Aunque se hicieron varios intentos para diseñar una transmisión que seleccionara las marchas automáticamente, no fue hasta 1939 que los ingenieros de General Motors encontraron una solución satisfactoria; el dispositivo se llamó HydraMatic, y fue la primera transmisión de automóvil de pasajeros completamente automática en llegar a producción, y se vendieron alrededor de 25,000 Oldsmobiles equipados con ellos.
Casi veinticinco años después, en 1963, Earl A. Thompson, que había estado a cargo del grupo de ingenieros de GM que desarrolló el HydraMatic, recibió el Premio Sperry, en reconocimiento a “una contribución de ingeniería distinguida que, a través de la aplicación, demostró en servicio actual, ha avanzado el arte del transporte ya sea por tierra, mar o aire “.
Durante los siguientes 75 años, la transmisión automática (A / T) ganó otras cinco (o incluso seis) velocidades, se controló electrónicamente y se redujo de tamaño. Pero después de todos estos años, la A / T todavía depende de la presión de la línea hidráulica para funcionar.
La presión de la línea hidráulica controla el comportamiento de la transmisión automática
El cuerpo de la válvula es el centro de control de la transmisión automática. Contiene un laberinto de canales y pasajes que dirigen el fluido hidráulico a las numerosas válvulas que luego activan el paquete de embrague apropiado o el servo de banda para cambiar a la marcha correcta para cada condición de conducción sin problemas.
Cada una de las muchas válvulas en el cuerpo de la válvula tiene un propósito particular y se llama así por esa función. Por ejemplo, la válvula de cambio 2-3 activa el cambio ascendente de 2ª a 3ª, o la válvula de sincronización de cambio 3-2 que determina cuándo debe ocurrir un cambio descendente.
La válvula más importante es la válvula manual que está directamente conectada a la palanca de cambios y cubre y abre varios pasajes dependiendo de la posición en la que se coloque la palanca de cambios. Cuando está en Drive, por ejemplo, la válvula manual dirige el fluido al paquete de embrague (s) que activa la 1ª marcha. También está configurado para monitorear la velocidad del vehículo y la posición del acelerador para que pueda determinar el tiempo y la fuerza óptimos (Dependiendo de la carga y velocidad del motor) para el cambio 1 – 2.
En las transmisiones controladas por computadora, se instalan solenoides eléctricos en el cuerpo de la válvula que dirigen el fluido a los paquetes de embrague apropiados o bandas bajo el control de la computadora para controlar con mayor precisión los puntos de cambio.
La presión generada por la bomba de aceite se canaliza a las válvulas de presión de la línea principal, del regulador y del acelerador para controlar y lubricar la transmisión. Algunos de estos han sido reemplazados o funcionan junto con controles electrónicos.
- La presión del regulador aumenta con la velocidad del vehículo. Las transmisiones más antiguas tenían reguladores mecánicos que consistían en resortes, pesos centrífugos y una válvula de carrete para controlar esta presión. La presión del regulador determina el cambio ascendente de la transmisión, mientras que la presión del acelerador decide el cambio descendente. Las transmisiones de hoy usan solenoides para sincronizar los cambios.
- La presión del acelerador indica la carga del motor. Algunas transmisiones utilizan un modulador de vacío o un enlace del acelerador para controlar la válvula del acelerador. Los vehículos de último modelo utilizan solenoides eléctricos para lograr los mismos resultados.
Las transmisiones cambian de marcha moviendo las válvulas de cambio. La presión del regulador funciona en un extremo de la válvula y la presión del acelerador con la ayuda de un resorte opera en el otro. Cuando un vehículo acelera por primera vez desde una parada, la presión del acelerador es más alta que la presión del regulador, por lo que el automóvil permanece en primera velocidad. A medida que aumenta la velocidad del vehículo, la presión del regulador (afectada por la velocidad del vehículo) aumenta hasta que supera la presión del acelerador y provoca un cambio ascendente.
Se produce un cambio descendente cuando la presión del acelerador supera la presión del regulador. Esto se debe a la mayor carga del motor. Estas dos presiones controlan el movimiento de la válvula de cambio. Las válvulas de cambio controlan los dispositivos reaccionarios (embragues y bandas) que impulsan y sujetan los miembros del conjunto de engranajes planetarios.
Para lograr un cambio de marcha suave sin un “deslizamiento” excesivo no es tarea fácil: la presión, bloqueando un juego de bandas y soltando otro, no solo tiene que ser sincronizado correctamente, sino que debe aplicarse de una manera que dé un cambio firme sin conmoción. Todo esto se controla mediante la presión de la línea hidráulica.
Durante el desarrollo de la línea del puerto de A / T, las presiones se miden en tiempo real y se comparan con las normas de diseño para confirmar que se cumplen los parámetros de diseño. Al mismo tiempo, los tiempos de turno y la calidad se miden y evalúan subjetivamente para garantizar que se logren los objetivos de conducción y rendimiento. Esto solo se puede hacer a través de transmisores de presión de alta precisión y calidad , como los producidos por STS.
Estas mediciones registradas durante el desarrollo son críticas, no solo para establecer cambios de calidad sino también para desarrollar especificaciones únicas relacionadas con la transmisión en particular. Se utilizan para el diagnóstico de averías en los talleres de reparación.
Siguiendo el ritmo de los tiempos
Dado que las regulaciones de emisiones juegan un papel importante en el desarrollo de vehículos modernos, los fabricantes continúan repensando el diseño, con miras a mejorar la eficiencia sin restar valor al rendimiento.
En uno de estos desarrollos emprendidos por el fabricante coreano KIA, se patentaron 143 nuevas tecnologías durante el diseño del compacto 8AT. Esta nueva transmisión permite una aceleración suave desde parado, así como una mayor eficiencia de combustible, características NVH mejoradas y una aceleración más decisiva a altas velocidades que una transmisión automática con menos marchas.
Para mejorar la economía de combustible de la transmisión automática de ocho velocidades, los ingenieros de KIA redujeron significativamente el tamaño de la bomba de aceite (la principal fuente de pérdida de potencia en una transmisión automática) y simplificaron la estructura del cuerpo de la válvula. Con la bomba de aceite más pequeña de todas las transmisiones de producción de su clase, la 8AT es capaz de utilizar aceite hidráulico de forma más eficiente, distribuyéndolo uniformemente por toda la unidad en todo momento.
Los equipos de desarrollo de KIA también incorporaron un cuerpo de válvula de control directo para permitir el control por solenoide del embrague directamente, en lugar de a través de varias válvulas de control. Esto permitió a KIA reducir el número de válvulas de control de 20 a 12, lo que resultó en cambios de marcha más rápidos, un enlace mecánico más directo con el motor y un empaque mejorado.
El desafío de este enfoque revolucionario fue asegurar que la bomba más pequeña fuera capaz de suministrar volúmenes suficientes de fluido hidráulico a presiones de hasta aproximadamente 20 bar a los diversos componentes necesarios para el funcionamiento de la A / T.
Durante las pruebas de desarrollo, las presiones de la línea principal se midieron en condiciones de ralentí y de aceleración completamente abierta, con la unidad a temperatura de funcionamiento, para garantizar que la bomba más pequeña estuviera a la altura de la tarea. Una vez más, debido a la naturaleza crítica de los resultados obtenidos de estas pruebas, solo se utilizaron transmisores de presión certificados por laboratorio de alta calidad .
