© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

ATC INFORMATIE Nieuws van de vereniging van Automobieltechnici ATC

Het is druk in de Kievietslaar, evenbuiten Breda. Zoals vele technicistaan ook heel wat leden van deATC-Breda sceptisch tegenover demogelijkheden die het vliegwielbiedt in de aandrijflijn van perso-nenauto’s. Maar blijkbaar was deuitnodiging van secretaris KoosSmulders voldoende intrigerendom ze DTI het voordeel van de twij-fel te laten geven.DTI, dat staat voor DrivetrainInnovations, is een driemansbe-drijfje in aandrijflijnideeën. Hetbedrijf is gevestigd op het terreinvan de TU-Eindhoven en werktnauw samen met TNO. De drieoprichters Roëll van Druten, BasVroemen en Alex Serrarens hebbendankzij een promotietraject metVan Doorne’s Transmissie alledrie‘dr.ir.’ voor hun naam staan. Enigedeskundigheid kan hen dan ookniet ontzegd worden.

Optoeren door aftoerenVan Druten: “Als je in een gewonegezinsauto met een 1.6 liter benzi-nemotor bij een snelheid van 80km/h van vijf naar drie schakeltgaat het voertuig de motor aandrij-ven om het toerental omhoog tekrijgen. Het kost kortstondig zo’n30 kW om de traagheid van demotor te overwinnen.” Op hetscherm tovert hij een grafiek dielaat zien wat er met het koppel aande wielen gebeurt als bij 80 km/h

de kick down wordt ingetrapt. Hetlijntje van een CVT toont een diepdal voordat het wielkoppel op hetgewenste hoge niveau komt. Hetintrappen van de kick down is danal anderhalve seconde geleden.Meer dan een eeuwigheid voor eenbestuurder die het gas vol intrapteomdat hij onmiddellijk wenste teaccelereren. Het lijntje van een tra-ditionele 4-traps automaat ziet eral niet veel beter uit. Het verlooptmet pieken en dalen en heeft zelfstwee volle seconden nodig om opniveau te komen.De oplettende ATC-er ziet nog een

derde lijntje. Onmiddellijk na hetmoment van kick down schiet hetomhoog naar het gewenste niveau.‘ZI’ staat er bij het pijltje dat naarhet lijntje wijst. “ZI staat voor zeroinertia”, legt Van Druten uit. “Wegebruiken de massatraagheid vaneen vliegwiel om de massatraag-heid van de motor op te heffen.”In de praktijk werkt dat door naastde CVT een planetair stelsel en eenrelatief klein vliegwiel te plaatsen.De ingaande as van de CVT drijfthet ringwiel aan, de uitgaande asis verbonden met de drager van deplaneetwielen en het zonnewielmet het vliegwiel. Als gevolg vandie constructie is bij gelijkblijven-de voertuigsnelheid het vliegwiel-toerental hoog bij laag motortoe-rental en laag bij hoog motortoe-rental. Bij terugschakelen als hetmotortoerental snel omhoog moetlevert het vliegwiel door snel af tetoeren daartoe de energie.

Bora hangt aan het gasMooie theorie maar nu de prak-tijk. DTI heeft het systeem inge-bouwd in een 1.6 liter VW Boramet CVT. Waarom de Bora? Omdatdie auto, zij het na enige aanpas-sing, de extra benodigde inbouw-ruimte van circa 7 cm naast deCVT biedt. Van Druten: “Dieinbouwruimte is een probleem.Autofabrikanten hebben die ruim-te niet. Uiteindelijk mag het

systeem geen extra ruimte kosten.We hebben nu een nieuw ontwerpvoor een proto-opdracht van eenautofabrikant (welke is geheim)dat maar 3 cm vraagt.”Dankzij het ZI-systeem kan de Borabij constante snelheid metextreem laag toerental rijden entoch direct paraat zijn voor eentussenacceleratie. Dat maakt deauto niet alleen vlotter maar ook10 à 15% zuiniger.Technisch is het systeem niet echtgecompliceerd en in massa gepro-duceerd zou het de kostprijs vaneen auto nauwelijks verhogen. Ookuit de antwoorden op het spervuurvan vragen uit de zaal (“Hoe staathet met eventuele extra slijtagevan duwband en remmen? En metde invloed van het gyroscopischeffect van het vliegwiel op hetbochtgedrag van de auto? Zijn ergeen resonanties? Hoe groot is hetrendementsverlies door het toevoe-gen van extra draaiende delen?Wat zijn de veiligheidsrisico’s ver-bonden aan een sneldraaiendvliegwiel?”) blijkt dat DTI al veelontwikkelingswerk gedaan heeft.De marketing blijkt meer proble-men op te leveren dan de tech-niek: “De ECE-verbruikswaardenvan hun productiemodellen latende fabrikanten meten in de ECO-mode van de CVT. De acceleratie-cijfers komen echter tot stand inSportstand. Zo lijkt het voordeelvan ZI op papier maar heelbeperkt. Dat maakt fabrikantenhuiverig en heeft tot nu toe hetaantal ontwikkelopdrachten vanautofabrikanten beperkt.

