconectada ao motor pela embreagem. Para tal antes de iniciar as rotinas que estudaremos abaixo, a eletro válvula Y90 é acionada por uma corrente enviada pelo módulo de comando. Esta corrente varia proporcionalmente de acordo com a velocidade com que se haja necessidade na atuação da embreagem, que dependendo do estilo da operação do condutor, variando a pressão no colar central de embreagem. Após o engate da marcha requerida (que estudaremos a seguir individualmente) a válvula Y90 é desenergizada liberando a pressão hidráulica sobre o colar central de embreagem fechando o platô .
28
A Engatando 1ª marcha Ao selecionar o modo de engate desejado (manual ou automatizado), através da alavanca de mudanças a eletro válvula Y92/1 é acionada pelo módulo de comando, liberando o fluído hidráulico até o cilindro de comando. A pressão é disponibilizada preenche a câmara frontal e atua sobre o êmbolo que descreve um movimento retilíneo para trás. A árvore central está rigidamente unida a haste de comando e posicionada no entalhe do respectivo garfo de comutação. Este por sua vez está montado à luva de engate de 1ª e 2ª marchas que também descreve o movimento longitudinal e para trás (A), engatando a 1ª marcha. Neste momento a eletro válvula Y92/1 é desenergizada e a pressão é liberada.
A Pressão Y92 1
29
A Engatando a 2ª marcha Para engatar a 2ª marcha, a eletro válvula Y92/2 é acionada pelo módulo de comando, liberando o fluído hidráulico até o cilindro de comando. A pressão é disponibilizada preenche a câmara traseira e atua sobre o êmbolo que descreve um movimento retilíneo para frente. Este por sua vez está selecionado sobre garfo de 1ª e 2ª marchas, que está montado sobre à luva de engate que também descreve o movimento longitudinal para frente (A), engatando a 2ª marcha. Neste momento a válvula Y92/2 é desenergizada e a pressão é liberada.
Conseqüentemente, para ambos os casos, a bucha recartilhada (3), sem o efeito do mecanismo de freio , se movendo livremente para descrever o movimento giratório (C) sobre seu próprio eixo , impulsionado pelo pino guia 4. A Pressão Y92 2
30
Engatando a 3ª marcha 1º Estagio - Retorno (Curso Inicial)
2º Estagio- Neutralizando (Meio Curso)
A B
A Pressão Y92 1
Pressão Y91
3º Estagio – Seleção e Engate (Fim de curso) A
A
A
Pressão Y91
A
Pressão Y92 1
No 1º estágio, para efetuar o engate da 3ª marcha, em conjunto com a eletro válvula Y91, novamente a eletro válvula Y92/1 são acionadas pelo módulo de comando, liberando o fluído hidráulico até o cilindro de comando e para o mecanismo de freio. A pressão disponibilizada preenche a câmara dianteira e atua sobre o êmbolo que descreve um movimento retilíneo para trás. Simultaneamente o elemento de freio (1), também sofre ação do fluído, fazendo com que a bucha recartilhada , seja travada. Devido ao movimento retilíneo (A) descrito pelas hastes, o conjunto de 1ª e 2ª marcha retorna ao neutro. O pino guia (4), ao alcançar o ponto de desalinhamento do entalhe da bucha recartilhada (3), executa o 2º estagio. Como a bucha recartilhada de seleção está travada pelo mecanismo de freio, o pino guia é obrigado a copiar o desalilamento do entalhe. O pino que é solidário a haste central de comando, faz com que a mesma descreva um movimento giratório(B) de 7º sobre seu próprio eixo, selecionando o garfo de 3ª e 4ª marchas. Neste momento atuação na válvula Y92/1ainda existe e o cilindro segue descrevendo o movimento longitudinal (A) para trás até o final do curso. Neste instante as válvulas Y91 e Y 92/1 são desernegizadas e cessando a pressão de atuação, finalizando o 3º estagio.
