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Programa autodidáctico 538

Cambio de doble embrague 0DD Diseño y funcionamiento

Con el Golf GTE se implanta un nuevo cambio de doble embrague. Por su construcción compacta se puede instalar también en las categorías de vehículos A0 y B. El cambio de doble embrague 0DD se impulsa en el Golf GTE por medio de un motor TSI de 1,4 l y 110 kW y el motor de propulsión eléctrica V141, de 75 kW. El cambio está diseñado especialmente para este tipo de propulsión y posibilita un placer de conducción elevado asociado a un consumo de combustible muy bajo. En las páginas siguientes le proporcionamos más detalles acerca de la estructura y el funcionamiento del cambio de doble embrague 0DD.

s538_035

El programa autodidáctico informa sobre el diseño y funcionamiento de nuevos desarrollos. Los contenidos no se actualizan.

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Para instrucciones de comprobación, ajuste y reparación actuales, consulte por favor la documentación del Servicio Posventa prevista para esos efectos.

Atención Nota

Referencia rápida

Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Los cambios de doble embrague en Volkswagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Cambio de doble embrague 0DD en el Golf GTE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Módulo híbrido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Cuadro de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Paquete de embrague . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Cambio manual. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 Cuadro de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Árbol primario 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Árbol primario 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Árbol secundario 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Árbol secundario 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Ejes selectores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Sincronización simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Acción conjunta de los embragues. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Flujos de la fuerza de las marchas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Unidad mecatrónica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 Cuadro de la estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Bomba de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Sensores y actuadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Circuito de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Resumen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 Secuencias de la operación de cambio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Servicio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44 Ajuste básico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Cambio de aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Ponga a prueba sus conocimientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46

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Introducción Los cambios de doble embrague en Volkswagen El cambio de doble embrague 0DD es un desarrollo especial de Volkswagen para cumplir con los requisitos que plantean los vehículos híbridos. El cambio se produce en la planta de Kassel y se basa en la historia de éxitos de los cambios de doble embrague de Volkswagen.

2004 Con el Golf R32 se lanza al mercado el primer cambio de doble embrague 02E (0D9*) desarrollado por Volkswagen. Tiene seis marchas adelante y dos embragues húmedos.

2007 Se implanta el primer cambio de doble embrague 0AM (0CW*) con siete marchas adelante y dos embragues secos.

2010 El cambio de doble embrague 0BH (0DL*) se implanta para los turismos de Volkswagen en el Tiguan 2010. Posee siete marchas adelante y dos embragues multidisco.

2013 En el Jetta Hybrid se implanta el cambio de doble embrague 0CG. La base de este cambio la forma el cambio 0AM con un embrague desacoplador seco adicional.

*Nuevas designaciones de los cambios con la introducción de la plataforma modular transversal (MQB)

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s538_105

Historial de los cambios de doble embrague

Principio en que se basa el cambio de doble embrague Par de tracción

El cambio de doble embrague consta de dos cambios manuales (transmisiones parciales) con dos embragues K1 y K2. El embrague K1 transmite el par de tracción sobre la transmisión parcial 1. En la transmisión parcial 1 se gobiernan las marchas 1, 3 y 5. El embrague K2 transmite el par de tracción sobre la transmisión parcial 2. En la transmisión parcial 2 se gobiernan las marchas 2, 4, 6 y atrás.

Transmisión parcial 1

Transmisión parcial 2

s538_061 Grupo final

Par de tracción

Esta arquitectura permite un cambio de marchas rápido, sin interrupciones de la fuerza de tracción. Si el embrague K1 está cerrado y se encuentra conectada una marcha en la transmisión parcial 1, se retransmite el flujo de la fuerza a través de esta transmisión parcial hacia el grupo final. Si se abre el embrague K1, se cierra al mismo tiempo el embrague K2. El flujo de la fuerza pasa entonces a través de la marcha conectada en la transmisión parcial 2 hacia el grupo final.

Transmisión parcial 1

Transmisión parcial 2

s538_062 Grupo final

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Introducción Cambio de doble embrague 0DD en el Golf GTE Como vehículo híbrido, el Golf GTE funciona en los siguientes modos operativos: - únicamente con la máquina eléctrica - únicamente con el motor de combustión - con ambos grupos motopropulsores en común (impulso boost) El cambio de doble embrague 0DD cambia las marchas en todos los modos operativos sin interrumpir la fuerza de tracción entre las marchas.

Ficha técnica del Golf GTE El cambio entre los modos operativos se consigue por medio de un tercer embrague. El embrague comunica o separa ambos grupos motopropulsores y se denomina por ello embrague desacoplador K0.

Peso en vacío

1524 kg

Longitud, anchura, altura

4270 mm, 2027 mm (con retrovisores exteriores), 1457 mm

Motor de combustión

Motor TSI de 1,4 l y 110 kW

Par del motor de combustión

Máx. 250 Nm

Máquina eléctrica

Motor de propulsión eléctrica V141

Potencia de la máquina eléctrica

Máx. 75 kW

Par de la máquina eléctrica

170 Nm de par permanente, 330 Nm de par máximo transmisible

Peso de la máquina eléctrica

34 kg (con caja de conexión)

Caja de cambios

Cambio de doble embrague 0DD

Número de marchas

6 marchas adelante, 1 marcha atrás

Peso cambio

93 kg (con carga de aceite)

Peso volante de inercia bimasa

8 kg

Cantidad de aceite DSG y módulo híbrido 8 litros

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Cantidad para cambio de aceite

7 litros

Intervalo de cambio de aceite

Ver ELSA

Ficha técnica del cambio de doble embrague 0DD El cambio de doble embrague 0DD consta de los módulos siguientes: - el módulo híbrido - el cambio manual con radiador del aceite para engranajes - la unidad mecatrónica

Radiador del aceite para engranajes

Cambio manual

s538_073

Unidad mecatrónica Módulo híbrido

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Módulo híbrido Cuadro sinóptico de la estructura El módulo híbrido consta de: - la carcasa del módulo híbrido - una camisa de refrigeración - el motor de propulsión eléctrica V141 (máquina eléctrica) - un paquete de embrague El paquete de embrague abarca el embrague desacoplador K0, así como los embragues de propulsión K1 y K2. Los componentes esenciales del motor de propulsión eléctrica son el rotor y el estátor.