AandrijfpsychologieVoor DTI was dat reden zich testorten op de geautomatiseerdehandbank (AST). Deze met actuato-ren gestuurde koppeling en trans-missie verovert in hoog tempo eenplaats op de transmissiemarkt en

Roëll van Druten doceert: “Dankzij ZIheb je het verbruiksvoordeel van eenlaag toerental zonder de penalty vaneen slechte tussenacceleratie.”

Aandrijflijnideeën van drie doctoren

Weg met de traagheidOp weg naar Breda rijd ik 80 km/h in de hoogste versnelling.

Als ik plotseling vrij baan krijg wil ik snel accelereren, terug-

schakelen dus. Het gevolg: in plaats van te versnellen vertraagt

mijn auto eerst. Ik ben er zo aan gewend dat het me eigenlijk

niet eens opvalt, maar de doctoren van DTI zit het niet lekker.

Hun oplossing: Zero Inertia.

1 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional

wordt een grote toekomst voor-speld. Nadeel is dat het schakelenwat tijd neemt. Gedurende circaeen seconde is er geen aandrijfkop-pel beschikbaar. Die situatie wijktnauwelijks af van die bij de traditi-onele handbak maar terwijl debestuurder daar druk in de weer ismet versnellingspook en koppe-lingspedaal kan de bestuurder vaneen auto met AST niets andersdoen dan... wachten. Wachten toter weer koppel aan de wielenbeschikbaar is.Dit technische maar ook en vooralpsychologische probleem blijktmet de ZI-techniek eveneens oplos-baar. Het heet dan IST, ImpulseShift Transmission, en bestaatopnieuw uit een planetair tand-wielstelsel en een vliegwiel. Hetsysteem is parallel geschakeld aankoppeling en transmissie. Doordatde draairichting van het vliegwieltegengesteld is aan die van demotor, toeren motor en vliegwielbij het bedienen van de koppelinggelijktijdig af. Als gevolg daarvanontstaat een reactiekoppel op dedrager van de planeetwielen dieverbonden is met de uitgaande asvan de transmissie. Het systeem iszo uitgelegd dat de versterkings-factor van het motorkoppel, datwordt overgebracht op de wielentijdens ontkoppeling, overeenkomtmet die van de vierde versnelling.Als van zes naar vier wordt terug-geschakeld gaat dat dus zonder

Pas als ik de koppeling op heblaten komen gaat de auto doormet versnellen. Als ik even laterterugschakel om vaart te makenvertraagt de auto eerst. Hoe langnog? ●

Erwin den Hoed

Principe van Zero InertiaDe lengte van derode pijl geeft desnelheid van hetringwiel, en daarmeehet motortoerentalweer. De gele pijlcorrespondeert metde snelheid van dedrager van de pla-neetwielen, en daar-mee met de voer-tuigsnelheid. Degroene pijl staatvoor de snelheid vanhet zonnewiel, endus die van hetvliegwiel. Staat deCVT (of andere trans-missie) in een lage

versnelling dan staathet ‘schuifje’ boven-aan en geeft de stip-pellijn de plaats vande pijlpunten weer.In de hoogste ver-snelling staat hetschuifje onderaan engeldt de doorgetrok-ken lijn. Dus: in eenhoge versnellingdraait het vliegwielsnel. Wordt dan bijgelijkblijvende voer-tuigsnelheid terug-geschakeld dan toertde motor op terwijlhet vliegwiel aftoert.Eventueel tot nul als

naar de laagste ver-snelling wordt terug-geschakeld. De ener-gie uit het sneldraai-ende (maximaal 7500t/min) vliegwiel isdan helemaal over-gebracht op demotor. De massa-traagheid van hetvliegwiel wordt inge-zet om de massa-traagheid van demotor te overwin-nen. Met als gevolghet schijnbaar ont-breken van massa-traagheid, kortomzero inertia. ●

Een tweede toepassing van ZI is diebij de AST (Automatic Shift Transmis-sion) en heet IST. IST bypasst trans-missie en koppeling en zorgt dat tij-dens schakelen aandrijfkoppelbeschikbaar blijft. DTI mikt vooral opde combinatie met ISG (IntegratedStarter Generator). De stop and gofunctie van ISG zorgt in die combina-tie voor brandstofbesparing bij lagesnelheden. Dankzij een laag motor-toerental zorgt IST voor zuinigheidbij hogere snelheden.

koppelonderbreking. Tijdens hetopschakelen van één naar twee ofvan twee naar drie is met de kop-pelversterkingsfactor van de vierminder koppel beschikbaar aan dewielen maar ten opzichte van géénkoppel is dat een enorme verbete-ring. Eventueel is met behulp van

een rem op het vliegwiel de inge-stelde versterkingsfactor naargelang de omstandigheden te varië-ren. Zo blijft ook tijdens het scha-kelen tussen de lage versnellingenhet volledige koppel beschikbaar.Nadat ik weggereden ben bij deKievietslaar schakel ik naar twee.

Motortoerental

Voertuigsnelheid

Vliegwieltoerental

Laagste versnelling

Hoogste versnelling

‘Schuif’

Vliegwiel

CVT

CVT

Aangedreven wiel

Motor

Planetairtandwielstelsel

Planetairtandwielstelsel

Motor

KoppelingAST

Impulse Shift Transmission

Wielen enremmen

© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 2