OTOMATİK TRANSMİSYONLAR

Transkript

1 OTOMATİK TRANSMİSYONLAR 1. VİTES KUTUSU İHTİYACI VE GÖREVİ İçten yanmalı motorların tabiatı gereği, araçların vites kutusuna ihtiyacı vardır. Öncelikle, her motorun bir tehlikeli devir bölgesi vardır, yani, motorun patlamadan devam edemeyeceği bir devir bölgesi. Her motorun, maksimum tork ve maksimum gücün elde edildiği dar bir devir bandı vardır. Örneğin, bir motor maksimum gücüne 5500 devirde ulaşıyor olabilir. Vites kutusunun görevi, araç hızlandıkça veya yavaşladıkça, motor ile tekerlekler arasındaki dişli oranını ayarlamaktır. Vites değiştirmenin amacı, motoru tehlikeli bölgeden uzak tutmak ve aynı zamanda en verimli devir aralığında kullanarak yüksek performans elde etmektir Görevi: a) Motorla tekerlek arasındaki irtibatı keserek, araç hareket etmeden motorun çalışmasını sağlar. b) Aracın ilk harekete geçmesi, yokuş tırmanması ve hızlanması gibi durumlarda moment artışı sağlar. c) Yol ve trafik durumuna göre aracın hızını düzenler. Motor tarafından sağlanan tork, motor devri artışına bağlı olarak güç artarken, hemen hemen sabit bir değerdedir. Ancak bir araç ilk kalkışta veya aşağıda görüldüğü gibi yokuş çıkarken yüksek bir torka gereksinim duyar. Tırmanma esnasında tekerleklerin daha fazla torka ihtiyacı vardır, dolayısıyla torku değiştiren bir mekanizmaya gereksinim vardır. Şekil1.1. Tekerlek devri düşer ancak tork yükselir. 1

2 Tekerleklerin yüksek devirde tahrik edilmeleri gerektiğinde, bir başka deyişle yüksek hızla sürüş esnasında ise büyük bir torka gerek yoktur. Araç düz yolda giderken, motorun kendi torku aracı hareket halinde tutmak için yeterlidir. Vites kutusu, motorun gücünü aracın sürüş şartlarına uygun olan torka dönüştürmek için dişli kombinasyonlarını (Redüksiyon, dişli oranı) değiştirmek ve bunu tekerleklere aktarmak suretiyle bu tip problemleri çözer. Aracın geriye doğru gitmesi gereken zamanlarda, vites kutusu dönüş yönünü, hareket tekerleklere ulaşmadan önce ters çevirir. İçten yanmalı motorda düşük devirlerde az yüksek devirlerde daha fazla tork elde edilir.taşıtın harekete geçebilmesi için düşük devirlerde daha fazla torka ihtiyacı vardır. Bu nedenle vites kutusunda tork artışı sağlanır Vites Kutusu Çeşitleri a) Manuel vites kutuları b) Otomatik vites kutuları c) Düz ve otomatik seçimli vites kutuları Bu çalışmada yukarıda belirtilen vites kutusu çeşitlerinden Otomatik vites kutuları ve Düz ve otomatik seçimli vites kutuları konularına yer verilmiştir. 2

3 2. OTOMATİK TRANSMİSYONLARIN GENEL YAPISI 2.1. Giriş Otomatik transmisyonlar vites değişimlerini, taşıt hızı ve gaz kelebeği açılma miktarı gibi parametrelere bağlı, bir başka ifade ile yol ve yük şartlarına bağlı olarak sağlandığı birleşik planet dişli sistemleridir. Bir otomatik transmisyonda genellikle şu vites durumları bulunur ve bu pozisyonlar sürücü mahallindeki kol veya butonlar ile kontrol edilir. P : Park durumu (Park) R : Geri vites durumu (Reverse) N : Boş durumu (Nötr) D : Hareket vitesi (Drive) L1 : Limitli 1. vites (Limited). Bu viteste araç 2. vitese geçmez. L2 : Limitli 2. vites. Bu viteste araç 3. vitese geçmez. 1 ve 2 de çalışır. S : Sport vites 2.2. Otomatik Vites Kutusunun Üstünlükleri a) Vites geçişleri sürücüye bağlı olmadığından kullanımı daha kolaydır. b) Motor devamlı optimum şartlarda çalıştığı için yakıt ekonomisi sağlar. c) Tüm sistem özel yağ içinde çalıştığından aşınma en az sınırdadır. d) Durmuş bir aracı yokuş yukarı hareket ettirmek daha kolaydır Tarihi ve Gelişim Süreci İlk seri üretim tam otomatik transmisyon, Oldsmobile şirketinin 1940 lı yıllarda ürettiği Hydra-Matic adı verilen bir tahrik sistemiyle donatılmış olan araçlarda kullanılmıştır. Başlangıçta bu transmisyon hareket iletimini Hydra-Matic denilen bir çeşit akışkan kavraşmasıyla gerçekleştirmekteydi. Yani tork konvertör yoktu ve bu sistemde üç planet dişli setiyle 4-İleri bir de geri vites sağlanmaktaydı. Akabinde Hydra-Matic Cadillac ve Pontiac araçlarda kullanılarak piyasaya sürüldü. Daha sonra aralarında Bentley, Hudson, Kaiser, Nash, ve Rolls-Royce gibi şirketlerin bulunduğu araç üreticilerine satılarak pazardaki yerini almış oldu. Aynı zamanda piyasada GM nin ürettiği Hydra-Matic donanımlı araçlar da bulunmaktaydı. Bunlardan sonra Mercedes Benz şirketi de Hydra-Matic le aynı prensipte çalışan fakat tasarımı daha farklı olan 4 vitesli bir transmisyon kullandı. 3

4 İlk tork konvertörlü otomatik transmisyon, Buick firması tarafından 1948 yılında piyasaya sürüldü. Bunu 1949 yılının ortalarında Packard firmasının Ultramatic sistemi ve 1950 yılında Chevrolet firmasının Powerglide sitemi takip etti. Bu transmisyonların hepsi sadece iki ileri vites durumu oluşturabiliyordu lerin başlarında Borg-Warner; American Motors Corporation, Ford Motor Company, Studebaker ve Amerika ile diğer ülkelerdeki birkaç otomobil üreticisi için 3 Vitesli tork konvertörlü bir otomatik transmisyon geliştirdi. Chrysler firması ise 1953 de 2 vitesli tork konvertörlü PowerFlite sitemini ve 1956 da 3 vitesli tork konvertörlü TorqueFlite sistemini piyasaya sürdüğünde bu yarışta biraz gerilerde kalmıştı ların sonlarına doğru 3 vitesli tork konvertörlü transmisyonların yerini 4 vitesli ve 2 vitesli akışkan kavraşmalı transmisyonlar almıştır lerin başlarına gelindiğinde tüm bu transmisyonların yerini Overdrive denilen sistemlerle donatılmış 4 ve daha fazla vites durumu sağlayabilen otomatik transmisyonlar almıştır. Birçok transmisyon yakıt ekonomisini geliştirmek amacıyla Lock-up tork konvertör (kaymayı engellemek amacıyla tork konvertörün türbin ve pervanesini kilitleyen mekanik bir sistem) denilen sistemle birlikte kullanılmıştır. Motorlarda bilgisayarların daha da yaygın kullanılması, valf teknolojilerinin işlevselliği ile transmisyonlara da uygulanmıştır. Bu transmisyonlarla dünya 1980 lerin sonunda 1990 ların başında tanışmıştır. Bunların çoğu motor elektroniğine yerleştirilen bir devreyle kontrol edilmekteydi (fakat bazı üreticiler motor elektroniğiyle uyumlu bir şekilde çalışan ayrı bir kontrol ünitesi kullanmışlardır). Bunlarla beraber selenoid valflerin kontrolü bilgisayarla sağlanmış ve vites geçişlerinde yaylarla kontrol edilen valflere göre çok daha hassas kontrol imkânı doğmuştur. Bu vites geçişlerindeki hassas kontrol sayesinde vites kalitesi artmış aynı zamanda yeni araçlarda yarı otomatik kontrol kullanım olanağı ortaya çıkmıştır. Bu kombinasyonlar sonucunda yakıt ekonomisi gelişmiş ve vites geçişlerindeki karasızlık durumu azalmıştır. Hatta daha da ötesi artık sürücünün karakterine uygun kullanım imkânı sağlanmıştır. Son olarak ZF Friedrichshafen AG ve BMW firmaları ilk 6 vitesli (ZF 6HP model BMW E65 7-Serileri ) transmisyonları piyasaya sürmüşlerdir yılında Mercedes-Benz in ilk 7 vitesli 7 G-tronik i ortaya çıkarmasının ardından Toyota Motor Company 2007 yılında Lexus LS 460 ve 600 lerde 8 vitesli otomatik transmisyonu kullanmıştır. 4

5 2.4. Otomatik Transmisyonların Ana Kısımları ve Görevleri a) Motordan transmisyona gücün ve hareketin iletilmesini sağlayan bir hidrolik kavrama veya tork konvertörü b) İstenen ve tespit edilen vites sayısını sağlamak üzere mekaniki yapıda toplanan planet dişli grupları ile miller c) Planet dişli grupları üzerinden istenen ileri ve geri vitesleri sağlamak için gereken frenleme bantları ile çok diskli kavramalar d) Bantları ve kavramaları çalıştırabilmek için kullanılan servo ve hidrolik silindir mekanizmaları e) Bantların ve kavramaların çalıştırılmasında gereken hidrolik basınçları oluşturmak için yağ pompaları, sistemin yağlanmasını ve çalışmasını sağlayan otomatik vites kutusu yağı (ATF) f) Hidrolik devreyi meydana getiren kontrol elemanları, supaplar. Bunlar basınç kontrol, basınç düzenleme ve vites değiştirme için kullanılan çeşitli supaplardır. g) Hidrolik devrede dolaşan yağı soğutmak için kullanılan soğutma devresi h) Sürücüye vites değişimini ve genel olarak aracın sürüşünü kendi kontrolü altında bulundurmayı sağlayan elle vites değiştirme mekanizması. ı) Kumanda bağlantıları 2.5. Otomatik Transmisyon Güç Aktarım Şekilleri FF (motor önde, çekiş ön tekerleklerden) FF tipli araçlarda kullanılan vites kutusu, motor kompartımanında yer aldığı için FR lere göre daha küçüktür. Tahrik ünitesi vites kutusunun içine yerleştirilmiştir. Bu tip vites kutularına transaks adı verilmektedir. Şekil 2.1. Motor önde, çekiş ön tekerleklerden 5

6 FR(motor önde, çekiş arka tekerleklerden) FR tipli araçlarda vites kutusu daha fazla yer kaplamaktadır. Tahrik ünitesi vites kutusu dışına yerleştirilmiştir. Şekil 2.2. Motor önde, çekiş arka tekerleklerden Şekil 2.3 Turbo Hydramatic 350 Otomatik Transmisyon 6

7 2.6. Yapısı ve Parçaları 1. Tork konvertör kabı 2. Destek 3. Yağ pompası 4. Konvertör muhafazası 5. Düşük hız bandı 6. Giriş muhafazası 7. İleri hız kavraması ve dişlileri 8. Geri hız dişlileri 9. Geri hız kavraması 10. Governör kutusu 11. Düzenleyici governör 12. Governör 13. Conta 14. Keçe 15. Keçe 16. Kilometre dişlisi 17. Park kilit dişlisi 18. Geri planet dişli taşıyıcısı 19. Çıkış mili 20. Ön planet dişli taşıyıcısı 21. İleri hız kavraması 22. Kontrol levyesi 23. Geri hız kavraması 24. Kontrol valfı 25. Pompa 26. Stator 27. Türbin 28. Tek yönlü kavrama 29. Giriş mili 30. İrtibat cıvataları Şekil 1.3. Yapısı ve parçaları 7