Carcasa del módulo híbrido Estátor

Embrague desacoplador K0 Embrague de propulsión K2

Camisa de refrigeración Rotor

Embrague de propulsión K1

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s538_097

Paquete de embrague En el módulo híbrido se encuentran ambos embragues de propulsión K1 y K2, el embrague desacoplador K0 y el motor de propulsión eléctrica V141 (máquina eléctrica). Los tres embragues funcionan en húmedo. El embrague desacoplador se encarga de separar y comunicar el motor de combustión con la máquina eléctrica. El embrague desacoplador K0 cierra: - cuando el motor de propulsión eléctrica V141 arranca el motor de combustión. - cuando el motor de combustión propulsa al vehículo. - cuando ambos motores propulsan al vehículo. El embrague desacoplador K0 se encuentra abierto cuando el vehículo se propulsa en el modo netamente eléctrico.

Motor de propulsión eléctrica

Embrague de propulsión K1

Embrague desacoplador K0 Embrague de propulsión K2 Árbol primario Motor de combustión

Árbol primario 2

Árbol primario 1

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Cambio manual Cuadro sinóptico de la estructura La carcasa del cambio se fabrica de aluminio. En la carcasa del cambio se alojan los componentes siguientes: - dos árboles primarios insertados uno en otro, que giran de forma independiente uno de otro - dos árboles secundarios - cuatro ejes selectores para conectar las marchas - una placa de cojinetes, que separa la caja de engranajes con respecto al módulo híbrido - un bloqueo de aparcamiento - un diferencial con grupo final

Carcasa del cambio

Placa de cojinetes

Diferencial con grupo final Bloqueo de aparcamiento Ejes selectores

Árbol secundario 1

Árbol primario 1 y2 s538_060 Ejes selectores

Árbol secundario 2

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En los árboles primarios se encuentran los piñones de las marchas (piñones fijos). En los árboles secundarios 1 y 2 se encuentran los piñones móviles (piñones locos), los desplazables con sincronizadores y las transmisiones al diferencial (piñón de salida). Ambos árboles secundarios engranan con la corona del diferencial. Todos los piñones tienen dentado helicoidal para establecer una marcha silenciosa.

Árbol secundario 1 Transmisión al diferencial

Piñón móvil (piñón loco) Desplazable con sincronizador Árbol primario 1 y 2

Diferencial

Piñón de marcha (piñón fijo)

s538_037 Transmisión al diferencial Árbol secundario 2

Desplazable con sincronizador Piñón móvil (piñón loco)

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Cambio manual Árbol primario 1 El árbol primario 1 es una versión ahuecada. En éste se encuentran los piñones fijos de las marchas 1, 3 y 5, así como una rueda generatriz de impulsos para la captación del régimen. Los piñones fijos engranan en los piñones móviles de los árboles secundarios 1 y 2. El árbol primario 1 va alojado con un rodamiento radial rígido en la carcasa del cambio. Entre los árboles primarios 1 y 2 trabajan dos cojinetes de agujas.

Árbol primario 2

Rueda generatriz de impulsos

Rodamiento radial rígido Árbol primario 1

Árbol primario 1 ahuecado Cojinete de agujas Cojinete de agujas s538_065

Alimentación de aceite para el embrague desacoplador K0

Tubo interior

Unidad mecatrónica Carcasa del cambio Caudal de aceite 1

La alimentación de aceite para el embrague desacoplador K0 se realiza por medio de dos conductos comunicantes en la tapa y en la carcasa del cambio. El caudal del aceite continúa por los orificios del árbol primario 1.

Caudal de aceite 2

Árbol primario 1 Tapa

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s538_106

Piñones fijos de las marchas 1, 3 y 5

Aceite de refrigeración

Tubo interior de acero

Aceite a presión

Árbol primario 1 s538_039

Tubo interior en el árbol primario 1 Un tubo interior de acero divide los dos caudales de aceite del árbol primario 1. A través del tubo interior fluye el aceite a presión para accionar el embrague desacoplador K0. Entre el tubo interior y el árbol primario 1 se conduce el aceite de refrigeración. A través de los orificios del árbol primario 1 fluye el aceite hacia el embrague.

Árbol primario 2 El árbol primario 2, alojado en cojinete de agujas, va enchufado en el árbol primario 1. Lleva los piñones fijos de las marchas 2, 4, 6 y el de la marcha atrás R. El piñón fijo grande engrana por igual en el piñón móvil de la 4ª marcha como también en el de la 6ª marcha. Para la captación del régimen, también el árbol primario 2 posee una rueda generatriz de impulsos. El rodamiento radial rígido del árbol primario 2 va alojado en la placa de cojinetes.