Note que o garfo é pivotado, fazendo com que a luva de engate montado à ele, descreve o movimento longitudinal (A), no sentido contrário ao descrito pelo eixo central de comando. (alavanca) 31
32
Engatando a 4ª marcha A Para engatar a 4ª marcha, a eletro válvula Y92/2 é acionada pelo módulo de comando, liberando o fluído hidráulico até o cilindro de comando. A pressão é disponibilizada preenche a câmara traseira e atua sobre o êmbolo que descreve um movimento retilíneo para frente. Este por sua vez já selecionado sobre o garfo de 3ª e 4ª marchas, o garfo que é pivotado, faz com que a luva de engate montado à ele, descreve o movimento longitudinal para trás (A), no sentido contrário ao descrito pelo eixo central de comando engantado a 4ª marcha. Neste momento a válvula Y92/2 é desenergizada e a pressão é liberada. Conseqüentemente, a bucha recartilhada (3), está livre e descreve o movimento giratório (C) sobre seu próprio eixo , impulsionada pelo pino guia (4) .
A Pressão Y92 2
33
Para as outras marchas e para realização de reduções, basta seguir um raciocínio análogo. Toda vez que houver necessidade de efetuar seleção de marchas a eletro válvula Y91, que irá acionar o freio para travar a bucha recartilhada, fazendo com que o eixo central realize o movimento giratório e se alinhe com o entalhe dos respectivos pares de marcha.
Obs. No caso de sobre pressão na linha hidráulica (acima de 75 bar), a eletro válvula Y91 (freio de comando), é pilotada também por uma pressão em paralelo sua linha de alimentação, que fazendo com que a mesma trabalhe como uma válvula de segurança, com o intuito de proteger a linhas hidráulica e componentes contra danos.
Aqui o sistema está estático e não há influência da pressão no fluido hidráulico.
Ao momento que o conjunto motor/bomba entra em funcionamento e a pressão se eleva até atingir a pressão de trabalho 45-55 bar . A eletro válvula só irá entrar em funcionamento quando solicitado pelo módulo de comando à restabelecer a pressão de trabalho.
34
Quando a pressão atinge 75 bar, a pressão piloto aciona a válvula para sua posição central, fazendo com que a linha de alimentação seja diretamente conectada ao retorno, aliviando a pressão do sistema. Ciclicamnete a pressão ao atingir niveis aceitáveis retorna a posição inicial (repouso ou trabalho dependendo da tarefa realizada neste instante) e ao atingir novamente a pressào de segurança torna a abrir.
Colar central hidráulico de acionamento de embreagem Montado externamente ao caixa de cambio, mais precisamente na caixa seca do câmbio sobre o eixo piloto, tem a função de acionar o platô de embreagem. O embolo de pressão é acionado hidraulicamente e é empurrado sobre o tubo central (casquilho) deslocando-se para frente. Conseqüentemente o rolamento axial de embreagem pressiona a mola de pressão do platô de embreagem acionando-o. A vedação é feita por uma guarnição interna e a coifa (guarda pó), protege as superfícies deslizantes do sistema, das impurezas que o sistema está exposto devido seu posicionamento no cambio. A B 13a 13b 13c 13d
Posição básica embreagem aberta Posição básica embreagem fechada Corpo (alumínio) Pista do rolamento axial Esferas do rolamento axial Coifa (guarda-pó)
A mola interna garante a mínima pré-carga ao rolamento axial (colar), a seu funcionamento durante o platô não este ativado, evitando assim o ruído característico no colar. Apesar da presença da válvula de sangria, não é necessário realizar nenhum trabalho adicional de sangria do sistema, como por exemplo após uma substituição. Por sua característica o sistema auto-sangra-se. 1- Rolamento axial (colar) 2- Conexão pressão 3- Sangrador 35