8 3. HİDROLİK KAVRAMALAR VE TORK KONVERTÖR Hidrolik kavramalarda, motorun gücünü iletmek üzere hidrolik prensiplerden yararlanılır. Kavramayı meydana getiren elemanların arasına konulan sıvı, (hidrolik yağı) hareketi bir elemandan diğerine dolayısı ile transmisyona iletir. Hidrolik kavramanın yapısı Şekil 3.1. de gösterilen yarı küresel kaptan ikisinin yan yana getirilmesiyle sağlanan biçimdedir. Kavramayı oluşturan, yarı küresel kapların her birine torus adı verilir. Her tonusun içine kanatçıklar yerleştirilmiştir. Genellikle, kanatçıklar eşit aralıklıdır ve düzgündür. Şekil 3.1. Hidrolik kavramayı oluşturan yarı küresel kaplar Torusların her biri millere tespit edilmişlerdir; biri giriş diğeri çıkış torusu adını alır. Toruslar, birbirine karşı dilimli kısımlar birbirine bakacak şekilde yerleştirilmiştir. Döndüren torus volana bağlı olduğundan volanla birlikte döner. Döndürülen torus ise çıkış mili üzerinde transmisyona bağlıdır. Bir bakıma döndürülen torus mili transmisyon giriş görevi yapar. (Şekil 3.2) 8

9 Şekil 3.2. Döndürülen torus mili 3.1. Hidrolik Kavramaların Çalışma Prensibi Şekil 3.3. Hidrolik kavramanın çalışma prensibi Şekil 3.3 de gösterildiği gibi iki vantilatörün birbirine bakacak şekilde ve oldukça yakın bir mesafede yerleştirildiklerini düşünelim. Vantilatörlerden birinin fişi takılı ve çalışır olsun. Çalışır vantilatör karşısında bulunan vantilatörün 9

10 kanatçıklarına doğru hava üflemeye başlar. Kendisine doğru hava üflenen vantilatörde dönmeye zorlanır. Çünkü çalışan vantilatörün gönderdiği hava, bir itme kuvveti taşımaktadır ve burada hava bir hareket iletme aracı olmaktadır. Fakat iki vantilatör kapalı bir ortamda ya da bir kabın içinde bulunmadıklarından verim oldukça düşüktür. Çünkü gönderilen havanın bir kısmı çevrede kaybolacaktır. Hidrolik kavrama bir bakıma aynı esaslara dayanarak çalışır. Aradaki hava yerine sıvı kullanılır. Diğer taraftan, türbin ve pompa kapalı denecek şekilde birbirine yakın yerleştirildiklerinden ve ikisi bir muhafaza içerisine konulduklarından kayıplar azalır ve gücün iletimi çok rahat olur. Her yeri kapalı bir hazne içine konulmuş birbirine bakan iki çark bulunmaktadır. Hazne özel otomatik vites kutusu yağı ile doldurulmuştur. Bu çarklardan biri pompa motor ana miline bağlıdır ve motor çalıştığı sürece dönmektedir. Diğeri ise türbin otomatik dişli sistemine bağlıdır. Motor çalıştırılıp, gaz pedalına basıldığında pompa dönmeye başlar ve dönen pompanın kanatçıklarından çıkan yağ türbin kanatçıklarına çarparak türbin döndürür. İlk başta pompa devri türbin devrinden yüksektir ama bir süre sonra aynı devirde dönmeye başlarlar Hidrolik Kavramaların Performansı Hidrolik kavramalarda pompa ile türbin dönüş hızları farklıdır (pompa büyük), bu fark kayma ile tanımlanır. Kayma değeri dönüş hızıyla değişir. Maksimum devirde kayma %1-3 civarındadır. Eğer türbin hızı pompa hızına eşit olsaydı kayma ''0'' olurdu,nt=np =S=0 fakat hiçbir zaman türbin hızı pompa hızına eşit olamaz, türbin hızı ''0'' olduğunda S=%100 dür. Bu durum motorun relanti durumudur. ( d/d). % kayma miktarı pompa hızının değişimi olarak gösterilirse şekil 3.4 deki diyagram elde edilir. 700 d/d nın altındaki hızlarda (bu hız hidrolik kavramanın yapımına bağlıdır)kayma %100 dür. Bu bize tam ayrışmış durumdaki standart kavramayı verir. Motor devri (pompa devri) 700 den 1000'e yükselirken kayma hızla %10 ' a kadar düşer. Bu durum standart kavramada tam kavraşma periyodudur. Kayma miktarı maksimum devire doğru yaklaşıldığında %1-3'e kadar düşer d/d arasındaki motor devirlerinde kaymanın fazla olması nedeniyle motor yakıt sarfiyatı da fazla olacaktır. 10

11 100 KAYMA (%) MOTOR DEVRİ (d/d) Şekil 3.4. Motor devrine bağlı kayma yüzdesi 3.3. Hidrolik Kavramanın Verimi Hidrolik kavrama, gücün motordan transmisyona iletilmesinde yumuşak bir aracılık yapar. Yüksek motor devirlerinde kavrama oldukça verimlidir. Dönen ve döndüren elemanlar arasında 1/1 oranında bir hareket iletimi vardır. Orta hızlarda kavrama pek verimli sayılmaz. Motorun düşük devirlerinde ise çok az bir güç iletimi olur. Bu noktada, tam bir debriyaj çalışması vardır. Yani motor devri düşük iken hareket ve güç iletimi olmaz. Benzetme yapılırsa debriyaj pedalına basılmış konumdaki durum var demektir, debriyaj ayırmış gibidir. Hareket iletimi, olmadığına göre kavrama ayırma durumundadır. Motorun devri artınca gücün iletiminde etkinlik artar. Ayrıca ani hareket iletimlerinden doğabilecek olan, ani sıçramalar ve yük darbeleri hareketin sıvı üzerinde iletilmesinden dolayı ortadan kalkar. Bu bakımdan transmisyona yumuşak iletim sağlanır, parçalar üzerinde oluşacak ani gerilmeler yok olur ve dönen parçaların ömrü artar. Özellikle aktarma organları üzerindeki tahrip edici etkiler ve darbeli çalışmalar ortadan kaldırıldığı için çalışma daha düzgün ve yumuşak olarak sağlanır, aktarma organlarının ömrü daha uzun olur. Hidrolik kavrama motorun verdiğinin üstünde bir tork artışı sağlayamaz. 11

12 TORK (Nm) M T =M P VERİM (%) DEVİR (d/d) Şekil 3.5. Hidrolik kavramanın verimi HK = Hidrolik kavrama verimi M T = Türbin torku M P = Pompa torku N T = Türbin gücü N P = Pompa gücü n T = Türbin devri n P = Pompa devri S = Kayma (%) * HK = N T / N P = n T *M T /n P *M P *M T =M P HK = n T / n P * S = 1 - HK = 1 - n T / n P ÖRNEK: Motor devri 3000 d/d olan bir taşıtta; hidrolik kavrama % 3 kayma ile çalışıyorsa hidrolik kavrama verimi ve türbin devrini bulunuz? ÇÖZÜM: n P = 3000 d/d S = 0.03 * S = 1 - n T / n P 0,03 = 1 - n T /3000 n T = 2910 d/d * HK = n T / n P HK = 2910/3000 HK = 0,90 12

13 3.4. Tork Konvertör Şekil 3.6. Tork konvertör Tork konvertörü, yapısal açıdan hidrolik kavramaya çok benzer. Daha doğrusu tork konvertörü özel yapıdaki bir hidrolik kavramadır. Aralarındaki önemli ve en belirgin fark tork konvertörün hidrolik kavramaya göre tork arttırması, fakat hidrolik kavramanın sadece 1/1 oranında tork iletmesidir. Tork konvertördeki pompa ve türbinin kanatçıkları düz değil kavislidir. Kavisler birbirine göre terstir Pompa Pompa, konvertör kutusuyla birleştirilmiştir ve içine birçok bükülü kanatçıklar radyal olarak yerleştirilmiştir. Yumuşak hidrolik akışını sağlamak için kanatçıkların iç kenarlarına bir bıçak takılmıştır. Konvertör kutusu krank miline bir tahrik plakası üzerinden bağlanmıştır Türbin Pompa gibi türbine de birçok kanatçık takılmıştır. Bu kanatçıkların büküm yönleri pompa kanatçıkların bükümlerine ters yöndedir. Türbin, pompa kanatçıkları ile arasında çok az bir boşluk kalacak şekilde vites kutusu giriş miline bağlanmıştır. 13

14 Stator Tork konvertörün tork artırma özelliği, bir statora sahip olmasındandır. Stator pompa ile türbin arasına yerleştirilen kanatçıklı, sabit bir çarktır. Konvertörün pompası, motor tarafından döndürülünce içinde bulunan yağı çevreye fırlatır. Üzerinde merkezkaç kuvvet bulunan yağ, türbinin kanatçıklarına çarparak döndürür. Ancak türbinin kanatçıklarına çarpan yağ geriye dönüş yapar ve bu durumda hala bir miktar kuvvet taşımaktadır. Stator, bu türbinden geriye gelen ve üzerinde enerji taşıyan hidroliğe yön verir. Yönlenen hidrolik pompaya düzenli olarak girer. Türbinden gelen yağın pompaya girişindeki düzensizlik tork artışını engeller. Stator, türbin ile pompa arasında sabit bir mil üzerine yerleştirilmiştir. Göbeğinde tek yönlü bir kavrama vardır. Göbeğinde tek yönlü kavrama bulunan stator, kavrama çözüldüğü zaman pompanın yönünde dönmeye başlar. Bu bakımdan pompanın dönüşüne karşı herhangi bir direnç ya da kuvvet oluştuğu zaman stator göbeğindeki kavrama üzerinden kendisini tespit eden mile kilitlenir, yani sabitleşir. Tork artışı başlar. Şekil 3.7. Şekil 3.7. Pompa-türbin-stator 3.5. Tork Konvertörün Çalışması Pompa motor volanına bağlıdır ve motor ile aynı devir ve yönde dönmektedir. Motor çalışmaya başladığı zaman pompa ile türbin arasında bulunan yağ pompanın göbeğinden dışarıya fırlar ve kanatçıkların arasından dışarıya çıkan yağ çevreden türbinin kanatçıklarına girmeye çalışır. Türbin çıkış miline bağlıdır ve kanatçıklarına 14

15 çarpan yağın etkisiyle dönmeye başlar. Dönüş yönü pompa ile aynı olacaktır. Çevreden giren yağ türbini merkezden terk eder. Türbin ile pompa birbirine bakacak şekilde karşı karşıya yerleştirildiklerinden türbini terk eden yağ pompanın merkezinden pompaya geri girmeye başlar Türbin kanatçıklarına çarparak türbini döndüren sıvı hala bir miktar enerji taşımaktadır. Bu enerjiyi pompanın kanatçıklarına boşaltacaktır. Fakat yağın yönüne dikkat edilirse pompaya dönme yönünün aksi bir yönde girmektedir. Durum kuvvet vektörüyle gösterilecek olursa türbinden gelen kuvvet iki bileşene ayrılır. Bileşenlerden biri yaslanma kuvveti diğeri ise pompayı döndürmeye çalışan kuvvettir. Pompanın dönüşüne göre ters yönde olan bu ikinci bileşen motorun döndürücü torkuna göre de terstir. Şu halde bir bakıma döndürücü torku azaltmaya çalışır. Pompa ile türbinin arasına üçüncü bir eleman stator yerleştirilmiştir. Statorun kanatçıkları kendisine doğru gelen yağı yönlendirecek biçimdedir. Pompaya giren kuvvette iki bileşene ayrılabilir. Bileşenlerden biri yine yaslanma kuvvetini oluşturur; diğeri ise pompanın dönüş yönündedir ve pompanın dönüşüne yardımcı olur. Diğer bir ifade ile bu bileşen pompayı döndüren motor torkuna eklenir ve iki kuvvet birden pompayı döndürmeye başlar. Pompanın daha da kuvvetle döndürülmesi türbininde o derece büyük bir kuvvetle dönmesi anlamına gelir. Bu nedenle de çıkış mili daha büyük bir torkla döndürülmeye zorlanır. Bu çekişin artması demektir Tork Aktarımı Prensibi Şekil 3.8. Tork aktarım prensibi 15