Rueda generatriz de impulsos Árbol primario 2

Árbol primario 1 Cojinete de agujas s538_040 Rodamiento radial rígido Árbol primario 2

Piñones fijos de las marchas 2, 4, 6 y R

Cojinete de agujas

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Cambio manual Árbol secundario 1 En la carcasa del cambio se encuentra el árbol secundario 1 alojado en un cojinete de bolas (cojinete fijo). En la placa de cojinetes el árbol secundario se aloja, en la zona equivalente a 2/3 de su longitud, en un cojinete de rodillos cónicos (cojinete móvil). Con este alojamiento en cojinetes fijo-móvil del árbol secundario se pueden soportar muy bien las fuerzas axiales y radiales. Entre la carcasa del cambio y la placa de cojinetes se encuentran los desplazables con los sincronizadores y los piñones móviles de las marchas 1, 4 y R. Ante la placa de cojinetes el piñón secundario engrana en la corona del diferencial. Debido a esta ubicación ante la placa de cojinetes, el piñón secundario también recibe el nombre de "cabezal secundario flotante". El flujo de la fuerza entre los piñones móviles y el árbol secundario se establece por medio de dos desplazables y los sincronizadores. Un desplazable conecta las marchas 1 y 4, y el otro la marcha atrás.

Piñón móvil de 1ª marcha Piñón móvil de 4ª marcha Piñón móvil de marcha atrás

Carcasa

Cojinete de bolas Cojinete de rodillos cónicos

Árbol secundario 1

Placa de cojinetes

Piñón secundario

Desplazable 1ª y 4ª marchas Diferencial

Sincronizador Desplazable Marcha atrás Grupo final

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s538_041

Árbol secundario 2 En la carcasa del cambio se encuentra el árbol secundario 2 alojado en un cojinete de bolas. En la placa de cojinetes el árbol secundario se aloja, en la zona equivalente a 2/3 de su longitud, en un cojinete de rodillos. Entre la carcasa del cambio y la placa de cojinetes se encuentran los desplazables con los sincronizadores y los piñones móviles de las marchas 2, 3, 5 y 6. Ante la placa de cojinetes el piñón secundario engrana en la corona del diferencial. Debido a esta ubicación ante la placa de cojinetes, el piñón secundario del árbol secundario 2 también recibe el nombre de "cabezal secundario flotante".

Piñón móvil de 3ª marcha Piñón móvil de 6ª marcha Piñón móvil de 2ª marcha e inversor de marcha atrás

Árbol primario 1y2

Carcasa Piñón secundario

Árbol secundario 2

Cojinete de bolas Piñón móvil de 5ª marcha Desplazable 3ª y 5ª marchas

s538_042 Sincronizador

Desplazable 2ª y 6ª marchas

Cojinete de rodillos

Placa de cojinetes

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Cambio manual Ejes selectores Los ejes selectores van alojados en rodamientos de rodillos y bolas (cojinetes de bolas lineales) en la carcasa del cambio y en la placa de cojinetes. Los ejes selectores van provistos de las horquillas de cambio, que inciden en los desplazables. La conexión de las seis marchas adelante y de la marcha atrás se realiza por medio de cuatro ejes selectores. El desplazamiento de las horquillas es hidráulico en este cambio de doble embrague. En ambos extremos de los ejes selectores se encuentra, respectivamente, un cilindro hidráulico. El aceite para engranajes procedente de la unidad mecatrónica pasa por las alimentaciones de aceite hacia los cilindros hidráulicos y desplaza los ejes selectores. La bola, sometida a fuerza de muelle, y el elemento de encastre mantienen en posición el eje selector al no estar aplicada la presión. El imán en la horquilla de cambio sirve para captar la posición actual.

Alimentación de aceite procedente de la unidad mecatrónica Carcasa

Horquillas de cambio Cilindro hidráulico Desplazable

Árbol secundario

Rodamiento de rodillos y bolas Eje selector

Placa de cojinetes

Alimentación de aceite procedente de la unidad mecatrónica

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s538_043 Elemento de encastre

Imán

Bola sometida a fuerza de muelle

Cilindro sin presión

Bola sometida a fuerza de muelle

Cilindro sin presión

Ambos cilindros del eje selector se encuentran sin presión. Una bola, sometida a fuerza de muelle, oprime sobre el elemento de encastre y mantiene el eje selector en la posición neutral, al no estar accionado.

Eje selector con elemento de encastre y horquilla de cambio en posición neutral s538_045

Bola sometida a fuerza de muelle Eje selector

Cilindro

Desplazable

El aceite a presión pasa hacia el cilindro derecho del eje selector, superando la presión que tiene la bola en el elemento de encastre. El eje selector se oprime conjuntamente con la horquilla de cambio hacia la izquierda. La geometría de rampa del elemento de encastre favorece el desplazamiento del eje selector. La marcha queda conectada.

Eje selector con elemento de encastre y horquilla de cambio al conectar la marcha

Presión de aceite s538_044

Cilindro sin presión

Cilindro sin presión

La operación hidráulica de la conexión de la marcha queda concluida. La presión de los cilindros se neutraliza. El elemento de encastre y la despulla del piñón móvil mantienen al desplazable en posición. La marcha se mantiene conectada.

Eje selector con elemento de encastre y horquilla de cambio en posición de marcha conectada s538_078

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Cambio manual Sincronización simple Los anillos sincronizadores de las marchas adelante y de la marcha atrás tienen un recubrimiento de carbono. El material carbono se puede exponer a altas cargas mecánicas y térmicas sin que se dañe. El empleo de carbono hace posible que por primera vez todas las marchas tengan una sincronización simple.