13e 13f 13g 13h B53
Mola de pré-carga Vedação do embolo Embolo de pressão Tubo central (casquilho) Sensor de curso de embreagem
Fluido Hidráulico (Pentosin CHF 11 S Hydraulic Fluid) – classe MB 345.0 Pentosin CHF 11S é um fluído sintético de alta performance de uso prolongado, aplicados em agregados de para veículos modernos. Aplicado e recomendado para condições extremas, com confiabilidade de -40°C até 130°C Pentosin CHF 11S é especialmente desenvolvido para atender as altas solicitações dos sistemas hidráulicos automotivos. Suas características técnicas tornam seu uso apropriado a caixas de direção, suspensões ativas, controles de tração e estabilidade e sistemas de automatização. Estas trazem vantagens que justificam a aplicabilidade como fluído hidráulico para o sistema Sprintsift, tais como :
• Livre de manutenção • Confiabilidade no funcionamento (não higroscópico) • Sensibilidade de engate melhorada Cor Fluido base Viscosidade à – 40oC Viscosidade à 40 oC Temperatura de Trabalho Higroscópico Ponto de ebulição (seco) Ponto de ebulição (úmido) Ponto de fulgor Compatibilidade com plásticos Compatibilidade ao meio – ambiente
36
Especificações Verde Óleo mineral (poliofelino) 1200 ... 1500 mm2 /s 18.7 mm2/s - 40oC .........130 oC não 280 oC 260 oC 155 oC sim Biodegradável Proteção às superfícies pintadas Não ataca a pele (não possui substâncias causticas) Reciclável para descarte como óleo usado
Abastecer o sistema hidráulico
1 2 3 4 5 X22/18
37
Bujão de escoamento do óleo hidráulico Bujão de abastecimento do óleo hidráulico Bujão de controle do nível do óleo hidráulico Anel de vedação (toroidal) Anel de vedação (toroidal) Conjunto do conector elétrico de 2 pólos da caixa de mudanças
Escoar o óleo do sistema hidráulico 1 2 3 4
Desconectar as duas partes no conector elétrico de 2 pólos (X22/18) da caixa de mudanças. Limpar bem as áreas em volta do bujão de escoamento de óleo (1) do bujão de abastecimento (2) e do bujão de controle do nível (3). Remover o bujão de escoamento de óleo hidráulico (1) e escoar completamente o mesmo. Instalar e apertar o bujão de escoamento de óleo hidráulico (1).
Atenção ! Substituir o anel de vedação (4). Abastecer com óleo hidráulico o sistema 5 Remover o bujão de abastecimento de óleo hidráulico (2). 6 Instalar e apertar o niple duplo no orifício de abastecimento de óleo para conectar a bomba manual. 7 Utilizando a bomba manual, abastecer com 420ml de óleo hidráulico através da conexão dupla. 8 Remover o niple de conexão dupla e instalar o bujão de abastecimento de óleo (2). 9 Conectar as duas partes do conector de 2 pólos (X22/18) da caixa de mudanças até que se encaixe. 10 Com a chave de contato ligada: CON., engatar sucessivamente todas as marchas, desconectar a chave de contato: DESCON. 11 Desconectar o conector de 2 pólos (X22/18) da caixa de mudanças. 12 Remover o bujão de controle de nível de óleo hidráulico (3). 13 Remover o bujão de abastecimento de óleo (2) e instalar o niple duplo no orifício de abastecimento. 14 Utilizando a bomba manual, abastecer de óleo através da conexão dupla até sair óleo pelo orifício do bujão de controle. 15 Remover o niple duplo de conexão da bomba manual, instalar e apertar o bujão de abastecimento (2).
Atenção ! Substituir o anel de vedação (5). 16 Instalar e apertar o bujão de controle do nível de óleo (3)
Atenção ! i Substituir o anel de vedação do bujão de controle de óleo (3). 17 Ligar as duas partes do conector de 2 pólos (X22/18) da caixa de mudanças.
