Técnica. Embrague, cambio y la llegada de nuevos sistemas automáticos. 18- Automáticos. La transmisión hidroestática

Por MiguelXR33.

     Técnica.     

     Embrague, cambio y la llegada de nuevos sistemas automáticos     

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18- Automáticos. La transmisión hidroestática

Los sistemas de transmisión para motocicletas que estamos viendo en este especial se basan en su mayoría en elementos mecánicos, pero Honda ha probado a aplicar otras vías, y una de ellas es la hidroestática, una fórmula con variadas aplicaciones en la automoción... pero no en nuestro mundo. Su máximo exponente para nosotros fue la Honda DN-01 y su transmisión HFT, pero ya tuvo su antecesora en un scooter de 1961. Así funciona:

La transmisión hidroestática

Tambor de un revólver

Tanto el primer sistema Honda de los sesenta llamado HRD, como las siguientes evoluciones llamadas HFT, se basan en la transmisión hidroestática. La idea es conseguir que una bomba le dé presión a un líquido y que este a su vez logre mover un elemento similar al de la bomba, que ahora ejercerá de motor. La falta de presión creará el punto muerto y el aumento de presión de forma controlada creará la variación de par y velocidad que llega del propulsor a las ruedas.

El componente que engrana con el motor, la bomba, consta de un cuerpo formado por un cilindro que tiene dentro suyo un eje, pero no giran solidarios, el cilindro siempre está quieto. Dentro del cilindro hay varios huecos de mucho menor diámetro posicionados en paralelo alrededor del eje de giro. Para el que le valga la imagen, se asemejaría al tambor donde se aloja la munición de un revólver. 

Plato oscilante

Dentro de esos cilindros huecos no hay balas, claro. Por ahí se desplazan unos largos pistones que se apoyan contra un plato oscilante que gira movido por el eje. Este plato puede tener un anclaje al eje fijo o móvil, y se caracteriza por tener un ángulo distinto al transversal del eje. Gracias a ese ángulo, al girar el plato una zona estará más alejada del cuerpo de la bomba y otra parte más cerca, lo que hace que los pistones se muevan hacia adentro o hacia afuera de los cilindros. En el otro extremo de los pistones tenemos líquido hidráulico entrando y saliendo, que acaba siendo presurizado y dirigido por medio de válvulas anti-retorno. Por tanto, con el movimiento del eje lo que conseguimos es presión hidráulica. Este conjunto se llama bomba de plato oscilante (pump swash plate en inglés).

Lo importante de este sistema es que se puede adaptar la inclinación del cuerpo de la bomba o la del plato oscilante. Con ello podemos lograr varias cosas: si ponemos el plato en vertical con respecto al eje de giro, los pistones no se mueven y no generan presión, por lo que tendríamos punto muerto. Si variamos el ángulo del plato deslizante, los pistones comenzarán a moverse y generar presión, transmitiendo energía hidráulica 'hacia adelante'. Y, algo que no se aplicó en el sistema Honda, si ponemos el plato en el ángulo contrario, el líquido hidráulico circulará en el otro sentido creando la marcha atrás. El sistema lo podemos ver en funcionamiento en este vídeo de carretillas Toyota:

Una vez producida la presión en el líquido hidráulico, ahora toca ver qué hacer con ella. En el caso que nos atañe el objetivo es transmitir la energía del motor de combustión (propulsor) para mover la rueda trasera. Métodos para transformar esa energía hidráulica en movimiento hay varias, pero una de ellas es volver a utilizar un conjunto similar al primero, pero que esta vez en vez de función de bomba hace función de motor (recibe una energía y crea movimiento). El sistema teórico es así:

El sistema HFT de Honda

En Honda decidieron, para su versión HFT (Honda Friendly Transmission) lanzada en este siglo, usar un sistema inspirado en el gráfico anterior, pero con variantes. La primera es que, buscando compacidad, en Honda pusieron muy cerca la bomba y el motor hidráulico, con los conductos, las válvulas de control y el sistema de bloqueo entre ellos. Otro cambio fue que la bomba tendría el plato en posición fija, mientras que sería en el motor hidráulico donde el plato sería móvil. Y otra de las variantes es que la inclinación de ese plato motor estaría controlado por un motor eléctrico y éste por un procesador (ECU) que decide en qué posición colocarlo para buscar crear la transmisión variable.