16 Konuya girerken tork aktarımı iki elektrik fanı kullanılarak anlatılmıştı. Burada fanların torku aktarabileceği fakat arttıramayacağı anlatılmıştır. Bununla beraber eğer sisteme bir hava kanalı eklenecek olursa yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi B fanından geçen hava kanaldan A fanı kanatçıklarının arkasına gönderilecektir. Bu B fanından geçerek gelen havanın kalan enerjisinin etkisiyle A fanının (dönmesine yardım edeceğinden) üflediği hava akışını arttıracaktır. Bir tork konvertörde, stator bu hava kanalının rolünü üstlenir Tork Aktarımı Tork konvertörde tork aktarımı, daha önce anlatıldığı şekilde, türbin kanatçıklarından geçen yağın stator kanatçıkları tarafından tekrar pompa üzerine döndürülmesiyle sağlanır. Bir başka deyişle, pompa motordan gelen torkla ve bu torka türbinden gelen torkun eklenmesiyle döndürülür. Yani, pompa vites kutusu için gereken torku motordan gelen orijinal torku arttırır. Tork konvertörün pompası içinde bulunan yağın dönme hareketinden oluşan merkezkaç kuvvet etkisi ile yağı türbinin kanatçıklarının içine boşalttığı zaman yağ zerreleri üzerinde etkili olan merkezkaç kuvvet türbini döndürmeye zorlar. Pompanın devri ile türbinin devri arasındaki fark ne kadar büyük olursa konvertörün tork çoğaltması da o derecede büyük olur Tork Konvertörün Verimi Üç Elemanlı Tork Konvertörler: Şekil 3.9. Üç elemanlı tork konvertör Şekil 3.9. da bir tork konvertör şematik olarak gösterilmektedir. Normal hidrolik kavramadan tek farkı statordur. Stator, yağın sahip olduğu ısı enerjisini, akışa yön vererek pompaya gönderir ve dolayısı ile de fazla ısınması önlenmiş olur. 16

17 Pompaya daha hızlı yağ akışı sağlanacağından momenti arttırır. Devir arttıkça stator ortada boşta kalacak ve normal hidrolik kavrama konumuna gelecektir. Şekil da üç elemanlı bir tork konvertörün verimindeki değişikliğin türbin ile pompanın tork ve devir oranları arasındaki ilişki görülmektedir. Tork konvertörün tüm parçaları dururken verimi sıfırdır. Türbin ile pompanın devirleri arasındaki oran arttıkça verimi de artmaktadır. Aynı zamanda Türbinin devri minimumdan maksimuma çıkarken torku da maksimumdan minimuma inmeye başlar. Türbin ile pompanın devir oranları arttıkça verim maksimuma ulaşır. Belli bir orandan sonra artık verim azalmaya başlar çünkü devirler arası tork iletimi azalmaktadır. Yine belli bir devir oranından sonra (K noktası) artık tork konvertörün etkisi kalmaz ve sistem artık normal hidrolik kavrama gibi çalışmaya başlar. Artık bu noktadan sonra pompa ile türbin torkları eşittir. Grafik Tork konvertörde türbin ile pompanın tork ve devir oranlarının verimi ile ilişkisi 17

18 Örnek: Bir tork konvertörde 2.7 tork artışı türbin pompa devir oranının %32 olduğu hızla iken elde edildiğine göre bu durumda tork konvertörün verimi nedir? Çözüm: Beş Elemanlı Tork Konvertör: Beş elemanlı bir tork konvertörün şematik resmi aşağıda gösterilmiştir, bu tork konvertörün çalışma grafiği ise çalışması ile birlikte şekil 3.12 de sunulmuştur. Şekil Beş Elemanlı tork konvertör Tam yüklü durumu: Taşıt yüklü iken harekete geçme esnasında veya yokuş yukarı çıkma zamanlarında maksimum torka ihtiyaç duyar. 1. pompadan türbine gelen akışkan türbini terk ederken yağın akış açısı 2. Stator ve 1. Stator tarafından değiştirilir. Böylece akışkan dönüş yönünde statorları terk eder. Bu çalışma durumunda her iki statorda tek yönlü kavramalar ile kilitlenmiş durumdadır. Bu esnada tork artışı 2.2 ye kadar yükselir. Bu çalışma durumunda 2. Pompanın bir fonksiyonu yoktur, çünkü tek yönlü kavrama ile serbest dönüşe bırakılmıştır. 2. Pompa devri 1.Pompa devrinden mutlaka fazla olmalıdır değilse sistem kilitlenir. 18

19 Şekil Tork konvertörde motorun yük durumuna göre türbin ile pompanın tork ve devir oranlarının verimi ile ilişkisi Orta yük hafif ivme durumu: orta yük altında türbin hızlanarak 1.Pompa devrine yaklaşır. Bu çalışma durumunda türbin kanatlarını terk eden akışkanın yönünü değişip 2. Statoru serbest duruma geçirecektir. Bu durumda 1. Stator hala kilitli durumdadır. Görevi bu şartlardaki akışkanın yönünde hafif bir değişim meydana getirmektir. Statoru terk eden akışkan artık 2. Pompayı döndürmeyip kilitleyecektir. Böylece 2. Pompa akışkana ileri doğru bir hareket vererek 1. Pompaya yardımcı olacaktır. Hafif yük sabit hız durumu: bu şartlarda tork konvertör artık bir hidrolik kavrama gibi çalışır. Pompa ve türbin devirleri birbirine yakındır. 1.Stator ve 2.Stator çözülmüş (serbest) durumdadır. TK = Tork konvertör verimi N P = Pompa gücü M T = Türbin torku n T = Türbin devri M P = Pompa torku n P = Pompa devri N T = Türbin gücü TK = N T / N P* 100 TK = n T *M T /n P *M P*

20 Örnek: Bir tork konvertörde 2,7 tork artışı; türbin, pompa devrinin % 32 si hızda dönerken elde ediliyor. Tork konvertörün verimi ne kadardır? Çözüm: M T /M P = 2,7 Nm n T /n P = 0,32 d/d TK = 2,7*0,32 TK = 0, Tork Konvertörlü ve Tork Konvertörsüz Kavramaların Eğrileri Şekil Tork konvertörlü olan araçta vitesler ve çekiş kuvvetleri Şekil Tork konvertörü olmayan araçta vitesler ve çekiş kuvveti grafikleri 20

21 4. PLANET DİŞLİ SİSTEMLERİ Bir planet dişli seti, birbiriyle irtibatlı dişli grubundan oluşur. Dişli grubu içinde, bir güneş dişli, birkaç pinyon dişli, dişlilerini çevre dişlilerine bağlayan bir planet taşıyıcı ve bir yörünge dişli bulunur. Bu dişlilere "planet" dişliler de denir. Çünkü pinyon dişliler güneşin etrafında dönen gezegenlere (planetlere) benzerler. Planet dişliler çıkış devrini veya çıkıştaki dönme yönünü değiştirerek, nihai dişli grubuna (diferansiyele) aktarır. Planet dişli grubu içinde, çıkış devrini değiştiren planet dişlileri, planet dişlilerin çalışmasını kontrol etmek için hidrolik basınçla devreye giren kavrama ve frenler, motor gücünü aktarmak için miller yumuşak çalışmasını sağlayacak yataklar yer alırlar. Planet dişli grubunun rolü; a) Sürücünün istekleri ve sürüş koşullarına göre gerekli tork ve dönüş hızını sağlamak b) için değişik dişli oranlarını sağlamak. c) Geri hareket için geri vites konumunu sağlamak. d) Araç dururken motorun rölanti de çalışmasını mümkün kılmak için boş vites konumunu sağlamak. Şekil 4.1. Planet dişli 21

22 4.1. Avantajları Sessiz çalışır. Bir planet dişli sistemi ile çeşitli hareketler sağlanabilir. Yüksek moment artışı sağlanabilir. Az yer kaplar. Sürücüye kullanımda kolaylık sağlar. Aracın aynı viteste değişik hız ve momentini sağlar. Hızlı gitmek için gaz pedalına sonuna kadar basmaya gerek yoktur. Gaz pedalına fazla basılmadığı için yakıttan tasarruf eder Kullanım Alanları Planet dişli sistemleri; Otomatik vites kutularında, Marş motorlarında, Tekstil makinelerinde, Direksiyon sisteminde, Uçaklarda, Ev aletleri ve tornavidalarda, Bisiklette, Ve daha birçok yerde kullanılır. a) Marş motorlarında Redüksiyonlu tip marş motorlarında planet dişli sistemleri kullanılır. Şekil 4.2. Marş motoru 22

23 b) Direksiyon sisteminde BMW X5 modellerinde direksiyon milinin çıkışına planet dişli sistemi yerleştirilmiştir ve bir elektromotor ile kontrol edilmektedir. Şekil 4.3. Direksiyon sistemleri c) Uçaklarda Pistonlu uçak motorlarında 300 hp üzerinde pervane hızını sabit tutmak için planet dişli sistemi kullanılır. d) Bisikletlerde Bazı özel yarış ve dağ bisikletlerinin arka tekerleğinin göbeğine planet dişli sistemi yerleştirilmiştir. Şekil 4.4. Bisikletlerdeki planet dişli e) Tornavidalarda Batarya ile çalışan tornavidalarda hızı ve gerektiğinde tam tersine torku arttırmak için planet dişli sistemi kullanılır. 23

24 4.3. Planet Dişli Sisteminin Çalışması Planet dişli sisteminin temel prensibi bir dişliyi sabit tutmak, bir dişliye hareket vermek ve diğer dişliden hareket almaktır Parçaları 1- Güneş dişli 2- Yörünge dişli 3- Pinyon dişliler ve taşıyıcı Hareket Çeşitleri Planet dişli sisteminde 7 farklı hareket çeşidi vardır. ( Not: Kırmızı: Sabit dişli Turuncu: Hareketin verildiği dişli Yeşil: Hareketin alındığı dişli ) 1. Hareket Güneş dişli sabit tutulup hareket yörüngeden verilirse taşıyıcıdan aynı yönde hız azalarak, tork artarak alınır. R = (ZY + ZG)/ZY Şekil 4.5. Planet dişlideki birinci hareket 24

25 G= Sabit, Y= Hareket girişi, T = Hareket çıkışı ZG= 18 ZY= 42 ny =3000 d/d ZP= 10 nt =? R = (ZY + ZG)/ZY =(42+18)/42 = 1,428 nt = ny / R = 3000 / 1,428 = 2100,8 d/d 3000 d/d 2100,8 d/d 2. Hareket Güneş sabit tutulup hareket taşıyıcıdan verilirse yörüngeden aynı yönde hız artarak, tork azalarak alınır. R = ZY/(ZY+ZG) Şekil 4.6. Planet dişlideki ikinci hareket G= Sabit, Y= Hareket çıkışı, T = Hareket girişi ZG= 18 ZY= 42 nt =3000 d/d ZP= 10 ny =? R = ZY/(ZY+ZG) =42/(42+18)= 0,7 ny = nt / R = 3000 / 0,7 = 4285,7 d/d 3000 d/d 4285,7 d/d 25

26 3. Hareket Yörünge dişli sabit tutulup hareket güneş dişliden verilirse taşıyıcıdan aynı yönde hız azalarak, tork artarak alınır. R= (ZY+ZG)/ZG Şekil 4.7. Planet dişlideki üçüncü hareket G= Hareket girişi, Y= Sabit, T = Hareket çıkışı ZG= 18 ZY= 42 ng =3000 d/d ZP= 10 nt =? R= (ZY+ZG)/ZG =(42+18)/18= 3,333 nt = ng / R = 3000 / 3,333 = 900,09 d/d 3000 d/d 900,09 d/d 4. Hareket Yörünge sabit tutulup hareket taşıyıcıdan verilirse güneşten aynı yönde hız artarak, tork azalarak alınır. R= ZG/(ZY+ZG) 26

27 Şekil 4.8. Planet dişlideki dördüncü hareket G= Hareket çıkışı, Y= Sabit, T = Hareket girişi ZG= 18 ZY= 42 nt =3000 d/d ZP= 10 ng =? R= ZG/(ZY+ZG) =18/(42+18)= 0,3 ng = nt / R = 3000 / 0.3 = d/d 3000 d/d d/d 5. Hareket Taşıyıcı sabit tutulup hareket güneşten verilirse yörüngeden ters yönde hız azalarak, tork artarak alınır. R = ZY / ZG 27