Piñón móvil

Horquilla de cambio Piñón móvil Desplazable Cuerpo acoplador Horquilla de cambio Desplazable Piñón móvil

Árbol secundario

s538_098 Anillo sincronizador con recubrimiento de carbono Sincronizador Anillo sincronizador con recubrimiento de carbono

Sincronizador Anillo sincronizador con recubrimiento de carbono

Anillo de seguridad

Horquilla de cambio Sincronizador Elementos de bloqueo Anillo de seguridad

Anillo sincronizador con recubrimiento de carbono

Anillo sincronizador con recubrimiento de carbono

Desplazable Elemento de bloqueo

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s538_096

Acción conjunta de los embragues

K0

Propulsión Máquina eléctrica

El vehículo circula en el modo netamente eléctrico El embrague desacoplador K0 está abierto. La máquina eléctrica trabaja como motor y propulsa el vehículo. El motor de combustión está apagado y va desacoplado de la transmisión.

s538_030

Propulsión con el motor de combustión

El vehículo circula con el motor de combustión El embrague desacoplador K0 está cerrado. El motor de combustión propulsa el vehículo y la máquina eléctrica se puede utilizar como alternador en función de las necesidades.

s538_028

Propulsión Máquina eléctrica Propulsión con el motor de combustión

El vehículo circula con la máquina eléctrica y el motor de combustión (impulso boost) El embrague desacoplador K0 está cerrado. El motor de combustión propulsa el vehículo conjuntamente con la máquina eléctrica. En el modo de impulso boost la máquina eléctrica apoya al motor de combustión para entregar el par máximo posible.

s538_029

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Cambio manual Flujos de la fuerza de las marchas En las presentaciones siguientes se muestra la operatividad con el motor de combustión. Esto significa que la fuerza motriz se transmite a través del embrague desacoplador K0. Los flujos de la fuerza dentro del cambio son idénticos en los modos eléctrico y de impulso boost.

Flujo de la fuerza en 1ª marcha El par de tracción se transmite a través del embrague de propulsión K1 cerrado hacia el árbol primario 1 (AW1). El piñón intermedio del árbol primario 1 engrana con el piñón móvil de la 1ª marcha del árbol secundario 1 (TW1). El sincronizador comunica el piñón móvil de 1ª marcha con el árbol secundario 1. A través del cabezal secundario flotante (TK1) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

1a marcha

TK1

K1

TW1 AW1

s538_004 AG

Flujo de la fuerza en 2ª marcha El par de tracción se transmite a través del embrague de propulsión K2 cerrado hacia el árbol primario 2 (AW2). El piñón pequeño del árbol primario 2 engrana con el piñón móvil de la 2ª marcha del árbol secundario 2 (TW2). El sincronizador comunica el piñón móvil de 2ª marcha con el árbol secundario 2. A través del cabezal secundario flotante (TK2) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

K2

AW2

TK2 TW2

2ª marcha

s538_005 AG

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Flujo de la fuerza en 3ª marcha K1

El par de tracción se transmite a través del embrague K1 cerrado hacia el árbol primario 1 (AW1). El piñón delantero del árbol primario 1 engrana con el piñón móvil de la 3ª marcha del árbol secundario 2 (TW2). El sincronizador comunica el piñón móvil de 3ª marcha con el árbol secundario 2. A través del cabezal secundario flotante (TK2) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

AW1

TK2

TW2

3ª marcha

s538_006 AG

Flujo de la fuerza en 4ª marcha 4ª TK1

K2

TW1 AW2

El par de tracción se transmite a través del embrague K2 cerrado hacia el árbol primario 2 (AW2). El piñón grande del árbol primario 2 engrana con el piñón móvil de la 4ª marcha del árbol secundario 1 (TW1). El sincronizador comunica el piñón móvil de la 4ª marcha con el árbol secundario 1. A través del cabezal secundario flotante (TK1) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

s538_007 AG

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Cambio manual

Flujo de la fuerza en 5ª marcha El par de tracción se transmite a través del embrague K1 cerrado hacia el árbol primario 1 (AW1). El piñón trasero del árbol primario 1 engrana con el piñón móvil de la 5ª marcha del árbol secundario 2 (TW2). El sincronizador comunica el piñón móvil de 5ª marcha con el árbol secundario 2. A través del cabezal secundario flotante (TK2) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

K1

AW1

TK2

TW2

5ª marcha

s538_008 AG

Flujo de la fuerza en 6ª marcha El par de tracción se transmite a través del embrague K2 cerrado hacia el árbol primario 2 (AW2). El piñón grande del árbol primario 2 engrana con el piñón móvil de la 6ª marcha del árbol secundario 2 (TW2). El sincronizador comunica el piñón móvil de 6ª marcha con el árbol secundario 2. A través del cabezal secundario flotante (TK2) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

K2

AW2

TK2

TW2

6ª marcha

s538_009 AG

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Flujo de la fuerza en la marcha atrás Marcha atrás TK1

K2

TW1 AW2

TW2

2ª marcha

El par de tracción se transmite a través del embrague K2 cerrado hacia el árbol primario 2 (AW2). El piñón pequeño del árbol primario 2 engrana con el piñón móvil de la 2ª marcha del árbol secundario 2 (TW2). El piñón móvil de la 2ª marcha engrana con el piñón móvil de la marcha atrás en el árbol secundario 1 (TW1). De ahí resulta la inversión del sentido de giro. Esto permite renunciar a un árbol secundario adicional. El sincronizador comunica al piñón móvil de la marcha atrás con el árbol secundario 1. A través del cabezal secundario flotante (TK1) el par de salida pasa al diferencial (AG) y, a través de éste, hacia las ruedas motrices.

s538_010 AG

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Unidad mecatrónica Cuadro sinóptico de la estructura La unidad mecatrónica va instalada en el cambio y solo se encuentra separada de la caja de engranajes por medio de un mamparo. Los pasos hacia la caja de engranajes para los sensores de recorrido y régimen van sellados. La unidad mecatrónica va alojada en el aceite para engranajes. Esto se traduce en unos tiempos de respuesta más rápidos y una menor sonoridad de trabajo. El intercambio del aceite entre la unidad mecatrónica y la caja de engranajes se establece a través de un taladro de rebose.

Unidad mecatrónica

Motor para la bomba hidráulica

Taladro de rebose de aceite

Doble bomba de engranajes s538_100 Carcasa del cambio

Destacados en verde: Sensores para captar las posiciones de mando de los ejes selectores y los regímenes de los árboles primarios.