38
9. Sistema eletro-eletrônico Unidade Eletrônica de Comando SSG (A60) A unidade eletrônica de comando SSG encontra-se localizada na central elétrica abaixo do banco do motorista. As tarefas da SSG – A60 consiste basicamente em:
• Detectar os regimes de funcionamento através dos sensores e interruptores (sinais digitais e analógicos)
• • • • •
Receber os dados do bus- CAN Enviar dados ao bus-CAN Cálculos pertinentes aos ajustes no funcionamento Ativar os atuadores Armazenar e emitir os dados de diagnóstico
x
39
O gerenciamento de troca de marchas é efetuada pela unidade de controle SSG (A60), juntamente com a apuração de informação de outras unidades de comando através da transmissão de dados pela linha CAN. A unidade SSG possui um conector de 30 vias, e está protegida autonomamente por meio de fusíveis. Para o funcionamento eficiente do sistema, o módulo SSG baseia-se nas informações existentes no veículo e por outros propósitos que também se aplicam para a troca de marcha. Desta maneira boa parte dos parâmetros necessários são calculados. Aos que não seja possível fazê-los desta forma, são baseados nos valores monitorados por sensores e interruptores. Como exemplo pode-se citar o cálculo de aceleração e desaceleração, através do respectivo sensor e sinal emitido pela roda polar do ABS e recebido via CAN, quando comparado ao número de rotação de saída do câmbio por seu respectivo sensor. Para que estes valores sejam processados pelo Software da unidade de controle, primeiro serão processadas quanto a forma, qualidade e sua empregabilidade. Basicamente o âmbito de funções do SSG está consignado no software, como estrutura modular, que são processadas em blocos de acordo as limitações de cada função. Contudo a interdependência destas funções de cada bloco, torna-se uma rede processamento destes dados interligados, onde a rotina de verificação de todos os dados é um ciclo de aproximadamente 10 ms.
A60 - módulo de comando SSG F132 - fusível KL30 F134- fusível KL15 G2 - bateria J16 - terminal KL30 J22 - terminal KL15 J31 - terminal KL15 J420 - terminal KL15 K70 - relé sob assento P11 - tomada de diagnose W5 - ponto de massa sob o assento 40
Diagrama de bloco sinais de entrada (Input), sinais de saída (Output) e dados via CAN
41
Exercício 3 - Utilizando o esquema elétrico, complete a legenda abaixo:
A2
P15 M56
UNIDADE ELETRÔNICA DE CONTROLE -SSG A80
S41
A91
S43
B18
S80
B96
BLOCO DE VÁLVULAS
B97
SENSOR DE ROTAÇÀO DE EMBREAGEM
E68e1
X200b6
G3
SENSOR DE PRESSÃO
K84
X200b8
K85
42
Exercício 4 - Complete o diagrama de bloco de sinais representado abaixo com a legenda e nome dos componentes responsáveis por cada tarefa descrita. (Utilize o esquema elétrico e legenda do exercício anterior)
43
Exercicio 5 - Devemos notar que a troca de dados que as unidades de comando trocam entre si é de relevância tanto para o perfeito funcionamento do sistema, como também, por questões de segurança. De acordo com a lista de informação complete com a legenda do módulo correspondente. • • •
•
•
Rotação do motor • Torque atual • Posição do pedal Temperatura do liquido de arrefecimento • Partida do motor • Cruise control ativado • Temperatura do lubrificante • Motor em regime d e emergência
•
•
Lâmpada de freio Velocidade das rodas Lâmpada ASR (veiculo patinado) • Lâmpada de falha ASR
•
•
Bus-CAN Input Data
t f i h S t n i r 0 p 6 S A –
Solicitação da rotação do motor Marcha atual/marcha requerida Falhas graves (ex. sensor de posição de marcha defeituoso) Regime de emergência da transmissão Neutro Condições da embreagem Torque requerido SSG – transmissão automatizada instalada (informação da variante )
• • • • • Bus-CAN Output Data
•
Marcha atual / marcha requerida
G S S
• Porta aberta • Porta fechada
• •
Temperatura externa
44
Modo de operação Solicitação sinal sonoro de advertência
Exercício 6.A – Com apoio do DAS(tecla F6), faça a designação dos pinos de acordo com os respectivos sinais „Input“ e „Output“, nos conectores X1 e X2 do módulo de comando A60 (SSG).
Vista do Módulo de comando
Ligação no Conector X1 18 vias
Vista do Conctor X1 – 18 vias
Ligação no Conector X2 14 vias
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 23 24 25 26 27 28 29 30
Vista do Conctor X2 – 14 vias
12 13 14 15 16 17 33 34 35 36 37 38 L H
45
Exercício 6.B – Repita o exercicio para o conector principal da caixa.