28 Şekil 4.9. Planet dişlideki beşinci hareket G= Hareket girişi, Y= Hareket çıkışı, T = Sabit ZG= 18 ZY= 42 ng =3000 d/d ZP= 10 ny =? R = ZY / ZG = 42/18 = 2,333 ny = ng / R = 3000 / 2,333 = 1285,89 d/d 3000 d/d 1285,89 d/d 6. Hareket Taşıyıcı sabit tutulup hareket yörüngeden verilirse güneşten ters yönde hız artarak, tork azalarak alınır. R = ZG / ZY 28

29 Şekil Planet dişlideki altıncı hareket G= Hareket çıkışı, Y= Hareket girişi, T = Sabit ZG= 18 ZY= 42 ny =3000 d/d ZP= 10 ng =? R = ZG / ZY = 18/42 = 0,428 ng = ny / R = 3000 / 0,428 = 7009,34 d/d 3000 d/d 7009,34 d/d 7. Hareket İki elemana aynı ayda hareket verilirse veya iki eleman birbirine bağlanırsa sistem kilitlenir ve hareket 1/1 oranında geçer. Şekil Planet dişlideki yedinci hareket 29

30 4.4. Dişli Oranlarının Hesaplanması 4000 d/d giriş hızı olan 5 ileri bir otomatik transmisyonun her vitesteki çıkış hızını hareket iletimlerini takip ederek hesaplayalım. 1. Vites Şekil Birinci vites hareket iletimi 2. Vites R= (27/(61+27))x(108/41)x(80/20)= 3, /3,2328= 1237,31 d/d Şekil İkinci vites hareket iletimi R=((61+27)/27)x((67+41)/41)x(20/(60+20)= 2, /2,1463= 1863,67 d/d 30

31 3. Vites Şekil Üçüncü vites hareket iletimi R=((61+27)/27)x(41/(67+41))x((60+20)/60)= 1, /1,6497= 2424,68 d/d 4. Vites Şekil Dördüncü vites hareket iletimi R=1/1= /1= 4000 d/d 31

32 5. Vites Şekil Beşinci vites hareket iletimi R=(61/(61+27))x(67/(67+41))x((60+20)/60)= 0, /0,5733= 6977,15 d/d Geri vites Şekil Geri vites hareket iletimi R=(61/27)x(41/(67+41))x((60+20)/20)= 3, /3,4307= 1165,95 d/d 32

33 5. MEKANİK VE HİDROLİK DEVRELER 5.1. Mekanik Devre Mekanik Sistemde Viteslerin ve Hareketlerin İletilmesi Üç vitesli otomatik vites kutusu Birinci vites durumu Birinci vites hesabı Şekil 5.1. Birinci vites durumu Mdg=125 Nm Ng=3000 d/d Mdç=125*2,1875*0,9*0,9 Mdç=221,48 Nm Ndç=3000/2,1875 Ndç=1371,42 d/d İkinci vites durumu Şekil 5.2. İkinci vites durumu 33

34 İkinci vites hesabı Mdg=125 Nm Ng=3000 d/d Mdç=125*1,4571*0,9*0,9 Mdç=147,83 Nm Nç=3000/1,4571 Nç=2058,8 d/d Üçüncü vites durumu Üçüncü vites hesabı ŞEKİL: 5.3 Üçüncü vites durumu Mdg=125 Nm Ng=3000 d/d Mdç=125*1*0,9*0,9 Mdç=101,25 Nm Nç=3000/1 Nç=3000 d/d Geri vites durumu Şekil 5.4. Geri vites durumu 34

35 Geri vitesin hesabı Mdg=125 Nm Ng=3000 d/d Mdç=125*2,1875*0,9*0,9 Mdç=221,48 Nm Ndç=3000/2,1875 Ndç=1371,42 d/d 5.2. Hidrolik Devre Hidrolik kumanda sistemi içinde yağ deposu gibi görev yapan bir yağ kerteri; hidrolik basıncı yaratan bir yağ pompası; çeşitli görevleri olan valfler; ve kavramalara, frenlere ve hidrolik sistemin diğer elemanlarına yağı gönderen hidrolik kanal ve borular bulunur. Hidrolik kontrol sistemindeki çoğu valf, planet dişliler altındaki valf gurubunda yer alır Hidrolik Kontrol Sisteminin Rolü Tork konvertöre vites kutusu yağının gönderilmesi Yağ pompası tarafından üretilen hidrolik basıncını düzeltmek Motor yükü ve araç hızını hidrolik sinyallere çevirmek Planet dişli gurubunun çalışmasını kontrol etmek için kavrama ve frenlere hidrolik basıncın uygulanması Dönen parçaların hidrolik yağ ile yağlanması Tork konvertörün ve vites kutusun hidrolik yağ ile soğutulması Hidrolik Kumanda Elemanları Yağ Pompası Yağ Süzgeci Hidrolik Kontrol Ünitesi Vakum Kapsülü Frenler Kavramalar ve tek yön kavramaları 35

36 Yağ pompaları Pompa yağı, karterden emilerek pompanın çıkış tarafından basınçlı olarak alınan yağ basınç düzenleme supabı tarafında kontrol altına alınır. Pompanın bastığı yağın basıncı istenilenin üstünde olursa supap açılır ve basıncın fazlası kartere tahliye edilir. Böylece ana devre basıncı oluşturulmuş olur. Sistemde ek olarak el ile kontrol edilebilen kontrol supabı vardır. Sürücü aracı birinci vitese geçirebilmek için elle kumandalı supabı bir çubuk bağlantısı ile hareket ettirir. Motor tarafından çalıştırılan hidrolik dönmeye başlayınca devreye yağ basar. Basınç altında iken bu yağ elle kumandalı bu supap üzerinden servoya gider ve bandı sıkıştırarak güç iletimini sağlar. Kanatçıklı tip pompa Şekil 5.5. Kanatçıklı tip yağ pompası 36

37 Rotor tip pompa Şekil 5.6. Rotor tipi yağ pompası Pompa; karterden hidrolik yağı çekerek hidrolik sisteme basar, sistem basıncının sabit kalması için hidrolik devreye bir basınç düzenleme supabı konulmuştur, bu supap sistem basıncından fazla hidrolik yağı kartere kaçırır. Şekil 5.7. Dişli tip yağ pompası 37

38 Yağ süzgeci Şekil 5.8. Yağ süzgeci Hidrolik kontrol ünitesi Şekil 5.9. Hidrolik kontrol ünitesi Şekil Hidrolik kontrol ünitesi 38

39 Şekil Hidrolik kontrol ünitesi parçaları 1. Basınç vanası bilyesi 2. Basınç vana yayı 3. Basınç sınırlama vanası 4. Basınç sınırlama vanası contası 5. Seçme vanası yayı 6. Seçme vanası 7. Yönlendirme vanası 8. Geçiş vanası 1 9. İticiler 10. Geçiş vanası Yağ basıncı düzenleme vanası 12. Basınç düzenleme vanası yayı 13. Kapak 14. El vanası 15. Hidrolik blok 39

40 Şekil Hidrolik kumanda devresi Vakum kapsülü Vakum kapsülü motor devrine göre yağ basıncını düzenler. Şekil Vakum kapsülü 40

41 Frenler Frenler planet dişli bileşenlerinden birinden oluşan yağlı çok diskli frendir. Bu tip frenlerde vites kutusu kutusuna sabitlenmiş pleytler ve her planet dişli gurubu ile beraber dönen diskler, planet dişli bileşenlerinden birini hareketsiz kılmak için birbirine karşı hareket ettirdiler. Diğer tip bant frendir bu tip frende bir fren bandı planet dişli bileşenlerinden birine bağlı fren tamburu çevreler hidrolik basınç fren bandına etkiyen piston üzerine uygulandığı zaman fren bandı planet dişli bileşenlerini hareket siz bırakmak için sıkar. Şekil Frenler 41

42 Şekil Frenler Frenlerin otomatik vites kutusunda planet dişlilerin her bir parçasını kilitleyerek dişli oranlarını kontrol etme görevi vardır. 5 vitesli otomatik vites kutusunda farklı tipte firenler kullanılmıştır. Bunlar; iki çok diskli fren ve tek bantlı fren. Çok diskli fren: Plaka kavramalarla aynı prensipte çalışır. Ayrıca hidrolik olarak basınç uygulanan iki kavramam plakası setine sahiptir. Planet dişlinin hareketli parçalarını tahrik eden kavramaların tersine, çok diskli frenler bu hareketli parçaları durdurur. Bant frenler: Bant frenler otomatik vites kutusunda çok diskli frenler ile aynı görevi üstlenmiştir. Fakat kavrama plakaları birbirlerin üzerine itilmez. Bunun yerine bant frenler bir hidrolik silindirle devreye girer. Bu çizimde planet dişlisine ait güneş dişlisinin fren uygulandığında kilitlendiğini görebilirsiniz. 42

43 Frenleme bantları Frenleme bantlarının çalışması Frenleme bandı çelikten yassı bir şerit şeklinde olup iç tarafına balata yapıştırılmış ya da perçinlenmiştir. Kampanayı çepeçevre sarar bandın bir ucu sabitleştirilmiş veya sabit dayanağa dayandırılmıştır, diğer ucu servo tarafından çalıştırılan bir çubuğa bağlanmıştır. Bu düzenleme ile bant sıkıştırıldığı zaman kampanayı sabit tutar hareketinden alıkoyar. Şekil Frenleme bantları Kavramalar Kavramalar motor torkunu ara mile iletmek için tork konvertöre planet dişlilere bağlar ve tork aktarımını kesmek için tork konvertöre planet dişlilerden ayırır. Günümüzde kullanılan modern araçlarında kavramaları devreye sokmak ve çıkarmak için hidrolik basınç kullanılır. 43

44 Şekil Kavramalar Tek Yönlü Kavramalar Tek yönlü kavramada bir iç zarf, bir de dış zarf ve bunların arasına yerleştirilen çekirdek veya rulmanlar bulunur. Planet dişli grubunda bulunan tek yönlü kavramanın görevi, yumuşak vites değişikliğini sağlamaktır. Tek yönlü kavrama ara tahrik dişliden motora hareket akışının iletilmesini sağlar. Fakat bu kavrama, torku sadece bir yönde aktarır. Eğer tek yön kavraması kavraşmamışsa motora hareket iletimi geçmez. 44

45 Çok Diskli Kavramalar Kavramanın disk demeti dönen ve döndürülen disklerden oluşmaktadır. Kavramanın içine yerleştirilen kavrama pistonu üzerine etkiyen hidrolik yağ basıncı ile diskleri veya plakaları birbirine doğru iter. Diskler birbirine itilince kavrama kavraşır. Eğer yağ basıncı düşünce ya da ortadan kalkınca oldukça kuvvetli olan yay kavramayı çözer ve diskler serbest kalır. Şekil Çok diskli kavramalar Vites Değişim Kontrolü Hidrolik kontrol sistemi, motor yükünü ve araç hızını hidrolik sinyallere çeviriler bu sinyallere bağlı olarak yol koşullarına uygun dişli oranlarını otomatik olarak değiştirmek için planet dişli kavrama ve fenlerine hidrolik basınç uygulanır. Vites değişimi aşağıdaki yolla hidrolik kontrol gurubu tarafından sağlanır. 45

46 Şekil Vites değişim kontrolü Hidrolik Devre Elemanları Vites değiştirme işinin otomatik olarak sağlanabilmesi için vites değiştirme supabının otomatik olarak hareket ettirilmesi gerekir. Bu görevi yapan ise governördür. Ana devreden gelen yağ basıncı önce governör hattına gönderilir, sonra vites değiştirme supabına yönlendirilir. Araç yol alamaya başlayıp hızlanınca hıza bağlı olarak governörün dönmesi artacaktır. Önceden ayarlanmış bir hızda governör supabı çevreye doğru çıkacak devreyi açacak ve yağ basıncının vites değiştirme supabına gitmesini sağlayacaktır. Governör basıncı belli bir değere ulaşınca vites değiştirme supabını iten yayın gerilimini yener ve supabı iter Vites değiştirme supabı yaya doğru itilince o ana kadar kapalı olan ana devre basıncı hattı açılır. Şekil Vites kol hareketleri 46