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Bomba de aceite El motor para bomba hidráulica V401 es un motor de corriente continua sin escobillas. Impulsa dos bombas de engranajes conjuntamente a través de un árbol. Al abrir la puerta del conductor se pone en marcha el motor y se genera la presión del aceite. El motor trabaja continuamente durante la marcha del vehículo, excepto cuando la palanca selectora se encuentra en las posiciones P o N. El régimen mínimo es de 450 rpm. Las diferentes cargas que intervienen en la caja de engranajes y en los embragues determinan el caudal impelido de aceite de lubricación y refrigeración e influyen en el régimen del motor.

Bomba de engranajes 1 (baja presión) Bomba de engranajes 2 (alta presión)

Carcasa de la bomba

Tubo de unión

s538_101 Motor para la bomba hidráulica

Cartucho del filtro

Carcasa del filtro de aspiración

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Unidad mecatrónica Válvulas En la unidad mecatrónica hay válvulas electromagnéticas proporcionales. La unidad mecatrónica gestiona las válvulas mediante una señal modulada por ancho de pulso (PWM). La duración del tiempo de conexión en la bobina electromagnética determina la intensidad del campo magnético y, con ésta, el recorrido del inducido. Por el movimiento del inducido se desplaza el émbolo y acciona la válvula de forma proporcional a la señal PWM aplicada. Esta excitación permite regular el caudal del aceite en función de las necesidades.

Bobina electromagnética Inducido Émbolo

s538_093 Bobina electromagnética

Unidad de válvulas de la unidad mecatrónica con cuatro válvulas electromagnéticas proporcionales

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La conexión de una marcha se desarrolla en las siguientes fases dentro del cambio de doble embrague: - La unidad mecatrónica excita eléctricamente la válvula reguladora de presión de la transmisión parcial que corresponde. - A través de la válvula reguladora de presión abierta, de la transmisión parcial, el aceite para engranajes pasa hacia las válvulas de los actuadores de cambio y hacia la válvula de embrague. - Excitada eléctricamente, la válvula del actuador de cambio abre y el aceite para engranajes pasa por el conducto de alimentación. - El aceite para engranajes ejerce presión sobre un cilindro hidráulico del eje selector. - El eje selector se desplaza axialmente. - La horquilla de cambio empuja al desplazable sobre el piñón móvil.

La marcha queda conectada.

Unidad mecatrónica Alimentación de aceite procedente de la unidad mecatrónica para el accionamiento del eje selector

Alimentación de aceite procedente de la unidad mecatrónica para el accionamiento del eje selector

Eje selector Horquilla de cambio

Cilindro hidráulico en el eje selector

s538_067 Carcasa del cambio

Placa de cojinetes

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Unidad mecatrónica Sensores y actuadores En la unidad mecatrónica se instalan numerosos sensores y válvulas electromagnéticas, que gestionan y vigilan las operaciones de cambio de las marchas. Conexión eléctrica

N89

N218

N91

N371

N92 G487 N216 G490 N215 G612 N90

N88 G488

N93 N233

G632

Unidad de válvulas 1

Acumulador de presión

G489 V401

Sensores de presión integrados con tubito de entrega de presión Filtro de aspiración

Sensores Actuadores

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Sensores (representados en verde)

Unidad de válvulas 2 Tubo de retorno de aceite

G487

Sensor de recorrido 1 del actuador de cambio

G488

Sensor de recorrido 2 del actuador de cambio

G489

Sensor de recorrido 3 del actuador de cambio

G490

Sensor de recorrido 4 del actuador de cambio

G612

Sensor 2 del régimen de entrada al cambio (árbol primario 2)

G632

Sensor 1 del régimen de entrada al cambio (árbol primario 1)

Los tres sensores indicados a continuación van integrados en la unidad mecatrónica y no son visibles por fuera:

Lubricación árboles secundarios

G270

Sensor de la presión hidráulica del cambio, (mide la presión en el acumulador de alta presión)

G617

Sensor 1 de recorrido del embrague, (sensor de presión; mide la presión en el émbolo del embrague K1)

G618

Sensor 2 de recorrido del embrague, (sensor de presión; mide la presión en el émbolo del embrague K2)

Actuadores (representados en azul) N88

Electroválvula 1, (acciona el actuador de cambio de la 1ª marcha y N)

N89

Electroválvula 2, (acciona el actuador de cambio de 6ª y 2ª marchas)

N90

Electroválvula 3, (acciona el actuador de cambio de 5ª y 3ª marchas)

N91

Electroválvula 4, (acciona el actuador de cambio de 4ª marcha y marcha atrás)

N92

Electroválvula 5, (regula la cantidad de aceite de refrigeración para los embragues de propulsión K1 y K2)

N93

Electroválvula 6, (posibilita el llenado y vaciado controlados del acumulador de presión)

N215

Válvula reguladora de presión 1 del cambio automático, (acciona el embrague de propulsión K1)

N216

Válvula reguladora de presión 2 del cambio automático, (acciona el embrague de propulsión K2)

N218

Válvula reguladora de presión 4 del cambio automático, (acciona el embrague desacoplador K0)

N233

Válvula reguladora de presión 5 del cambio automático, (válvula de seguridad 1 para la transmisión parcial 1)

N371

Válvula reguladora de presión 6 del cambio automático, (válvula de seguridad 1 para la transmisión parcial 2)

V401

Motor para la bomba hidráulica

Placa de cojinetes

s538_102

29

Unidad mecatrónica Circuito de aceite En este capítulo nos dedicamos detalladamente al circuito de aceite de la unidad mecatrónica. Para facilitar la interpretación del esquema hidráulico simplificado, los componentes destacados en esta página doble se asignan a los elementos del esquema hidráulico.

