Introdução ao sistema de transmissão automática nos veículos híbridos

Alguns veículos, presentes no mercado hoje, possuem tecnologia de propulsão híbrida, ou seja, são acionados por um motor a combustão interna, e também por um motor elétrico, para atender as normas cada vez mais rígidas de redução de emissões de poluentes.

O Ford Fusion Hybrid e também o Toyota Prius, por exemplo, já estão em nossas ruas e, logo mais estarão presentes nas oficinas especializadas em reparo de transmissões. Hoje se faz necessário ao técnico reparador deste tipo de equipamento, começar a tomar conhecimento desta tecnologia para atender à demanda no futuro próximo.

Não somente isto, mas o reparo deste tipo de equipamento também exige alguns cuidados especiais para que a segurança do técnico, e demais envolvidos, não seja comprometida. A reparação da transmissão de veículos híbridos exige certos conhecimentos, por parte do técnico, antes de ser executada. Este assunto será tratado em detalhes na próxima edição do jornal.

Primeiro vamos estudar como funciona uma transmissão híbrida em seus componentes principais:

Vamos tomar como exemplo uma SUV (sigla para Veículo Utilitário Esportivo, em inglês), da GM, lançado em 2008, com tecnologia híbrida a fim de conhecer seus componentes, comuns à maioria dos sistemas.

A transmissão híbrida, conhecida como transmissão dual-mode da linha GM, é conhecida como 2ML70, tendo sido lançada na Yukon e Silverado, e hoje é utilizada também em alguns veículos BMW e DODGE. O projeto dual-mode oferece várias vantagens sobre as transmissões automáticas convencionais, incluindo um ganho substancial de desempenho, economia de combustível e redução significativa em emissões de poluentes. A melhoria do consumo de combustível chega à casa dos 25% a 40%.

Adicionalmente as funções normais de uma transmissão, a transmissão 2ML70 também elimina a necessidade de um alternador e de um motor de partida, comumente utilizados em outros veículos.

ESPECIFICAÇÕES:

• Tipo: Transmissão Dual mode híbrida continuamente variável elétrica; Quatro relações de marcha fixas; Dois motores elétricos fornecendo relações infinitas de marcha, com capacidade operacional, com motor ligado ou desligado. (figura 1)

• Relações de marcha

1ª – 3,69:1

2ª – 1,70:1

3ª – 1,00:1

4ª – 0,73:1

EVT n 1 – De infinito até 1,70:1

EVT n 2 – de 1,70 a 0,50:1

Marcha a Ré : de Infinito até 1,70:1

• Torque máximo suportado no eixo de entrada: 515 Nm;

• Máxima potência admissível do motor: 369 hp;

• Dois motores elétricos acionadores de 65 kW cada, enrolamento em estrela, três fases, 300 volts de alimentação, imã permanente (figura 2);

• Arrefecimento dos motores elétricos através da circulação por fluido do sistema de arrefecimento;

• Torque de cada motor: 320 Nm;

• Bateria principal de 300 volts, 40 células, níquel-metal, híbrida, localizada sob o banco traseiro;

• Três conjuntos planetários;

• Quatro embreagens de discos múltiplos;

• Dois solenoides de mudança, tipo liga/desliga;

• Seis solenoides de controle, tipo operados por pulsos (PWM);

• Um módulo de controle BOSCH de 32 bits, montado dentro da transmissão, no corpo de válvulas (chamado de conjunto de válvulas de controle, ou unidade mecatrônica). O TCM incorpora os solenoides, interruptores de pressão, sensor de temperatura do fluido da transmissão, sendo este conjunto fixado ao corpo de válvulas através de seis parafusos;

• Sensor de rotação de saída da transmissão (dois sensores de efeito hall na mesma carcaça), capazes de enviar tanto o sinal de saída de rotação (rpm), quanto a direção de rotação do eixo de saída;

• Seleção de marchas pelo circuito eletrônico (não possui válvula manual);

• Sensor de posição da alavanca seletora de marchas incorporado (IMS);

• Bomba de óleo de palhetas (rotor triplo);

• Bomba auxiliar elétrica de fluido, de 12 volts;

• Carcaça de alumínio fundido de três peças.

• Peso aproximado da transmissão 170 kg;

• Fluido recomendado: DEXRON VI;

• Capacidade de fluido: 10,88 litros na troca;

12,30 litros na reforma;

• Amortecedor de torque de 347 mm (não utiliza conversor de torque convencional);

• Tomadas de pressão: Linha e bomba auxiliar;

• Fabricante: GENERAL MOTORS POWER TRAIN, Estados Unidos da América;

COMPONENTES E FUNÇÕES

O sistema dual mode necessita de vários módulos de controle e subsistemas, para uma perfeita operação, incluindo:

Módulo de Controle do Gerador dos Motores Acionadores (MCGMA) – O MCGMA também contém o módulo de alimentação de acessórios, e o módulo de alimentação do inversor, construídos como um só conjunto. O arrefecimento do conjunto é obtido por um sistema de arrefecimento separado.

Este sistema de resfriamento dos módulos necessita de um fluido especial chamado Dexcool, e se serve de um trocador de calor montado na parte frontal do veículo, utilizando uma bomba de arrefecimento elétrica.

O módulo de controle dos motores acionadores está conectado aos polos da bateria dos motores elétricos. O sistema de alta tensão é controlado por um relé contator de alta corrente, montado no conjunto da bateria do gerador para os motores acionadores.

Módulo do Inversor de Alimentação (MIA): converte a alta tensão de corrente contínua, para corrente alternada de 300 volts trifásica. Seis cabos blindados de alta tensão conectam o MIA aos dois motores elétricos acionadores montados na transmissão. Os cabos de alta tensão possuem cor laranja, para facilitar sua identificação.

O MIA também possui em seu interior o Módulo Híbrido de Controle do Trem de Força (HPCM), e dois módulos de controle dos motores (MCM). O MIA, HPCM e os MCMs, podem ser reprogramados.

Como este assunto é muito extenso, dividiremos esta matéria em três partes (edições de julho, agosto e setembro de 2012), onde continuaremos estudando o princípio de funcionamento das transmissões híbridas e seus principais componentes.

Até lá e tenham todos um ótimo mês de trabalho.