47 Elle kumandalı supap Elle kumandalı supabın kontrolü altında bulunan hat, düşük vites bandına gider. Aracı düşük ya da birinci vitese geçirebilmek için şoför bu supabı bir çubuk aracılığıyla hareket ettirir. Şekil El ile kontrol supabı. Supap açık konumdadır. Araç gazlandığı zaman tork iletilecek ve araç düşük vites durumunda ileriye doğru gidecektir. Şekil Düşük vites. Elle kumandalı supap açıldığı zaman basınçlı yağ servoya geçer ve bandı uygular. 47

48 Şekil Düşük vites. Elle kumandalı supap açıktır. Basınç, düşük vites bandına etkimektedir. Şekil Yüksek vites. Aracın hızı governörü açmış, governör de vites değiştirme supabını açmıştır. Ana devre basıncı supabın içinden geçerek servo pistonlarının üzerine uygulanır; bant çözülür; kavrama uygulanır. 48

49 Vites değiştirme supabı Şekil Vites değiştirme supabı. Supap kapalı konumda. Şekil Governör supabı. Kapalı konumda ana devre basıncının governör supabından geçemediğine dikkat ediniz. Araç düşük hızda olduğundan guvernörün merkezkaç kuvveti de azdır ve bundan dolayı ağırlıklar dışa çıkmamış ve hat açılmamıştır. 49

50 Vites konum supabı Şekil Vites konum supabı Vites değiştirme işinin otomatik olarak yapılabilmesi için devreye vites değiştirme supabı ve governör konulmuştur. Governör çıkış miline bağlı olduğundan governör hızı araç hızına eşittir. Governör üzerindeki ağırlıklar sayesinde merkezkaç kuvvetinin etkisi ile çalışır Hidrolik Kontrol Ünitesi Otomatik vites kutusunda hidrolik basınç çeşitli durumlarda kontrol amacıyla kullanılır. Hidrolik basınç tork konvertörü muhafazasında bulunan pompa tahrik dişlisi tarafından tahrik edilen ATF(Otomatik Transmisyon Yağı - Automatic Transmission Fluid) pompası tarafından sağlanır. Hidrolik kontrol ünitesi sürücünün istediği işlemle, aracın mevcut durumuyla ve diğer benzer faktörlerle ilgili sinyaller alır, bu sinyaller hidrolik şekle çevrilmiştir. Kontrol ünitesi içindeki valfler hidrolik sinyallere bağlı olarak çalışırlar, akışın olacağı kanalları değiştirirler. Örneğin 2. kavrama kanalına basınç verirken 1. kavrama kanalındaki basıncı boşaltarak 1. vitesten 2. vitese yumuşak bir geçiş yapmak mümkündür. Diğer tüm vites değiştirme işlemleri benzer şekilde yapılabilir. 50

51 Şekil Hidrolik kontrol ünitesi Bu iki basınç aralığıyla ünite, vitesi değiştirmek için vites değiştirme valflerini, üzerinde hidrolik basınç uygulanan vites kavramasını değiştirmek üzere harekete geçirir. Hidrolik kontrol ünitesi aşağıdaki valf gövdelerini içerir Şekil Vites kilit mekanizmaları 1. Servo valfi gövdesi 2. Governor valfi gövdesi 3. Tali valf gövdesi 4. Regülâtör valfi gövdesi 5. Ana valf gövdesi 6. Lock-up valfi gövdesi 51

52 Şekil Hidrolik kontrol ünitesi Governör valfi Governör valf, hat basıncını araç hızına bağlı olarak düzenler, araç hızı düşük olduğunda governör valf az açılır. Araç hızı yüksek olduğunda valf çok açılır. Bu şekilde hat basıncı o anki araç hızını temsil eden governör valfe göre düzenlenir. Şekil Governör valfi 52

53 Şekil Governör supabının çalışması Şekil Governor supabı açık konumda. Basınçlı yağ supap üzenden geçiyor. (A) diğer bir governörün kesiti. (B) 1-Dişli 2-Primer ağırlık 3-Yay 4-Supap 5-Sekonder ağırlık 53

54 Gaz kelebek supabı Motor yükünün algılanması gaz kelebeğinin açılması ve kapanması ile senkronize olarak hareket eden gaz kelebeği kullanılarak yapılır. Aracın düşük vitesten yüksek vitese geçme noktasını sabit olmaktan kurtarma çalışmaları; bunlar ile ihtiyaca ya da yük şartlarına göre otomatik olarak değiştirilebilen bir nokta karakterleri elde edilir. Şekil Gaz kelebek supabı. Yağ basıncı supap mekanizmasını itmek suretiyle yay gerilimini dengeler; çubuk ayarı, yayın gerilini ayarlar. Şekil Ventüri menfez etkisi Kick-down Sollamalarda (geçişlerde) gaz pedalının sonuna kadar basılarak vitesin küçültülmesi olayına denir. Böylece zoraki vites küçülterek geçişler rahatlıkla yapılabilir; araca çekiş kazandırılır. Pedala uygulanan güç azaltıldığında araç derhal vites büyültür ve normal seyrine devam eder. 54

55 Şekil Zoraki vites küçültme. Gaz kelebek çubuğunun itilmesi ile ana devre basıncı gaz kelebek supabının üzerinden vites değiştirme supabına ulaşır. Bu ilave basınç governör basıncını yener; vites değiştirme supabını kapatır Modülatör supabı Gaz kelebek supabının kontrollü çalışmasında hassas bir eleman olarak modülatör supabı kullanılır. Bu supap gaz kelebeği itme çubuğu yerine kullanılır ve motorun vakumundan yararlanarak çalışır. Şekil Vakum modülatörü. A Gaz kelebek basıncını kontrol altına alır. B Yükseklik duyarlı modülatör; içi boşaltılmış körüklere dikkat edilmelidir. 55

56 Tanzim supabı Tanzim supabı; hızın yavaş fakat gaz pedalına fazla basıldığı zamanlarda bant üzerindeki sıkıştırma kuvvetini arttırmak için kullanılır. Diğer bir deyişle çekişin fazla olduğu gidişlerde; ani gaz vermelerde bu supap servoya ilave basıncın gitmesini sağlar. Şekil Tanzim supabı. Yüksek değerdeki gaz kelebek basıncı, tanzim supabını açar, servoya ilave basıncı yollar. Tanzim basıncı ikinci servo pistonuna uygulanır Kullanılan Yağ Otomatik transmisyon yağı (ATF) otomatik vites kutusunda kullanılan hidrolik yağıdır. Bu hidrolik yağı hem tork konvertörü içinde hem de hidrolik kontrol ünitesinin içinde hidrolik yağ, dişli ünitesi içinde ise yağlama maddesi görevini görür. Ayrıca ATF, ATF pompası tarafından otomatik vites kutusunun tüm parçalarına gönderilir. 56

57 Şekil Otomatik transmisyon yağı Yağın soğutulması Şekil Yağın soğutulması 57

58 Beş vitesli otomatik vites kutusunun hareket iletimi Vites kolu D konumunda - Birinci vites İkinci vites Şekil Birinci vites hareket iletimi Şekil İkinci vites hareket iletimi 58

59 Üçüncü vites Dördüncü vites Şekil Üçüncü vites hareket iletimi Şekil Dördüncü vites hareket iletimi 59

60 Beşinci vites Geri vites Şekil Beşinci vites hareket iletimi Şekil Geri vites hareket iletimi 60

61 6. ELEKTRONİK KONTROL ÜNİTESİ Elektronik kontrol üniteli otomatik transmisyonlar, ne zaman vites değiştirileceğini belirlemek için elektronik kontrol modülü kullanırlar. Modül aynı zamanda tork konvertörün kilidinin ne zaman kapanıp ne zaman açılacağını belirler. Elektronik olarak mekanikten ziyade bu fonksiyonları kontrol ederek daha iyi sürüş kabiliyeti sağlar. Elektronik otomatik transmisyonlar, transmisyon hidrolik sistemi boyunca başlıca fonksiyonları (iç basınç, konvertör kilitleme, vites değişimi ve kavrama) kontrol etmek için bilgisayar kontrollü selenoidler kullanır. Şekil 6.1. Otomatik transmisyon elektronik kontrolü Otomatik vites kutuları, standart vites kutuları kadar olmasa da, rahatlık ve konfor talebine karşı yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomatik vites kutularının en yaygın problemi olan yakıt tüketimi ile vites değişim zamanlaması ve bundan doğan yakıt tüketimi elektronik kontrol sistemi ile bertaraf edilmiştir. Elektronik kontrollü vites kutularında sistem sensörleri EKÜ'ye motor hızı, motor yükü, taşıt hızı, gaz kelebek konumu, gaz pedal konumu, fren bilgisi, vites kolu pozisyonu gibi giriş bilgileri aktarmaktadır. EKÜ'ye gelen bu bilgiler doğrultusunda, kavramanın kavraşma-ayrılma, vites pozisyonlarını değiştirme, gaz verme-kesme, ani hızlanma ihtiyacında vites küçültme (kick-down) gibi işlemleri kendi program bilgilerine göre gerçekleştirmek üzere hareket elemanlarına sinyaller gönderir. 61

62 Şekil 6.2. EKÜ giriş çıkış sinyalleri Otomatik vites kutularının geliştirilmiş elektronik kontrollü tiplerinde giriş ve çıkış kontrol parametreleri arttırılmıştır. Örneğin, motor freni durumu ve ya vites değişimi esnasında yakıtı ve ya ateşlemeyi kesme gibi. Bu sistemlerde otomatik vites kutusu EKÜ sü bilgileri ya ateşleme-yakıt sistem EKÜ leriyle paylaşır yada bütünleşik sistemlerde tüm kontroller tek bir EKÜ tarafından gerçekleştirilir Elektriksel Bilgi Veren Elemanlar Vites Kolu Konum Sensörü Şekil 6.3. Vites kolu konum sensörü 62

63 Vites kolu konum sensörü (TR) vites kutusunun vites milinin üzerine gelen kısmına yerleştirilmiştir.vites milinin vites kolu kablosu aracılığı ile hareket ettirilmesi durumunda;tr algılayıcısı içinde yer alan sürgülü kontaklar yer değiştirir. TR algılayıcısı sinyalleri, aşağıdaki amaçlar için kullanılır: Vites kolu konumunun belirlenmesi, Vites kolunun R konumuna getirilmesi durumunda, geri vites lambasının devreye alınması, Vites kolunun P ve N konumuna getirilmesi durumunda, marş motoruna akım verilmesi Gaz kelebeği konum sensörü Şekil 6.4. Gaz kelebeği konum sensörü Gaz kelebeği konum sensörü gaz kelebeği gövdesi üzerine monte edilmiştir. Bu müşir gaz kelebeğinin açılma açısını voltaja çevirir ve gaz kelebeği açılma açısını sinyal olarak EKÜ ye gönderir. Kelebek konum bilgisi araç hızı ve motor devri ile birlikte vites değişim anını ve aktarılan torkun hesaplanması için kullanılır. EKÜ potansiyometreden (değişken direnç) gelen giriş ve çıkış gerilimini işleyerek kelebek konum bilgisini hesaplar. 63

64 Ue=Giriş gerilimi Us= Çıkış gerilimi Yağ Basınç Sensörü Şekil 6.5. Yağ basınç sensörü Vites kutusu karteri üzerine yerleştirilmiş olan yağ basınç sensörü, elektronik kontrol ünitesine ana hidrolik hattı basıncı hakkında bilgi gönderir. Gönderilen bu sinyal ile EKÜ; ana basınç hattı basınç değerini ayarlayarak düzene sokar. Sensör, ana basınç karşısında şekil alan, karşılıklı iki ölçme kamı ile donatılmıştır. Sensör 0 ve 5 volt arasında bir gerilim üretir. Besleme gerilimi: 5V tur. 64