Lubricación – caja de engranajes

Radiador de aceite

Doble bomba de engranajes con filtro de aceite Transmisión parcial 1

Transmisión parcial 1

30

Embrague de propulsión K1

Refrigeración K0, K1, K2

Tracción E Acumulador de presión

Embrague desacoplador K0 Transmisión parcial 2

Transmisión parcial 2

Embrague de propulsión K2

s538_095

31

Unidad mecatrónica Cuadro sinóptico del circuito de aceite En la unidad mecatrónica se encuentran dos circuitos de aceite: - el circuito de aceite de baja presión, que se modula a 1,5 bares, y - el circuito de aceite de alta presión, que posee una presión del sistema de 43-53 bares.

Leyenda Sensor Actuador Circuito de aceite de baja presión Circuito de aceite de alta presión

32

El circuito de aceite de baja presión se alimenta a partir del depósito colector de aceite en la caja de engranajes. El circuito de aceite de alta presión se alimenta a partir del depósito colector de aceite de la unidad mecatrónica. Mediante un intercambio de los aceites entre la unidad mecatrónica y la caja de engranajes siempre se refrigera y filtra la total cantidad de aceite. Válvula de 2/2 vías, accionada eléctricamente Válvula de 4/3 vías, accionada eléctricamente Válvula de 3/3 vías, accionada eléctricamente Válvula de 4/4 vías, accionada eléctricamente Válvula de 2/2 vías, accionada hidráulicamente Válvula de 2/3 vías, accionada hidráulicamente Filtro con protector de sobrecarga Radiador Válvula de retención, sometida a fuerza de un muelle Estrangulador Sensor de presión Sensor de posición con imán permanente Doble bomba hidráulica, accionada eléctricamente Acumulador de presión

Eje selector con horquilla de cambio s538_052, 052a - 052r Embrague, abierto

Embrague, cerrado

33

Unidad mecatrónica Circuito de aceite de baja presión El circuito de aceite de baja presión lubrica la caja de engranajes y refrigera los embragues K0, K1 y K2. La electroválvula N92 y tres válvulas con accionamiento hidráulico regulan el circuito de aceite. El aceite para engranajes aspirado recorre un radiador y un filtro de aceite, antes de pasar a la caja de engranajes y a los embragues.

s538_056

Leyenda N92

Electroválvula 5

V401

Motor para la bomba hidráulica

1

34

Válvula de 2/2 vías, accionada hidráulicamente, (regula la presión de lubricación a 1,5 bares)

6

Refrigeración – embrague desacoplador K0

7

Refrigeración – embrague de propulsión K1

8

Refrigeración – embrague de propulsión K2

9

Lubricación – caja de engranajes

Depósito colector de aceite – unidad mecatrónica

2

Depósito colector de aceite – carcasa del cambio

3

Válvula de 2/3 vías, accionada hidráulicamente, (abre y cierra la alimentación de aceite de refrigeración para K0)

4

5

Válvula de 2/2 vías, accionada hidráulicamente, (asegura el funcionamiento de emergencia si se obstruye el trayecto de refrigeración y filtración)

Prealimentación – circuito de aceite de baja presión Retorno – circuito de aceite de baja presión

Refrigeración de los embragues de propulsión La refrigeración de los embragues de propulsión K1 y K2 se lleva a cabo a través de la electroválvula N92 sin accionar. Si no se necesita aceite de refrigeración o solamente una cantidad reducida, se excita eléctricamente la electroválvula N92. La válvula cierra y se reduce el volumen de aceite que va hacia los embragues.

s538_082

Regulación de la baja presión También se reduce el volumen de aceite en la tubería de control (a) que va de los embragues de propulsión hacia la válvula de 2/2 vías accionada por presión. El volumen de aceite y la fuerza del muelle ya no son suficientes para mantener cerrada la válvula. Abre impulsada por la presión del aceite (b) que se encuentra aplicada en una segunda tubería de control hacia la alimentación. El aceite vuelve al depósito colector. Por la interacción de ambas válvulas se regula el circuito de aceite de baja presión.

s538_083 a

b

Válvula de 2/2 vías

35

Unidad mecatrónica

Trayecto de refrigeración y filtración obstruido Si no es posible impeler aceite para engranajes a través del filtro, la presión del aceite aumenta en el conducto de alimentación entre la bomba y el filtro. La mayor presión del aceite se genera ante la válvula de 2/2 vías accionada por presión y la tubería de control. La válvula abre en contra de la fuerza del muelle. La refrigeración y lubricación de los componentes sigue dada. Válvula de 2/2 vías

s538_084

Refrigeración de K0

Válvula de 2/3 vías

Tubería de control

Activación de la refrigeración para el embrague desacoplador K0 La válvula reguladora de presión N218 se excita eléctricamente y abre el paso para cerrar con ello el embrague desacoplador K0. El volumen de aceite pasa al embrague desacoplador y empieza a cerrarlo. Durante esta operación los discos del embrague friccionan uno contra otro generando calor. Al mismo tiempo fluye aceite para engranajes a través de la tubería de control hacia la válvula de 2/3 vías accionada por presión. La válvula abre y el aceite para engranajes adicional refrigera el embrague K0.

s538_085 El aceite del circuito de alta presión acciona la válvula de 2/3 vías cuando K0 cierra.

36

Si el volumen de aceite sigue aumentando, se cierra por completo el embrague K0. Los discos dejan de friccionarse. La válvula de 2/3 vías vuelve a cerrar, obedeciendo a la presión que va en aumento.

Refrigeración de K0

Tubería de control

Válvula de 2/3 vías

s538_086 La presión en aumento, en la tubería de control, cierra la válvula de 2/3 vías cuando K0 está cerrado por completo.

