Componenti principali del cambio

INFORMAZIONI GENERALI

Trasmissione HYDRA-MATIC 4T40E

Convertitore di coppia

Schema del flusso del fluido di lavoro nel convertitore di coppia (senza statore)

Statore assemblato con freno a rulli a ruota libera

Schema del flusso del fluido di lavoro nel convertitore di coppia con statore fermo

Schema del flusso del fluido di lavoro nel convertitore di coppia con statore libero di ruotare

Il cambio automatico comprende tre componenti principali: treno epicicloidale,

convertitore di coppia e sistema idraulico di controllo.

Il convertitore di coppia (CC) svolge due funzioni principali: trasmette in modo graduale

la coppia dal motore alla trasmissione e aumenta il valore della coppia all'aumentare del carico.

la coppia all'aumentare del carico..

Il CC è composto da tre componenti principali: girante della pompa (elemento motore), turbina

(elemento condotto) e statore (elemento reattore). La girante della pompa è

saldata al mantello del CC. Lo spazio anulare all'interno del mantello del CC è riempito con

fluido di lavoro (olio della trasmissione). Il mantello del CC è fissato con bulloni al disco dentato, che serve per l'ingranamento con il pignone del motorino di avviamento. Il disco è montato direttamente sull'albero motore. Quindi la girante della pompa del CC è rigidamente collegata all'albero motore e ruota sempre alla stessa

velocità dell'albero motore.

Con il motore in funzione, la girante della pompa lavora come una pompa centrifuga, costringendo

il fluido di lavoro (olio) a muoversi dal centro verso la periferia della girante, tra le sue

pale. Contemporaneamente il fluido di lavoro acquisisce una velocità periferica

diretta in senso orario. All'uscita dei canali interpale della girante della pompa il fluido di lavoro entra sulle pale della turbina. Grazie alla

forma speciale delle pale della turbina, il flusso del fluido di lavoro cambia direzione, esercitando una forza sulla girante della turbina e costringendola a

ruotare nello stesso senso della girante della pompa. Con il motore al minimo

l'energia trasmessa dalla girante della pompa al fluido di lavoro è ridotta, e

la coppia che si sviluppa sulla turbina è anch'essa ridotta. Con una marcia inserita e

il motore al minimo, il valore della coppia della turbina è insufficiente per mettere in movimento il veicolo. L'aumento dell'angolo di apertura della valvola a farfalla porta all'aumento della velocità di rotazione della girante della pompa, dell'energia cinetica del fluido di lavoro, delle forze idrodinamiche sulle pale della turbina e, di conseguenza, della coppia sull'albero di ingresso della trasmissione..

Il fluido di lavoro, trasmettendo energia alla girante della turbina, si muove nei canali interpale della turbina dalla periferia verso il centro e all'uscita dalla girante della turbina acquisisce una velocità periferica diretta in senso antiorario..

La coppia trasmessa dal motore alla girante della turbina nasce grazie a

la variazione di direzione del fluido di lavoro durante il passaggio nei canali interpale della turbina. Il valore della coppia dipende dalla variazione del momento della quantità di

moto del fluido di lavoro in ingresso e in uscita dalla girante della turbina. Per deviare il flusso del fluido di lavoro in uscita dalla girante della turbina e imprimergli una rotazione

in senso orario viene utilizzato lo statore, installato tra l'uscita della turbina e

l'ingresso della girante della pompa. Lo statore assicura l'ingresso senza urti del fluido di lavoro sulle pale della girante della pompa e un elevato rendimento della pompa..

La funzione dello statore è modificare la direzione della velocità periferica del fluido di lavoro.

del fluido che circola nel convertitore di coppia. Velocità periferica del fluido all'ingresso dello statore.

è diretta in senso antiorario. All'uscita dello statore il fluido di lavoro

acquisisce una velocità periferica diretta in senso orario e coincidente con il senso di rotazione della girante della pompa. Grazie all'azione dello statore, l'energia cinetica

del fluido di lavoro all'uscita della girante della pompa e la coppia sulla

girante della turbina aumentano. La coppia della turbina supera la coppia del motore..

Il flusso di fluido di lavoro che attraversa i canali palettati dello statore,

agisce sulla girante dello statore in senso antiorario e la blocca

ruota libera dello statore, che assicura l'immobilità dello statore in modalità di moltiplicazione della coppia..

Con pedale dell'acceleratore premuto a fondo e veicolo fermo, la coppia

sulla turbina del TC avrà il valore massimo, superiore alla coppia

del motore..

All'aumentare della velocità di rotazione della turbina del TC e con l'accelerazione del veicolo, la direzione del flusso di fluido in uscita dai canali della girante della turbina cambierà..