Ligação no Conector X3 - 18 vias
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 45
Sensor de reconhecimento de marcha O sensor de reconhecimento de marcha (X200B8) está montado sobre o cambio aparafusado sobre a carcaça da transmissão e tem a função de detectar engatada, baseando-se no movimento longitudinal e de rotação que a árvore central de mando descreve, a marcha que a transmissão se encontra. Desta maneira o módulo de comando SSG é informado através dos sinais analógicos, compondo assim as coordenadas das respectivas marchas.
1 - Placa dos sensores 2 - Parafusos Torx 3 - Conexão da placa dos sensores 4 – Corpo de reconhecimento das marchas (magnético) 5 – Pino Torx roscado
Trata-se de um sensor de deslocamento do tipo PLCD, isento de contato e construído pelo principio indutivo. Ao lado de uma bobina fixa, montada no corpo do sensor passa um imã, dividindo assim a bobina em dois campos indutivos distintos. Com a mudança da intensidade do campo magnético, resultante do movimento do componente da transmissão, os valores lidos são avaliadas eletronicamente pelo sensor e fornecidos ao módulo de comando SSG, como sinal analógico. 46
Exercício 7 - Com o auxílio de um multímetro e com o esquema elétrico, faça o engate das marchas e preencha a tabela abaixo de acordo com os tensão aproximadas encontradas com respectivas marchas .
] V [ e t a g n E
4
3
2
1
A60 – Módulo de comando SSG X200B8 – Sensor de reconhecimento de marcha X 200X3 – Conector
0 1
2
3
4
5
Seleção [V]
Seus valores (coordenadas de posição e engate), devem ser observados e analisados através de “Valores Atuais” no StarDiagnosis e devem permanecer dentro dos valores especificados.
47
Sensor de pressão hidráulica O sensor de pressão (B7)está montado ao suporte de alumínio e monitora o comportamento momentâneo da pressão hidráulica e assim que a pressão atinge seu limite máximo, o módulo SSG atua no sentido de que motor se desconecte, conseqüentemente ao atingir o limite mínimo de pressão durante as trocas de marchas , a bomba se re-conecta. Este valor é referência para funcionamento do bloco de comando hidráulico. A pressão apurada é a mesma presente no acumulador de pressão. O sensor trabalha com uma alimentação de 5V e varia a tensão de saída conforme o valor da pressão hidráulica. A60 módulo de comando SSG X200B7 - sensor de pressão X200x3 - conector da caixa SSG
48
Sensor de curso da embreagem O sensor de curso da embreagem, funciona através o principio indutivo (sem contato). O sensor de curso de embreagem está firmemente aparafusado na carcaça do colar central hidráulico de embreagem. Para que exista a indução um imã permanente (5), encontra-se também firmemente montado com o embolo do colar.
O sensor é composto de duas bobinas internas que são energizadas pelo módulo de comando SSG, gerando um campo magnético. Quando o colar descreve o movimento de embrear e desembrear, o imã permanente passa ao lado do sensor de curso, ocasionando uma diferença no campo magnético, que é avaliada internamente pela eletrônica do sensor. O valor apurado da variação da tensão resultante é enviado como um sinal analógico à unidade de controle SSG, informando-a instantaneamente a posição da embreagem fechada ou no inicio de acionamento. Estes valores são determinantes para coordenar as trocas de marchas.
4 – sensor indutivo de curso 5 – imã permanente 49
Com a ignição ligada , e a embreagem na posição fechada de descanso, o sinal descrito medindo entre os pinos 1.3 X 1.24 na unidade de comando
A60 X200B6 X200x2 X200x3 -
módulo de comando SSG sensor de posição da embreagem conector sensor de posição da embreagem conector Sprintshift
Atenção ! – Em virtude do sistema de embreagem montado, ser auto-ajustável (SAC), as coordenadas de curso de embreagem programadas inicialmente no módulo SSG, não variam conforme o desgaste do disco de embreagem.