65 Türbin Mili Devri Sensörü (TSS) Şekil 6.6. Türbin mili devir sensörü Türbin mili devir (TSS) sensörü vites kutusu giriş mili üzerinde vites kutusu gövdesine yerleştirilmiştir. Giriş hızı (türbin mili devri) sensörü bir manyetik çekirdek ve bir bobinden oluşur. EKÜ ye gönderilen bilgi, vites kutusu giriş mili dönme hızına göre değişiklik kazanan bir alternatif akımdır. Bu alternatif akımın besleme gerilimi 12 volttur. TSS sensörünün gönderdiği bilgiyi EKÜ şu işlevler için kullanılır: Vites işlemlerinin kumandası, tork dönüştürücüsü kavraması kaçırması kontrolü ve belirsizlik kontrolü için kullanılır Vites kutusu Çıkış Mili Sensörü (OSS) Çıkış mili devri (OSS) sensörü vites kutusunun diferansiyel içindeki rotor üzerine gelen kısmına yerleştirilmiştir. Vites kutusu elektronik beynine (EKÜ) iletilen bilgi, vites kutusu çıkış mili dönme hızına göre değişiklik kazanan bir alternatif akımdır. OSS sensörünün besleme gerilimi 12 V tur. EKÜ bu sinyalleri şu amaçlar için de kullanır: Vites değişim işlemlerinin zamanlamasının belirlenmesi, EKÜ ye araç hızı ile ilgili giriş sinyali sağlanması, vites değiştirme süresinin ayarlanmasında ve belirsizlik kontrolünün yapılmasında. 65

66 Kick- Down Sensörü Şekil 6.7. Kick-Down sensörü Bu sensör bir anahtar görevi görmektedir. Gaz pedalının hemen altındaki taban döşemesinin üstüne yerleştirilmiştir. Gaz kelebeğinin tam açılma açısı sınırını aşacak kadar gaz pedalına basıldığı zaman, kick- down anahtarı devreye girer ve motor EKÜ süne bir sinyal gönderir. Bu sinyal EKÜ tarafından güç zenginleştirmesi için kullanılır Vites Kontrol/Lock-up Kontrol Selenoid Valfi Bir piston valfinden ve buna hareket ettiren bir selenoid bobinden oluşurlar. Açılıp kapanmalarıyla, yağ akışının açılıp kapanmasına, dolayısıyla vites değişim ve lock-up aralığına karar verirler Elektronik Kontrollü Otomatik Vites Kutuları Otomatik vites kutuları, standart vites kutuları kadar olmasa da, rahatlık ve konfor talebine karşı yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektronik kontrol sistemleri yaygınlaşmadan önce otomatik vites kutuları tamamen hidrolik devrelerle çalıştırılmaktaydı. Ancak elektronik kontrol sistemleri otomatik vites kutularının verimlerini yükselterek, yakıt tüketimine olan olumsuz etkilerini azaltmıştır. Otomatik vites kutuları, motordan hareketi bir tork konvertör vasıtasıyla almaktadırlar. Planet dişli sistemi, ister yüksek hız tertibatı (over drive), isterse otomatik vites kutusunda kullanılsın, sistemin devreye girmesini sağlayacak, mekanik, elektronik ya da hidrolik kumanda sistemine ihtiyaç vardır. Bu kompleks işlemler elektronik kontrol sistemleriyle çok kolay gerçekleştirilebilir. 66

67 Şekil 6.8. Elektronik kontrollü vites kutusu Şekil 6.9. Elektronik kontrollü otomatik vites kutusu blok şeması 6.3. Vites Kutusu Yönetim Ünitesi Otomatik vites kutularında vites değişimleri, temelde motor hızı, motor yükü bilgileriyle ve diğer bilgilerle senkronize olarak, ilgili selenoid valfler vasıtasıyla ilgili kavramaya hidrolik basınç göndermek suretiyle sağlanır. Genelde çıkış elemanı bir hidrolik kontrol ünitesi olduğundan bu bilgiler doğrultusundan elektro hidrolik kontrol ünitesi (modülatör) gerekli hidrolik basınç 67

68 seviyelerini EKÜ den gelen sinyallere göre ayarlar. Bir diğer çıkış elemanı olan gösterge ise sistemde herhangi bir arıza olduğunda sürücünün uyarılması amacıyla kullanılır. Şekil Vites kolu yönetim ünitesi Vites kutusu yönetim ünitesi girdileri Püskürtme Süresi Motor Devri Gaz Kelebeği Konumu Motor Suyu Sıcaklığı Aktüel Vites Vites Değişim Parametreleri Vites Kolu Konumu Seçilen Vites Programı Vites Kutusu Çıkış Devri Vites Kutusu Yağ Sıcaklığı Türbin Devir Sayısı Sensörü Yağ Sıcaklık Sensörü Çıkış Devir Sayısı Sensörü Fren Program Seçici 68

69 Vites kutusu yönetim ünitesi çıktıları Elektrikli Basınç Valfleri Manyetik Valfler 6.4. Dış Sistemler 1 Otomatik güç kontrolü EC AT kontrol ünitesi otomatik olarak D konumunda sürüş koşullarına bağlı olarak Normalden Güç (Power) moduna geçer. Gaz pedalına basma hızı ve D Konum Düğmesinden gelen verilere göre araç Güç Moduna geçer. D Konum Düğmesi ve kelebek açıklık açısı standarttan küçük ise Power Modundan Normal Moda geçiş gerçekleşir. 2 Yakıt kesme kontrolü Vites arttırılırken (1-2, 2-3) EC AT Kontrol ünitesi Motor Kontrol Ünitesine torku düşür sinyali gönderir. Motor koşulları yakıt kesme kontrolüne olanak verdiğinde, motor kontrol ünitesi EC AT Kontrol Ünitesine tork düşürüldü sinyali gönderir. 3 O/D (Hız Vitesine) Geçişi önleme Araca fazla yüklenilmesi veya yokuş yukarı çıkılırken O/D önleme sinyali alınır veya otomatik vites kutusu yağı sıcaklığı düşük olduğunda O/D ye geçiş önlenir. 4 Devre basınç kontrolü EC AT kontrol ünitesi devre basıncı selenoid valfini, gaz kelebeği konum sensöründen alınan verilere göre, değişim basıncını düzenlemek için kontrol eder. Gaz pedalına basma hızı ve D Konum Düğmesinden gelen verilere göre araç Güç Moduna geçer. D Konum Düğmesi ve kelebek açıklık açısı standarttan küçük ise Power Modundan Normal Moda geçiş gerçekleşir. 69

70 5 Selenoid valfler Selenoid valfler vites kutusundaki ilgili valflerin harekete geçirilmesini ve ya ilgili valfdeki devre basıncını ölçerler.vites kutusu karterinde bulunan selenoid valf ünitesinde aşağıdaki valfler bulunur. Şekil Selenoid valf ünitesi A Selenoid Valfi (1-2 Vites Değişimi) B Selenoid Valfi (2-3 Vites Değişimi) C Selenoid Valfi (3-4 Vites Değişimi) Selenoid Valf (Devre Basıncı) 1-2,2-3,3-4 Vites geçişi selenoid valfleri Bu selenoid valfler 1-2, 2-3, 3-4 vites değiştirme valflerine uygulanan devre basıncını kontrol eder. Devre basınç selenoid valfi Bu valf, devre basıncını kontrol etmek için değişim basıncını kontrol eder. Kilitleme selenoid valfi Bu valf kilitleme kontrol valfini kontrol eder. 70

71 6.5. Programların Yönetimi Elektronik Beyin, hafızada bulunan önceden belirlenmiş vites değişim kademeleri içinden, çalışma şartlarına hangisi uygunsa onu seçer. Bu seçimde sürücünün davranışlarını, motor yükünü, yol durumunu (yokuş) ve aracın diğer çalışma parametrelerini dikkate alır. Sistem sürücünün davranışlarına göre vites değişim kademesini belirler. Bunun için dikkate alınan bilgiler: Gaz kelebeğinin hızı, Gaz kelebeğinin konumu, Araç hızı, Ortalama gaz kelebeği hızı, Ortalama gaz kelebeği konumu Bu bilgilere göre üç vites değişim kademesi mümkündür; Ekonomik Normal Spor Her ilk harekete geçişte sistem, ''ekonomik kullanım şekline geri döner. Motor yükünün ve yokuşunun dikkate alınması Sistem, aracın içinde bulunduğu yük ve yokuş durumuna göre, bir vites değişim kademesi belirler. Buna aracın üç koşulunu inceleyerek yapar. Bunlar; Gaz kelebeği konumu Tork değişimi Ortalama tork değişimi Buna göre elektronik beyin üç vites değişim kademesi seçer; Yavaş hızlanma, Ani hızlanma, Yavaşlama, motor freni Bu seçimde uzun vade 7 sn dir. 71

72 EC-AT NİN HİDROLİK KONTROLLÜ (HAT) İLE KARŞILAŞTIRILMASI Şekil EC-AT nin hidrolik kontrollü ( HAT ) ile karşılaştırılması 72

73 6.6. BAZI TAŞITLARDAKİ UYGULAMALAR Honda hidrolik devre şemaları a) D3 D4 Birinci Vites Durumu Şekil Birinci vites devresi AÇIKLAMA Vites kontrol selenoid A valfi kapandığında ve B valfi açıldığında, 1-2 vites valfi modülatör basıncı ile yay kuvvetini yenerek sağa kayar. Bu valf, 2. kavramaya basınç uygulanışına izin vermez ve 2. kavramaya güç iletilmez. 73

74 b) D3 D4 İkinci Vites Durumu Şekil İkinci vites devresi AÇIKLAMA 1-2 vites valfi hidrolik yağ akışı 1. viteste olduğu gibidir. Aracın hızı arttığında ve belli bir değere ulaştığında selenoid A valfi açılır. Sonuçta 1-2 vites valfi sola kayar ve 2-3 vites valfi yolu ile 2. vites kavramasına giden kanalı açar. 74

75 c) D3 D4 Üçüncü Vites Durumu Şekil Üçüncü vites devresi AÇIKLAMA 1-2 ve 2-3 vites valflerine hidrolik yağ akışı,2. viteste olduğu gibidir. Araç belli bir hıza ulaştığında vites kontrol selonoid B valfi kapanır.2-3 vites valfi,3-4 vites valfinden 3. vites kavramasına giden kanalı açmak için sola kayar. 75

76 d) D4 Dördüncü Vites Durumu Şekil Dördüncü vites devresi AÇIKLAMA 1-2, 2-3 ve 3-4 vites valflerine hidrolik yağ akışı, 4. viteste olduğu gibidir. Araç belli bir hıza ulaştığında vites kontrol selonoid A valfi kapanır. 3-4 vites valfi manuel valf üzerinden 4. vites kavramasına giden kanalı açmak için sola kayar. 76

77 e) R - Geri Vites Durumu Şekil Geri vites devresi AÇIKLAMA Vites kontrol selenoid A valfi açıldığında ve B kapandığında, 1-2 vites valfi sola kayar. 1-2 vites valfinden servo valfe gelerek vites çatal milini geri vites konumuna getirir. Yağ servo valf ve manuel valfden geçerek 4. vites kavramasına gelir. 77

78 7. CVT SÜREKLİ DEĞİŞKEN TRANSMİSYON (Continuously Variable Transmission) 7.1. CVT Giriş Sürekli değişken hareket iletimi yani CVT (Continuously Variable Transmission) fikrinin ortaya atılması hemen hemen ilk otomobilin icadı ile başlayan ve sınırsız vites çevrim oranına sahip kademesiz bir vites kutusundan başka bir şey değildir. Şekil 7.1. Basit bir CVT yapısı Bugün için otomobilin motorundan tahrik tekerleklerine olan güç ve tork iletimi görevinin hemen hemen tamamını hem otomatik ve hem de manuel vites kutularında bulunan karşılıklı çalışan dişli çarklar gerçekleştirmektedir. Geçen yüzyıl boyunca otomobil imalatçıları ve transmisyon üreticileri alışılagelmiş vites kutusu tasarımlarını tekrar tekrar mükemmelleştirmeye çalışmışlar ve bu konuda kucak dolusu para harcamışlardır. Vites kutularının tartışılmaz üstünlüğüne ve egemenliğine rağmen CVT nin halen kullanılıyor olmasının temel 2 nedeni vardır. Birincisi; en son teknoloji CVT lerin otomobillere uygulanmasıyla sağlanan yakıt ekonomisi ve sürüş performansı açısından bugünün karmaşık ve pahalı vites kutularını karşılaması, bunların pratik ve ekonomik olma sınırlarına yaklaşmış olmalarıdır. 78