37

Unidad mecatrónica Circuito de aceite de alta presión

s538_081

En el circuito de aceite de alta presión se encuentran diversas electroválvulas. La unidad mecatrónica excita eléctricamente las válvulas y el aceite para engranajes fluye hacia los ejes selectores y los embragues. Un acumulador de presión establece la alimentación de aceite constante. El sensor de la presión hidráulica del cambio G270 en el acumulador de presión informa a la unidad mecatrónica acerca de la presión que tiene el aceite en el circuito de alta. Basándose en la magnitud de la presión del aceite, la unidad mecatrónica decide sobre la posición de regulación a la que se tiene que llevar la electroválvula N93. Los dos sensores de presión (sensor 1 de recorrido del embrague G617 y sensor 2 G618) informan a la unidad mecatrónica acerca de la presión del aceite en los embragues de propulsión. Estos valores de medición se necesitan para una interacción confortable de los embragues.

Leyenda

38

G270

Sensor de la presión hidráulica del cambio

N91

Electroválvula 4

G487

Sensor de recorrido 1 del actuador de cambio

N93

Electroválvula 6

G488

Sensor de recorrido 2 del actuador de cambio

N215

Válvula reguladora de presión 1 del cambio automático

G489

Sensor de recorrido 3 del actuador de cambio

N216

Válvula reguladora de presión 2 del cambio automático

G490

Sensor de recorrido 4 del actuador de cambio

N218

Válvula reguladora de presión 4 del cambio automático

G617

Sensor 1 de recorrido del embrague

N233

Válvula reguladora de presión 5 del cambio automático

G618

Sensor 2 de recorrido del embrague

N371

Válvula reguladora de presión 6 del cambio automático

N88

Electroválvula 1

V401

Motor para la bomba hidráulica

N89

Electroválvula 2

N90

Electroválvula 3

Alimentación – circuito de aceite de alta presión Retorno – circuito de aceite de alta presión

Concepto de "recirculación" La unidad mecatrónica excita la electroválvula N93 para regular la presión en el circuito de aceite de alta presión. La válvula se desplaza a la posición media. El aceite aspirado del depósito colector en la unidad mecatrónica se impele y filtra en recirculación.

s538_055

Descargar el aceite para engranajes La descarga total del aceite para engranajes únicamente se puede llevar a cabo con el equipo de diagnosis de vehículos. El equipo de diagnosis excita la electroválvula N93. La válvula se desplaza a la posición de "descarga". El aceite se vuelve a impeler en recirculación y el circuito de alta presión se vacía.

Observe a este respecto las indicaciones proporcionadas en ELSA.

s538_054

39

Resumen Secuencias de la operación de cambio Arrancada Para una mejor comprensión de las secuencias que se desarrollan en la unidad mecatrónica, se explican primeramente a continuación las operaciones de cambio durante la fase de arrancada. En este contexto se describen los pasos desde que se abre la puerta del conductor hasta la marcha del vehículo en circulación. Condiciones para el arranque en el vehículo: El vehículo aparcado con la palanca selectora en la posición "P" siempre tiene engranadas la 1ª marcha y la marcha atrás. Se recorren los siguientes pasos: 1. Con la apertura de la puerta del conductor se excita el motor para bomba hidráulica V401. Ambas bombas de engranajes inician la generación de presión y posibilitan una rápida disposición para circular. El sensor de presión G270 transmite la presión del sistema a la unidad mecatrónica. 2. El conductor arranca el motor del vehículo y selecciona la posición "D".

3. La unidad mecatrónica identifica la posición de la palanca selectora.

4. La unidad de control del motor capta el deseo que el conductor expresa a través de la posición del pedal del acelerador. 5. Para cerrar el embrague de propulsión K1 se excitan eléctricamente las válvulas N233 y N215.

6. La transmisión parcial se carga con volumen de aceite y el embrague se aprieta.

7. El sensor de presión G617 transmite la señal correspondiente a la magnitud de la presión del aceite que está aplicada al embrague. 8. Por intervención del embrague de propulsión K1 cerrado y la 1ª marcha conectada el vehículo se pone en movimiento.

Si ocurre un fallo en la transmisión parcial 1, se interrumpe la corriente para la válvula N233 y si ocurre un fallo en la transmisión parcial 2, se interrumpe para la válvula N371. De esta forma se desactiva la transmisión parcial afectada. El vehículo sigue en condiciones de circular utilizando la otra transmisión parcial.

40

s538_103

Refrigeración K0 activa

Leyenda G270

Sensor de la presión hidráulica del cambio

G487

Sensor de recorrido 1 del actuador de cambio

G617

Sensor 1 de recorrido del embrague

N88

Electroválvula 1

N92

Electroválvula 5

N215

Válvula reguladora de presión 1 del cambio automático

V401

Motor para la bomba hidráulica Prealimentación – circuito de aceite de baja presión Retorno – circuito de aceite de baja presión Alimentación – circuito de aceite de alta presión Retorno – circuito de aceite de alta presión

N233

Válvula reguladora de presión 5 del cambio automático

N371

Válvula reguladora de presión 4 del cambio automático

Sensores Actuadores

41

Resumen

Marcha del vehículo con el motor de combustión estando cerrado el embrague desacoplador K0 La unidad mecatrónica inicia las secuencias siguientes para cerrar el embrague desacoplador K0:

1. La válvula N218 se excita eléctricamente. Abre y conduce el volumen de aceite hacia el embrague desacoplador K0. 2. El embrague desacoplador K0 empieza a cerrar y los discos friccionan uno contra otro. Esto genera calor. 3. La presión del aceite pasa al mismo tiempo del embrague desacoplador K0, a través de la tubería de control, hacia la válvula de 2/3 vías (a). 4. La válvula abre y deja pasar aceite de refrigeración adicional hacia el embrague desacoplador K0. 5. Si aumenta la presión del aceite en el embrague desacoplador, éste cierra por completo. Deja de existir una mayor necesidad de refrigeración. La válvula de 2/3 vías (a) vuelve a cerrar, obedeciendo a la mayor presión del aceite.