El funcionamiento es el siguiente: el giro del motor llega al plato oscilante de bomba, que al ser de inclinación fija su presión producida depende del régimen de giro. Al acelerar el motor de combustión el plato gira rápido y produce presión, que llega a los pistones de la bomba motor. Para arrancar, la ECU dictamina que el plato motor tiene que estar en máxima inclinación, por lo que la carrera de los pistones será también máxima y, con ello, aplicarán la máxima presión al plato motor: máximo par motor con mínimas revoluciones. A medida que el plato motor (y con ello las ruedas) comienza a girar más deprisa, la ECU reduce su inclinación, por lo que los pistones tienen menos carrera y, con ello, producen menos fuerza: par motor medio, giro a media velocidad. Y cuando el sistema llega a su relación máxima, la ECU coloca el plato motor en posición transversal al eje, con la presión hidráulica equilibrada: mínimo par motor, máximo giro.

La ECU recibe información del gas, el régimen del motor de combustión y de la velocidad de las ruedas, y con ello aplica diferentes inclinaciones del plato motor para adaptarlo todo a un funcionamiento óptimo. Además el conductor puede elegir varios modos, un D que prima la suavidad, un S que le da un toque deportivo con más régimen de revoluciones tanto acelerando como cortando, y un modo 'manual' donde se puede jugar con seis posiciones que imitan un cambio convencional. Y si todo esto te parece poco, en en Honda añadieron unos cuantos trucos más. 

Uno de ellos es el embrague. Buscando una gran suavidad y tacto 'convencional', en Honda no lo colocaron en el engranaje entre propulsor y bomba como ocurre en la mayoría de los cambios de engranajes y CVT, sino que actúa en el eje del plato. En bajas rpm del motor de combustión, el sistema centrífugo no actúa y el eje, presionado por un muelle, está en una posición ligeramente fuera de la bomba. El eje tiene tallados unos pasos que comunican los conductos de alta y baja presión hidráulica, descargando el sistema e impidiendo que la presión se produzca. Cuando el sistema centrífugo introduce el eje, su mecanizado va cerrando el paso entre las cámaras de baja y alta presión, aumentando la fuerza hidráulica de forma progresiva hasta su cierre completo.

Otra demostración de tecnología es que los pasos de aceite entre bomba y motor están instalados en un disco intermedio entre ambos, de manera ligeramente excéntrica. Cuando el sistema considera que está 'en la marcha más alta', cuando el giro del plato de bomba y el de motor es similar, el disco, movido por un actuador, se desplaza hasta quedar concéntrico, bloqueando el líquido y, con ello, evitando las pérdidas por bombeo y el exceso de calor.

El sistema HFT aplicado en la Honda DN-01 era así de complejo, pero según las pruebas que hicieron los periodistas del motor funcionaba de una forma fantástica. Aplicado en un motor conocido, el V2 usado en las Transalp y Deauville 700, alabaron un funcionamiento muy suave y lineal, con un embrague muy progresivo, un funcionamiento tanto a baja como a alta velocidad muy natural y con el extra de poder elegir entre tres opciones de conducción: D (modo que priorizaba el funcionamiento suave y económico), S (más deportivo, el motor siempre va 1.000 rpm más alto de vueltas que en D) y un modo M que permitía, por medio de unas levas en el manillar, tener una simulación de cambio convencional de seis velocidades. Pero era lógico que funcionara tan bien: no sólo estaba una marca tan poderosa como Honda detrás, es que habían tenido nada menos que cuarenta y seis años para pulirlo, como contaré en el próximo envío.

Fuentes: Kneeslider, Scribd, MXA mag, Roadrunner, Honda, wikipedia. 

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Técnica en Voromv Moto