79 İkincisi ise; yakıt tüketimine ve egzoz emisyonuna dair giderek daralan sınır değerlere sahip yönetmelikler otomotiv mühendisleri üzerinde bir baskı oluşturmuş ve yüksek verimli, kararlı durumda çalışan motorların sınırlı devir sayısı kuşağı içerisinde çalıştırılması ve kullanılması durumunu düşünmelerine neden olmuştur. Taşıt hızına bakılmaksızın motor hızının kontrol edilebilmesi CVT lerin mükemmel olarak üstesinden gelebildiği bir durumdur. Bu da CVT yi oldukça çekici hale getirmektedir. CVT teknolojisinin sunduğu ve bu işin olacağına dair belirtileri tanıdıkça VDT, Ford, Nissan, Volvo, Honda, Fuji Heavy, BMW gibi şirketlerin niçin CVT lerin üretimi ve araştırma sahalarına yüksek miktarlarda yatırım yapmış olduklarını anlamak mümkün olabilir CVT konstüriksiyonu CVT: Tahrik momentini motordan alıp tahrik miline iletme görevini çok sık kullanılan manuel ve otomatik transmisyonların aksine, Hidrodinamik prensipleri kullanan mekanizmaları ve kasnak çaplarının değişmesi prensibini kullanmaktadır. Şekil 7.2. CVT prensibi Modern bir CVT sistemi; Temas yüzeyleri fazla derin olmayan koni şeklinde ve genişlikleri değişken bir çift kasnak arasında çalışan, çok sayıda plakadan oluşmuş çelik bir kayıştan meydana gelir (Şekil 7.2). Van Doorne mühendisleri işe ince çelik bantlardan oluşan bir kayış dizaynı ile başlamışlardır. 79

80 Fakat bantlar kasnaklar tarafından öylesine aşırı derecede yükleniyorlardı ki; hemen eğilip bükülmeye başlamışlardır. İkinci adımda bantların eğilmelerini önlemek için hareketli taşıyıcı çelik plakalar eklendi. Yapılan birkaç testten sonra mühendisler plakaların disklerin çevresinde birbirlerini iterek momenti iletecek şekilde davrandıklarını gördüler. Sonuç olarak itmeli blok V-kayışı V-şeklindeki plakalara bağlantılı olan çelikten yapılmış, ince, düz gerilim bantlarından oluşmuştur (Şekil 7.3). Yaklaşık olarak 300 adet plaka vardır ve her biri 2 mm kalınlığa, 25 mm genişliğe ve 12 mm derinliğe sahiptir. Şekil 7.3. CVT Çelik Kayış Konstrüksiyonu Kayış, yay çeliğinden yapılmış bantlar yardımıyla birbirleriyle uygun aralıklarda bir arada tutulan yüzlerce ince çelik plaka ihtiva eder ve temas yüzeylerinin fazla derin olmayan (sığ) koni şeklinde olmasından dolayı makaranın yüzeylerine açılmış 11 açılı V-yuvaları arasına oturur. Her makara kendi eksenleri etrafında dönüşlerini yaparken kayış üzerindeki elemanları aşağı doğru sıkıştırır. Bant kümeleri sürtünmeden sakınmak için karşılıklı olarak çok dar toleranslara sahiptir. 2 ile 6 mm arasındaki kalınlığa sahip plakalar, bantlar üzerinde serbestçe hareket edebilir ve birbirlerini ileriye doğru iterler (Şekil 7.4). 80

81 Şekil 7.4. CVT Çelik Kayış-Kasnak Sistemi Kısaca motor krank miline takılan giriş makarası temel olarak sıkıştırma ile yüklenen plakaları çıkış makarasına doğru iter ve onun dönmesine neden olur. Başka bir ifadeyle plakalar döndüren makaradan döndürülen makaraya doğru pompalanır. Plakalar sıkıştırma etkisi ile takıldıkları bantlar üzerinde gerginleşir, birbirlerini iterler ve plakalar ile makaralar arasındaki temas kuvvetleri nedeniyle giriş momenti enine yönde eksenel sürtünme kuvvetine dönüştürülür. Sürtünme kuvvetlerinin toplamı, döndüren makaradan döndürülen makaraya doğru momenti ileten plaka kümesinin üzerinde itme kuvveti oluşmasına neden olur. Döndürülen makarada itme kuvveti çıkış momenti şekline dönüştürülür. Bu şekildeki itmeli kayış kurgusu, klasik çekme kayışını paramparça edecek büyüklükteki momentlerin problemsiz iletilmesini sağlar. Bantlar pimler yardımıyla blok elemanlarına kilitlenir. Kısaca bir CVT sistemi temel olarak Şekil 7.5. da görüldüğü üzere Çelik kayış Çelik kayış bağlantıları (çelik plakalar) episiklik dişli düzeneği 81

82 Çok yüzeyli kavrama Ve hidrolik yağ pompası vb gibi birkaç temel elemandan meydana gelir. Şekil 7.5. Modern CVT Sistemi 7.3. CVT Tipleri 1. Hidrostatik CVT: Hidrostatik CVT sistemi, değişken stroklu hidrostatik bir pompa ve değişken hidrostatik bir motordan meydan gelir. Motor şaftı çıkış olarak alınırken pompa şaftı giriş olarak alınır. Pompa stroğunu, motor stroğunu ve sistem basıncını değiştirerek hız oranı ve çıkış momenti kontrol edilebilir. 2.PIV Zincir Tahrikli CVT: İki farklı yarıçaptaki makaraları birleştiren metalik bir zincir kayıştan meydana gelir. Döndüren ve döndürülen makaralardan her biri bir sabit döner oluklu ve bir kayar döner oluklu kasnaklardan meydana gelir.döndüren makara üzerindeki kayar oluk döndürülen makaranın diğer yüzüne yerleştirilir. Birbirine uyumlu bir şekilde döndüren ve döndürülen olukların her ikisi de hareket ettirilerek V-kesitli yivler içerisinde kayışın aşağı yukarı hareket etmesine izin verilir ve hız oranı değiştirilir. Bu tip kuruluş tarzı dönme eksenlerinin sabit kalmasına izin verir ve zincir kayış içerisinde oluşacak boşlukların önüne geçer. 82

83 3.Kumm Düz Kauçuk Kayışlı CVT: Konstrüksiyon ve çalışma prensibi bakımından PIV zincir tahrikli CVT ye çok benzer. Bununla birlikte göze çarpan farklı özelliği metal zincir kayışla karşılaştırıldığında kauçuk kayışın daha yüksek olan sürtünme katsayısıdır. 4.Çekme Güç Tahrikli CVT: Çekme tahriği sürtünmeli tahrikten prensip olarak tamamen farklı çalışır.bu sistem ortam olarak elasto-hidrodinamik akışkan filmi kullanır ve böylece döner makaradan diğerine gücü iletir. ki tane döner makara arasına püskürtülen akışkan psi gibi son derece büyük hidrodinamik basınca sahiptir. 5. Hidrodinamik CVT : Moment dönüştürücüler geçmişte hidrodinamik transmisyon olarak kullanılmışlardır. Hâlbuki günümüzde hız yerine çıkış momentini arttırmak için otomatik transmisyonlarda kullanılır. Sistem temel olarak bit türbin, stator, yöneltici pervane ve gücü ileten akışkandan oluşur Kesintisiz Hız Çevrim Oranları CVT basit olarak genişliği değişken, V-şekilli ve arasında kompozit çelik kayışın bulunduğu bir çift kasnaktan oluşur. Her kasnak iki adet ve her biri kısa, yarı konik yüzeyden meydana gelir. Kasnaklar mil üzerinde bulunur ve kasnakların bir yarısı mile katı bir şekilde monte edilirken diğer yarısı doğrusal bilyeli yuvalar üzerinde eksenel yönde kayma serbestliği olacak şekilde monte edilir. Değişken hız oranları birinci giriş kasnağı yardımıyla sıkı temas halinde bulunan kayışın efektif çapının arttırılması veya azaltılması sonucunda ve buna cevap olarak ikinci çıkış kasnağının çalışma çapında azalma veya genişleme yaratılarak elde edilir (Şekil 7.6). 83

84 Şekil 7.6. Hız Oranları Oluşumu Birinci giriş yarı kasnaklar eksenel yönde birbirlerine yaklaştıkları zaman, aralarında dönen V-şekilli kayış sıkıştırılır ve daha geniş çapta dönecek şekilde konik duvarlar üzerinde tırmanmaya zorlanır. Tam aksine kayış uçsuz ve genişlemeyen bir kayış olduğu için, ikinci çıkış kasnak yarıları birbirlerinden ayrılamaya zorlanır, bu hareket de kayışın içeriye, daha küçük çapa doğru harekete zorlar (n çıkış >n giriş ) (Şekil 7.6.b). Bunun tersi olarak ikinci çıkış yarı kasnakların birbirlerine doğru yaklaşacak şekilde çekilmesi sonuçta dönen kayışın çapının genişlemesine neden olur. Bu nedenle karşı tarafta kayışın sardığı birinci giriş kasnağının çapı düşürülür (n giriş >n çıkış ) (Şekil 7.6.a). 1:1 hız çevrim oranı her iki birincil ve ikinci kasnakların aynı kayış çapında çalışması ile sağlanır (n giriş =n çıkış ). Ford Fiesta örneğinde kasnaklar alt 2.6:1 ve üst 0.445:1 arasında daimi değişken bir çevrim oranı sağlar. Ayrıca kayış çıkış kasnağı mili ve son ayna dişli arasındaki 1.4:1 civarında çevrim oranına sahip bir ara dişli düzeni kullanılır Çevrim Oranı Kontrol Sistemi Değişik hız oranı kontrolu, birincil ve ikincil kayar kasnak servo silindirlerine yağ basıncını sağlayan düz dişli tip hidrolik bir pompa ve kontrol ünitesi ile elde edilir. Oluşan çıkış hızını düşürmek için kayar yarı kasnak eksenel yönde içeri veya yükseltmek için dışarı doğru uygun şekilde daha geniş birincil servo silindiri ile meydana getirilen basınç yardımıyla hareket ettirilir böylece hız oranı oluşumları kontrol edilir. 84

85 Kayışın kaymasını önlemek için gerekli silindir basıncı en düşük hız oranı oluşumunda ileri kaydırma için yaklaşık 22 bar ile en yüksek hız oranı oluşumu için yaklaşık 8 bar arasında değişir. Hız oranı oluşumu ve kayış kenetlenme yükü kontrolü birincil kasnak pozisyonu yol sensörü ile elde edilir. Şekil 7.7. CVT Sistemi Kısımları İleri ve geri yönde dönme ise tek bir episiklik dişli düzeneği ile sağlanır. Bu dişli düzeneği çok yüzeyli bir ileri kavrama ve birçok yüzeyli geri fren yardımıyla kontrol edilir. Kavrama ve fren ıslak tip (yağ içine daldırılmış) tir. İleri kavrama sadece tahriğin iletilmesinde kullanılmaz ayrıca sıfır hızdan kalkıştan itibaren harekete geçip hızlanma durumunda da başlangıç gücü sağlar. Episiklik dişli düzeneği üç setten oluşan çift planet dişli ve giriş ileri kavrama levhalarını taşıyan giriş uydu taşıyıcıdan meydana gelir. Planet dişlilerini aynı zamanda geri fren plakalarını döndüren içten dişli çember çevreler. Planet dişlilerin merkezi güneş dişlisidir ve birincil kasnak tahrik miline bağlıdır (Şekil 7.7). 85