42

Refrigeración K0 activa Refrigeración K1 activa

s538_104

Tubería de control

Leyenda G270

Sensor de la presión hidráulica del cambio

G487

Sensor de recorrido 1 del actuador de cambio

G617

Sensor 1 de recorrido del embrague

N88

Electroválvula 1

N92

Electroválvula 5

N215

Válvula reguladora de presión 1 del cambio automático

N218

Válvula reguladora de presión 4 del cambio automático

N233

Válvula reguladora de presión 5 del cambio automático

V401

Motor para la bomba hidráulica

a

Válvula de 2/3 vías, accionada por presión

Prealimentación – circuito de aceite de baja presión Retorno – circuito de aceite de baja presión Alimentación – circuito de aceite de alta presión Retorno – circuito de aceite de alta presión Sensores Actuadores

43

Servicio Ajuste básico El ajuste básico se lleva a cabo con el equipo de diagnosis de vehículos, en cinco fases. Fase 1 Se genera la presión de aceite necesaria. El motor de combustión arranca y todas las marchas se ponen en posición neutral. Fase 2 Se autoadaptan los recorridos de los actuadores de cambio para las posiciones de sincronización de las diferentes marchas y el punto de rozamiento de los embragues de propulsión K1 y K2. Fase 3 Se autoadaptan los recorridos de los actuadores de cambio para las posiciones neutrales de las diferentes marchas. Fase 4 Se autoadaptan los recorridos de los actuadores de cambio para las posiciones finales de las diferentes marchas. Fase 5 El motor de combustión se apaga y se autoadapta el punto de rozamiento del embrague desacoplador K0.

El ajuste básico es solo una primera calibración de los componentes del cambio y sirve como valor inicial para la autoadaptación durante la marcha. Después del ajuste básico puede surgir un comportamiento dinámico incómodo. Por ello es preciso llevar a cabo a continuación un recorrido de prueba. Después del ajuste básico se realiza, aproximadamente una vez por minuto, en el modo operativo "Hybrid" una autoadaptación de K0, hasta que el punto de rozamiento del embrague K0 haya quedado autoadaptado con éxito quince veces. Después de ello se prolonga el intervalo de autoadaptación a ocho minutos.

44

Cambio de aceite Para cambiar el aceite en el cambio de doble embrague 0DD se tiene que utilizar el equipo de diagnosis de vehículos. Con el equipo de diagnosis de vehículos se excita la electroválvula N93 (válvula de llenado del acumulador) y se vacía el circuito de aceite de alta presión. Adicionalmente se desactiva el motor para bomba hidráulica V401. Esto sucede para proteger la bomba de alta presión contra el funcionamiento en seco después de haber descargado el aceite para engranajes. Después de la carga del aceite para engranajes se reactiva el motor V401. Al verificar el nivel del aceite la doble bomba de engranajes marcha durante varios minutos y recircula con ello el aceite para engranajes. De esta forma se tiene la certeza de que son correctos los niveles de aceite en la caja de engranajes y en la unidad mecatrónica. El nivel de aceite se comprueba por medio del tornillo de control con el tubo de rebose. Después del control del nivel de aceite se vuelve a cargar el acumulador de alta presión.

El nivel de aceite desciende por la medida descrita. Tenga en cuenta para ello las indicaciones proporcionadas en ELSA.

45

Ponga a prueba sus conocimientos ¿Qué respuesta es correcta? Entre las respuestas indicadas puede haber una o varias respuestas correctas.

46

1.

¿Qué se debe tener en cuenta para la descarga del aceite para engranajes?

❒

a) Todo el aceite se puede descargar, como siempre, abriendo el tornillo de descarga.

❒

b) Al descargar todo el aceite para engranajes se tiene que excitar la electroválvula N93 con el equipo de diagnosis de vehículos.

❒

c) La válvula reguladora de presión 1 del cambio automático N215 se ajusta sobre "Apertura" y el aceite se puede descargar.

2.

¿Cómo están sincronizadas las seis marchas adelante y la marcha atrás?

❒

a) Todas disponen de una sincronización simple.

❒

b) Únicamente la marcha atrás dispone de una sincronización simple.

❒

c) La 1ª hasta la 3ª marchas disponen de una sincronización doble; todas las demás marchas tienen sincronización simple.

3.

¿Qué afirmación es correcta acerca de los embragues?

❒

a) Todos los embragues trabajan en aceite para engranajes.

❒

b) Los embragues de propulsión trabajan en aceite para engranajes, mientras que el embrague desacoplador K0 es un embrague seco.

❒

c) Todos los embragues se encuentran en el módulo híbrido.

4.

¿Qué afirmación es correcta sobre el embrague desacoplador K0?

❒

a) Comunica al motor de combustión con la máquina eléctrica.

❒

b) Estando abierto el embrague desacoplador K0 el vehículo se impulsa con el motor de combustión.

❒

c) Estando cerrado el embrague desacoplador K0 solamente se puede impulsar el vehículo con la máquina eléctrica.

5.

¿Qué hay que tener en cuenta después de un ajuste básico?

❒

a) Después del ajuste básico se puede entregar inmediatamente el vehículo al cliente, porque ahora todas las operaciones de cambio y embragado se encuentran concertadas a la perfección.

❒

b) Después del ajuste básico hay que realizar un recorrido de prueba.

❒

c) No es necesario un ajuste básico.

Solución: 1. b); 2. a); 3. a), c); 4. a); 5. b)

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