Per un determinato rapporto tra le velocità di rotazione delle giranti della pompa e della turbina

il senso della coppia agente sulle pale dello statore da parte del flusso di

fluido si inverte e la ruota libera sblocca lo statore. Lo statore ruoterà liberamente

senza influire sul flusso di fluido che circola nel convertitore di coppia. In

questa condizione il TC funziona in modalità di giunto idraulico, senza moltiplicazione della coppia.

motore. Le velocità di rotazione delle giranti della pompa e della turbina in questa modalità

differiscono di poco.

Ingranaggio planetario

L'ingranaggio planetario serve ad aumentare la coppia del motore. Il nome

"planetario" deriva dalle caratteristiche costruttive dell'ingranaggio, per il quale è tipico il

moto di trascinamento degli ingranaggi. Tutti gli ingranaggi del treno epicicloidale sono in

costante ingranamento, il che esclude l'innesto a urto delle marce, possibile quando gli ingranaggi vengono inseriti l'uno nell'altro. In ogni rapporto del treno epicicloidale

sono contemporaneamente in ingranamento più ingranaggi, che si ripartiscono il carico.

Ciò favorisce una maggiore resistenza e una minore massa del treno epicicloidale. Grazie alla disposizione coassiale dell'albero d'ingresso e di quello d'uscita, il treno epicicloidale è molto compatto..

Il gruppo epicicloidale è composto da ingranaggio solare, corona dentata con denti interni, portatreno e satelliti, che compiono moto relativo e di trascinamento..

Il treno epicicloidale può aumentare la coppia o la velocità di rotazione dell'albero di uscita,

dell'albero di uscita, invertirne il senso di rotazione e collegare rigidamente tra loro

(direttamente) l'albero d'ingresso e quello di uscita. Se l'ingranaggio funziona in

modalità di aumento della coppia, si dice che è inserita la marcia ridotta, poiché la velocità angolare dell'albero di uscita diminuisce rispetto a quella dell'albero d'ingresso. A velocità di rotazione costante dell'albero d'ingresso, la coppia e la velocità angolare dell'albero di uscita variano in proporzione inversa.

Marcia ridotta

La marcia ridotta si ottiene con il solare bloccato e la corona dentata motrice.

Quando la corona dentata ruota, i satelliti, rotolando sul solare fisso,

trascinano in rotazione il portatreno (elemento condotto del treno epicicloidale) con velocità ridotta.

Il portatreno ruota nello stesso senso della corona dentata.

Presa diretta

La presa diretta si ottiene con il collegamento rigido tra due qualsiasi elementi

del treno epicicloidale. In questo caso tutti gli elementi ruotano alla stessa velocità. I satelliti

restano fermi rispetto al portatreno, bloccando tra loro il solare

e la corona dentata.

Marcia accelerata Marcia accelerata (in alto) e retromarcia (in basso).

La marcia accelerata si ottiene con il solare bloccato e il portatreno motore.

Il portatreno ruota insieme ai satelliti, che rotolano sul solare fisso e trascinano in rotazione la corona dentata con velocità maggiore

della velocità del portatreno.

Retromarcia.

L'inversione del senso di rotazione dell'elemento motore si ottiene con il

portatreno bloccato. L'elemento motore può essere sia il solare sia la corona dentata.

Di conseguenza l'elemento condotto sarà la corona dentata o il solare. In questo caso

i satelliti ruotano attorno ad assi fissi e funzionano come ingranaggi intermedi. Indipendentemente da quale elemento sia motore (solare o corona dentata), l'elemento condotto del treno epicicloidale ruoterà in senso

opposto rispetto all'elemento motore.

Frizione di blocco del convertitore di coppia

Schema di funzionamento della frizione di blocco

Quando si innesta la frizione di blocco del TC, il disco della frizione si collega alla campana del TC e

la potenza del motore viene trasmessa direttamente all'albero della turbina. Il blocco

elimina lo slittamento del TC. Nel mozzo del disco della frizione di blocco è integrato un

smorzatore a molla che riduce i carichi dinamici nella trasmissione durante il blocco del TC. Lo smorzatore può effettuare spostamenti assiali e una rotazione relativa di 45 gradi.

Frizioni a dischi multipli

Schema di funzionamento della frizione a dischi multipli

Le frizioni a dischi multipli si innestano idraulicamente tramite cilindri anulari

di comando (servocilindri).

Ruote libere a camme

Camme e gabbia della ruota libera

Schema della ruota libera a camme

La ruota libera a camme consente all'elemento montato su di essa di ruotare

in un solo senso..

La ruota libera è composta da anello interno, gabbia esterna e camme con separatore..

La camma ha un profilo simmetrico speciale. Una delle dimensioni della sezione trasversale

della camma è maggiore e l'altra minore del gioco A tra anello interno e gabbia. Durante il rotolamento le camme si bloccano o si sbloccano a vicenda

con l'anello interno e la gabbia. Grazie a ciò è possibile la rotazione relativa dei componenti in un solo senso.