50
Com a ignição ligada , e a embreagem na posição aberta , o sinal descrito medindo entre os pinos 1.3 X 1.24 na unidade de comando
Com a ignição ligada , A tensão não varia com a variaçào da posição de embreagem, o sinal descrito medindo entre os pinos 1.2 X 1.23 na unidade de comando
Sensor de Rotação de Embreagem Esta montado na carcaça traseira do lado direito da transmissão e tem a função de informar ao módulo de comando SSG a rotação instantânea da embreagem . Através desta informação, o sistema calcula a patinação da embreagem (índice de embreagem), bem como a temperatura da mesma. Para o cálculo da patinação, o sistema compara as rotações entre a embreagem e do motor. O valor de rotação do motor é obtido através do ambiente busCAN. O sensor de rotação da embreagem é do tipo HALL (transmissor indutivo) e consta de uma bobina magnética a uma distância definida de um rotor disposto na caixa de mudanças. O campo magnético do sensor de rotação de embreagem é cerceado pelos dentes do rotor produzindo o efeito de modificação deste campo magnético, produzindo uma onda de tensão quadrada de 5V, que aumenta sua freqüência com o aumento da rotação da embreagem. A variação no índice de patinação de embreagem pode determinar o desgaste do disco de embreagem. A temperatura da embreagem é matematicamente calculado a partir dos seguintes valores: - rotação de entrada na caixa de mudanças (volante do motor) - temperatura do motor - temperatura externa - torque da embreagem - rotação da embreagem
OBS: Com valores a cima de 280°C é interpretado como superaquecimento do sistema de embreagem. 51
Sinal obtido em RPM de embreagem moderada atraves 2.33 X 1.9 do módulo de comando
A60 módulo de comando SSG X200B5 - sensor de rotação da embreagem X200x3 - conector Sprintshift
52
Sinal obtido em alta RPM de embreagem atraves 2.33 X 1.9 do módulo de comando
Alavanca Seletora de Marchas A alavanca seletora de marchas sequencial encontra-se montada no painel de instrumentos, fixada por meio de 2 parafusos. O mesmo reconhece o desejo do operador e efetuar as trocas de marcha quando no modo automatizado e ou manual. Possue internamente os dispositivos mecânicos que fixam as posições Central, Neutro é Ré, bem como os contatos das posições de toque + , - e A. Os sinais são transmitidos diretamente ao módulo de controle SSG, que avalia a plausibilidade da solicitação em relação ao comportamento do veículo e efetua a troca de marcha.
Exercício 8 - Com o auxílio de um multímetro e com o esquema elétrico, mova a alavanca de seleção e preencha a tabela abaixo de acordo com as tensões aproximadas encontradas .
53
1 Desconectar o cabo massa (terra) da bateria. 2 Soltar a guarnição de proteção (1). 3 Remover o botão de comando (2). Abrir o conjunto no ponto (3) e remover a manopla de comando (2). 4 Remover os parafusos (4) que fixam o bloco eletrônico (5). Instalar: Introduzir o equipamento de comando com o orifício de fixação (indicado pela seta) para baixo e colocar os parafusos na parte de cima.
5 Desligar o conector (6). 6 Efetuar a montagem na ordem inversa.
54
Posição Kick-Down pedal do acelerador
Luz de marcha-à-ré
Quando o pedal do acelerador é pressionado ao máximo (kick-down), o módulo de comando SSG entende esta informação como uma solicitação máxima de torque, esta informação faz com que o sistema reduza a marcha acoplada para atender a solicitação de torque dentro dos parâmetros predefinidos no módulo de comando SSG.
Ao posicionar a alavanca de marchas na posição R, o módulo SSG ativa o relé K85 e as luzes de marcha-a-ré são ativadas. Sempre que o veículo estiver parado e se deseja realizar uma seleção de marcha, o pedal do freio de serviço deve ser antes acionado.
A60 - módulo de comando SSG B97 - interruptor kickdown W5 - ponto de massa parede frontal
A60 - módulo de comando SSG E68 - luzes da marcha-a-ré K85 - relé de marcha-a-ré W6 - ponto de massa traseiro J20 - terminal de luze de marcha-a-ré J370 - terminal KL15 A12 - central etétrica da coluna de direção
55
10. Ferramentas especiais
56
