La transmisión automática 9G-TRONIC de Mercedes

La transmisión automática 9G-TRONIC de Mercedes

El primer cambio automático de nueve velocidades con convertidor de par, el 9G-TRONIC para vehículos premium, celebra ahora su debut: el E 350 BlueTEC estarán equipados con esta transmisión de potencia.

El elemento de accionamiento de una transmisión automática clásica es el convertidor de par hidrodinámico. En el nuevo 9G-TRONIC, los ingenieros han mejorado el circuito hidráulico del convertidor de par y aumentado su eficiencia hasta 92 por ciento . Esta cifra es importante para la economía de combustible, ya que las pérdidas impuestas por la física al transferir el par motor al eje de entrada de la transmisión deben mantenerse al mínimo. En resumen: el 9G-TRONIC convierte una gran parte de la potencia del motor en fuerza de tracción. En el 7G-TRONIC de primera generación que data de 2003, la eficiencia de este componente era solo del 85 por ciento.

El calor generado durante el funcionamiento se disipa a través del enfriador de aceite de la transmisión. Por el contrario, el 9G-TRONIC requiere sin radiador adicional para calentar el aceite de transmisión frío cuando se arranca en frío en condiciones árticas.

Amortiguador de torsión de doble turbina y péndulo centrífugo

Una de las características que más mejora el confort y, al mismo tiempo, ahorra combustible de una transmisión automática es el amortiguador de torsión, que compensa eficazmente las excentricidades y vibraciones dentro de la transmisión. En este caso opera una ley física básica: cuanto más bajas sean las rpm y la velocidad de circulación, y cuanto menor sea el número de cilindros, más pronunciadas pueden ser. Esto da como resultado un conflicto de objetivos entre la comodidad y la operación eficiente en combustible. Se resuelve mediante el uso de un amortiguador de torsión de doble turbina equipado adicionalmente con un péndulo centrífugo . Dependiendo de las rpm, esto cambia el centro de gravedad.



Además, la amortiguación optimizada permite reducir el deslizamiento en el embrague de bloqueo del convertidor de par, lo que también contribuye al ahorro de combustible.

Se ha integrado un muelle de retorno en el embrague de bloqueo del convertidor de par del 9G-TRONIC. Anteriormente, el embrague de bloqueo multidisco solo se controlaba hidráulicamente. El uso del resorte de presión de retorno permite la activación incluso a muy bajas revoluciones.

Nuevo concepto de cambio con nueve velocidades patentado

Un análisis del sistema basado en computadora y una maqueta hicieron posible realizar una transmisión de nueve velocidades con cuatro conjuntos de engranajes planetarios y seis elementos de cambio . Mercedes-Benz ha obtenido una patente mundial para esta configuración específica, que los ingenieros de Mercedes consideran la mejor posible.

Un conjunto de engranajes planetarios consta del engranaje anular exterior, el engranaje central interior y, entre ellos, el portasatélites con los cuatro engranajes planetarios y sus cojinetes. Se requieren cuatro engranajes planetarios en el 9G-TRONIC para que el par esperado de hasta 1000 Nm pueda transferirse en futuras combinaciones de motor/transmisión.

La corona, el portasatélites y el engranaje central en un conjunto de engranajes planetarios están conectados por portadores y embragues multidisco, o frenado por los frenos multidisco que son soportados por la caja de transmisión. Esto permite que los engranajes planetarios transfieran el par motor a los dientes interiores de la corona exterior oa los dientes exteriores de la rueda central interior. El resultado son varias relaciones de transmisión y, al mismo tiempo, es posible invertir la dirección de rotación para, p. marcha atrás.

La relación de transmisión es la relación entre el número de dientes de engranaje en los engranajes impulsores y de transferencia. Dependiendo de qué conjuntos de engranajes planetarios estén conectados en serie, bloqueados o separados, la multiplicación de las proporciones parciales produce la relación general para el engranaje de transmisión correspondiente. En el 9G-TRONIC, las marchas individuales se acoplan mediante tres embragues multidisco y tres frenos multidisco. El propósito de los embragues multidisco es transferir el par motor entre dos componentes como una conexión de fricción.

La configuración de relación de los engranajes uno a nueve permite una relación de difusión de 9,15 . Para obtener el mismo rendimiento en comparación con las transmisiones anteriores, el nivel de rpm se reduce, como un factor para la alta eficiencia energética y el confort NVH de los modelos equipados con 9G-TRONIC.

Suministro de aceite mediante dos bombas

Para garantizar el suministro del aceite de motor sintético de segunda generación, el 9G-TRONIC está equipado con dos bombas . La bomba principal mecánica instalada 'fuera del eje' se encuentra junto al eje principal y está impulsado a través de una cadena . En una transmisión automática como 7G-TRONIC, la bomba de aceite principal rodeaba previamente el eje de la transmisión y se accionaba directamente. Esto significaba que el diámetro del eje de transmisión impedía que la bomba se redujera de tamaño como se deseaba. Por esta razón, la bomba de celda de paletas ahora se coloca junto al eje principal ('fuera del eje') y su tamaño se reduce para adaptarse a los requisitos.

La bomba principal mecánica, que asegura el suministro de aceite a la transmisión automática controlada electrohidráulicamente cuando el motor de combustión interna está en marcha, está respaldada por una bomba auxiliar eléctrica separada. Por un lado, este diseño permite que el flujo de lubricación y refrigerante se controle activamente bajo demanda y, al mismo tiempo, también significa que el 9G-TRONIC puede beneficiarse de un sistema start/stop . En aplicaciones híbridas posteriores, este suministro adicional de aceite también permite la llamada 'navegación', es decir, mantener una velocidad constante sin usar el motor de combustión interna .

Cuando el motor está apagado, por ejemplo, en un semáforo en rojo en modo start/stop, la bomba eléctrica auxiliar se activa, asegurando una presión básica definida y garantizando que se mantengan todas las funciones necesarias. Cuando el conductor desea ponerse en marcha con luz verde, el suministro de aceite por la bomba eléctrica después del arranque del motor garantiza la aceleración. En determinados estados de funcionamiento con el motor en marcha, la bomba auxiliar también asiste a la bomba principal, por ejemplo, a muy bajas revoluciones del motor oa temperaturas muy altas. En este caso, el flujo de aceite se agrega según sea necesario para garantizar cambios de marcha suaves o cuando hay un mayor requerimiento de enfriamiento.

Este concepto de suministro de aceite mediante una bomba principal mecánica y una bomba auxiliar eléctrica, así como el control relacionado con la demanda, representa alrededor de 54 por ciento del potencial total de ahorro de combustible del 9G-TRONIC . La relación es clara: cuanto menos aceite haya que mover dentro de la transmisión mediante bombas más eficientes, mayor será la eficiencia general. El aceite de baja fricción Fuel Economy totalmente sintético también contribuye a ello.

Eje de transmisión principal con tres agujeros profundos

El eje de transmisión principal es otro punto técnico destacado del 9G-TRONIC. En primer lugar, es uno de los ejes más largos de toda la industria automotriz con 550,9 milímetros. En segundo lugar, realiza otras funciones además de su objetivo principal de transmisión de potencia: utilizando un sofisticado sistema de conductos internos, el eje también realiza varias funciones de lubricación, refrigeración y control.

En el lado del motor, un gran orificio axial de pocos centímetros de diámetro suministra aceite al conjunto de engranajes planetarios delanteros, que llega a los lugares correctos a través de orificios transversales más pequeños. Tres orificios paralelos, cada uno de los cuales mide 6,1 milímetros, están perforados profundamente en el eje de la transmisión con un diámetro central de 16 milímetros hasta una profundidad de hasta 361,5 milímetros. . Estos tres agujeros profundos tienen varias funciones en el 9G-TRONIC: a través de agujeros transversales, aseguran un flujo de aceite definido para lubricar y enfriar los juegos de engranajes planetarios y los elementos de cambio. También realizan una función de control importante y transfieren la presión de cambio de marcha establecida a los embragues y frenos multidisco.

Nuevo proceso de perforación

El mecanizado de dicho eje es un desafío de ingeniería de producción. Los requisitos son particularmente exigentes al perforar los tres agujeros profundos. Para ilustrar los requisitos: en toda su longitud de hasta 361,5 milímetros, los agujeros profundos deben cumplir los requisitos hasta unas pocas milésimas de milímetro. El mecanizado debe seguir especificaciones geométricas definidas con precisión:

  • distancia y paralelismo de los agujeros entre sí
  • distancia y paralelismo de los agujeros frente a la superficie exterior del eje
  • evitación de torsión durante el proceso de perforación
  • posicionamiento radial de los tres agujeros perforados para asegurar un flujo libre a los agujeros transversales
  • profundidad correcta de los agujeros individuales
  • taladrado sin residuos sin que queden virutas microfinas en los agujeros

Tiempos de procesamiento más cortos con calidad mejorada

El tiempo de procesamiento por eje se ha acortado al mismo tiempo que se mejora la calidad de la producción. Para minimizar los tiempos de ciclo en el proceso de producción, los ingenieros de producción eliminaron los manguitos de guía habituales al perforar por puntos. Él las máquinas perforan los agujeros profundos 'a mano alzada' , por así decirlo, manteniendo la precisión dimensional. Además, las brocas monofilar de carburo cementado permiten altas velocidades de trabajo. Mientras que en el caso del 7G-TRONIC PLUS la cifra rondaba los 125 milímetros por minuto, los nuevos taladros permiten una velocidad superior a los 250 milímetros por minuto. El resultado neto es que se necesita menos de tres minutos para procesar el eje de transmisión principal – alrededor de un 63 por ciento menos que el tiempo de ciclo durante la producción del 7G-TRONIC PLUS.

Con las mejoras anteriores, Mercedes-Benz está implementando aún más el proyecto de 'Producción Verde' en sus plantas de producción.

Construcción ligera compacta

Con el cambio de generación del 7G-TRONIC al 9G-TRONIC, los ingenieros de desarrollo pusieron más énfasis en el área del 'diseño compacto y ligero'. A pesar de dos marchas adicionales y un par máximo transferible de hasta 1000 Nm, la nueva transmisión automática requiere el mismo espacio de instalación que su predecesora, la 7G-TRONIC PLUS, y también es un kilogramo más ligera.

Él se ha conservado el diseño de la carcasa de dos piezas : la carcasa del convertidor de par está hecha de una aleación de aluminio ligera. La carcasa de la transmisión con un cárter de plástico de peso optimizado está hecha de una aleación de magnesio aún más ligera.