86 7.6. Vites Pozisyonları ve Performans Karakteristikleri 1. Nötr veya Park (N veya P Pozisyonu) Nötr veya Park pozisyonu seçildiği zaman hem çok yüzeyli kavrama ve hem de fren ayrılır. Bu giriş planet taşıyıcı ile tahrik edilen planet dişlileri ve çember dişlisinin birincil kasnak miline hiçbir güç iletmeksizin güneş dişli çevresinde serbest dönmeleri anlamına gelir. Park pozisyonu seçildiğinde ise, ilave özellik olarak ikinci kasnak mili üzerindeki ayna dişlisi ile bir kilitleme mandalı birleşir, böylece taşıtın istenmeden harekete geçmesi ve sürüklenmesi önlenir. 2. İleri (D veya L Pozisyonu) D veya L tahriğin seçilmesi ileri kavramayı enerji ile yükler. Böylece giriş motor tahriğinden sağ ve sol taraftaki planet taşıyıcılara ve planet pimlerine, tahrik edilmiş çok sayıda yüzey ve kenetlenmiş ileri kavrama üzerinden geçerek iletilir. Neticede birincil kasnak miline bağlı kavramanın dış kısmıyla nakledilir. İleri dişli tahriği, dişlilerin kendi kendilerine herhangi bir kısmi dönme hareketine neden olmadan planet dişli grubunun motor hızıyla tek vücut dönmesine neden olan direkt bir tahriktir. 2-A-İleri 1. Vites kutusu giriş milinden diferansiyele giden ileri vitesin güç aktarım güzergâhını işaretleyin. 86

87 3. Geri (R pozisyonu) Geri dişlisinin seçilmesi ileri kavramayı ayırır ve çok yüzeyli geri freni çalıştırır. Netice olarak iç çemberi dişli olan çarkı sabit tutar ve motordan gelen giriş hareketi planet taşıyıcıyı döndürür. Taşıyıcının ileri saat yönüne doğru dönmesi, iç çember dişli çarkın içerisindeki saat yönünün tersine 360 o dönmeye mecbur kalan dış planet dişlilerin kendi eksenleri etrafında dönmelerine neden olur. Bu hareket daha sonra iç planet dişlileri üzerinden geçerek dış planet dişlilere, oradan güneş dişlisine nakledilir. Çünkü daha dışarıdaki planet dişliler saat yönünde dönmeye zorlanır, kafes güneş dişli saat yönünün tersine hareket ettirilir, böylece motorun giriş hareketi ters yöne çevrilir. 2-B Geri vites 1. Vites kutusu giriş milinden diferansiyele giden geri vitesin güç aktarım güzergâhını işaretleyin. 87

88 Şekil 7.8. Motor Moment ve Hız Karakteristiğine Göre Vites Pozisyonları Örnek alınan taşıt için motor rölantide çalışıyor ve taşıt halen duruyorken D- tahriğin seçilmesiyle ileri kavrama yeterli transmisyon gücü üretecek şekilde birleşmeye başlar (Nokta1) (Şekil 7.8). Bu hafif eğimli yollarda taşıtın yararına olabilecek şekilde aracın ileri doğru sürüklenmesini sağlar. Gaz kelebeğinin biraz açılması, kavramanın tamamen birleşmesine ve aracın tamamen ileri doğru hareketine neden olur (Nokta 2). Gaz pedalına daha fazla basılması, motor hızına, yol hızına ve sürücünün isteklerine bağlı olarak hız oranını oluşturur. Daha çok açılan gaz kelebeği daha düşük hız çevrim oranı oluşumu ve karşılıklı olarak daha yüksek motor hızı oluşumu demektir. Minimum 1700 d/d civarında (Nokta 3) gaz kelebeğinin az miktarda sabit açılmasıyla, yol üzerinde elde edilebilecek yaklaşık 65 km/h lik taşıt hızı için mümkün olan en yüksek orana kadar hız oranı değişir. Eğer gaz kelebeği daha çok açılırsa (Nokta 4) hız oranı oluşumu bu sefer daha yüksek motor hızında gene artarak değişecektir. Gaz pedalına tamamen basılması motor hızının yaklaşık 4500 d/d civarında büyük bir hızla yükselmesine neden 88

89 olacaktır (Nokta 5) ve taşıt daha yüksek yol hızına ulaşana kadar motor hızı sabit kalacaktır. Eğer motor hızı halen yükselmeye devam ediyorsa maksimum yol hızına (Nokta 6) ulaşılana kadar makara sistemi çevrim oranını değiştirmeye devam eder, motor bu aşamada yaklaşık 5000 d/d hızda çalışmaktadır. Gaz kelebeği açılımının kısmen düşürülmesi, makara kombinasyonunun aşırı hız oranı oluşumunu gerçekleştirecek şekilde hareket etmesine neden olacaktır. Taşıtın sabit hızındaki sadece küçük bir azalma ile motor hızı düşürülür (Nokta 7). Taşıt sabit yol hızındayken daha fazla gaz kelebeği kısılması, aşırı hız oranının maksimum limitlere yaklaştığı (Nokta 8) hız çevrim oranı oluşumuna neden olur. Gaz kelebeğinin tekrar açılması, makara sistemini vites küçültme (kick-down) noktası (Nokta 9) civarına getirir ve elde hızlanma için ek güç kalır. Virajlarda ve tepeli yokuşlarda giderken L nin seçilmesi; motor freni sağlayan ek bir özellik kazandırır. Gaz pedalı bırakıldığında vites büyütmeyi engelleyerek tahrik şeklini değiştirir. Gerçekte makara kombinasyonunun düşük hız durumuna (Nokta 10) doğru hız oranı sağlamasına yol açar. Motor aşırı yük aralığı üzerinde 3000 ila 4000 d/d arasında çalışır. Sürekli değişken transmisyonun sağladığı çıkış momenti, ideal sabit güç eğrisine yaklaşır CVT nin Düz ve Otomatik Transmisyonlarla Karşılaştırılması CVT tüm motor hızlarında yüksek performans sağlar. Aynı zamanda yakıt tüketimi minimumda tutulur. Gaz pedalı konumundan, motor hızından ve momentinden gelen bilgiler mevcut seyir şartlarına göre CVT sistemini devamlı şekilde ayarlayan hidrolik kontrol sistemine gönderilir. Vites çevrim oranı motor yüküne ve aracın hızına bağlı olarak devamlı değiştirilir (Şekil 7.10). 89

90 Şekil 7.9. CVT Elektronik Kontrol Şeması CVT nin tabiatında mevcut olan verim, düz ve otomatik transmisyonların her ikisinin sahip olduğu verimden daha azdır (düz %85, otomatik %82, CVT %80 civarlarında). Bununla beraber CVT tarafından hız oranı sürekli olarak değiştirildiğinden motorun en uygun devir sayısı aralığında çalışmasına müsaade edilir ve böylece bir uçtan diğer uca olan aktarma organlarının verimi yükseltilir. Bu, bisiklete binen bir insanın hızlanacağı zaman buna bağlı olarak daha hızlı pedal çevirmesi yerine pedalı sürekli aynı uyum içinde çevirip vites değiştirmesini andıran bir olaydır. Ayrıca sıradan vites kutularının vites değişimleri sırasında meydana gelen kısa süreli güç kesintileri CVT de yok edilmiştir. Başka bir deyimle, hız oranı değişimi esnasında bile güç kesintisiz bir şekilde iletilebilir. Bu sürekli olarak vites değişimi uygulanan şehir içi ve otoban trafiğindeki seyir şartlarında yakıt tüketiminin azaltılmasında önemli bir rol oynar. İlave olarak CVT nin çevrim oranı aralığı daha geniş olduğundan daha düşük hızlarda çalıştırılan motorda daha az gürültü meydana gelir. 90

91 Yakıt Tüketimi Karşılaştırma Yakıt Tüketimi (lt/100km) Taşıt Hızı (km/h) 5 Kad. Düz Vites CFT 20 E 4 Kad. Otomatik Şekil Yakıt tüketiminin karşılaştırılması Şekil Çeşitli Çevrimlerde Deneysel Yakıt Tüketimi Karşılaştırmaları 91

92 Şekil İvmelenme ve Maksimum Hız Performanslarının Karşılaştırması Aynı çalışmada 4 kademeli vites kutusu ile CFT 20 E nin ivmelenme performansına etkisi karşılaştırıldığında CVT sisteminin daha iyi sonuç verdiği görülür (şekil 7.12.). BMW firması tarafından arkadan çekişli bir taşıtta 4 kademeli otomatik vites ve CVT uygulamasının karşılaştırılması sonucunda benzer şekilde CVT ile yakıt tüketiminde % 10 a varan azalmalar ve ivmelenmede %12 ye varan iyileşmeler sağlanmıştır CVT nin Bugünkü Durumu ve AR-GE Çalışmaları Avrupa Ford, Fiesta 1.3 lt. ve Escort 1.6 lt. 16-valve modellerinde CVT üretimine başlamıştır. Ford un Bordeaux daki üretim olanakları senelik kapasite olarak ünitedir ve yeni tesislerin ilavesi ile yıllık seviyesine genişleyeceği söylenmektedir. Bu arada, Fuji Heavy Ind. (FHI), senede yaklaşık adet sistem kapasitesinde üretim yeteneğine sahip olan kendilerine ait Oizumi fabrikalarında Van Doorne lisanslı CVT leri Subaru, Nissan ve Fiat için imal etmeye devam etmektedir. 92

93 CVT nin eksiksiz bir başarısı, küçük bir otomobil olan Nissan Micra dır. Avrupa Nissan ın ürün ve pazarlama stratejisi başkan yardımcısı olan Motoya Usami, Micra modellerinin şehir içinde güvenilir, şehirlerarası yollarda ise konforlu bir taşıt olmasını istediklerini ve bu yüzden de CVT nin doğal bir seçim olduğunu söylemiştir. Basit bir CVT üzerine elektronik kontrol üniteleri eklemişler ve buna N-CVT adını vermişlerdir. Dünya genelinde, Micra ların yaklaşık % 30 u CVT ile sipariş edilmektedir. Ayrıca Micra da sağlanan başarıdan sonra Nissan hem büyük hem de küçük otomobiller için CVT yi geliştirmektedir. Bu arada, daha büyük taşıtlar için daha ileri CVT ler, VDT ve ZF gibi Avrupa nın önde gelen transmisyon üreticileri tarafından geliştirilmektedir. ZF mühendisleri 1.5 lt. ve 2.5 lt. lik motorlara hitap edecek elektronik kontrollü CVT üniteleri geliştirmişlerdir. Model CFT 20E ZF-Econtronic adını verdikleri bu sistemi bir moment dönüştürücü ile donatılmış olup 210 Nm lik momentleri kullanabilecektir. Transmisyon karşılaştırılabilecek 4 kademeli otomatik transmisyondan % 10 daha az yakıt tüketimi sağlamıştır. Şirket 4 kademeli otomatik vites ile aynı fiyata, bir yıl içerisinde adet ünite satmayı planlamaktadır ve araştırma çalışmaları için 50 milyon DM ın üzerinde harcama yapmıştır. Van Doorne mühendisleri yeni geliştirdikleri CVT tasarımlarını iki tane Chrysler Voyager Minivan taşıtlarına yerleştirmişler ve yapılan yol testlerinde ivmelenme performanslarında iyileşme ve yaklaşık % 10 mertebelerinde yakıt ekonomisinde artış elde etmişlerdir. Muhtemelen bu kademesiz transmisyonların yeni yeni uygulanmasına ait en etkileyici örnek, Renault V10 motoru ile 800 HP gücündeki CVT tahrikli Canon-Williams Formula 1 yarış arabasıdır. Şimdiye kadar otomotiv endüstrisinde, CVT ler otomatik transmisyonların yerine sadece otomobillere takıldı. Motor ve transmisyon için komple olarak bir araya getirilmiş elektronik kontroller CVT nin sunduğu bütün olanakları elde etmek için kullanılmalıdır. Modern otomobillerde motorun elektronik olarak kontrol edilmesi 1980 senesinden beri kullanılan bir yöntemdir. Bununla beraber, elektronik olarak transmisyonun kontrolu daha az incelenme konusu olmuştur. CVT nin yeni imkânlar sunduğunu belirten Welty, sözlerine şöyle devam ediyor: Tam güçte, sürekli şekilde hızlanmanıza ve yolunuza devam etmenize 93

94 müsaade eder. Daha fazla motor gücü ile daha çok yakıt ekonomisi arasındaki çelişkiyi çözmek için en iyi şansın CVT tarafından sunulduğunu düşünüyoruz. Kayışların seri üretim yöntemlerindeki gelişmelerde amaç, kalite, kullanım kolaylığı, daha az maliyet ve üretimi arttırmaktır. Gerçekten de maliyetlerde halen hazırda çok göze çarpıcı düşmeler elde edilmiştir. Sistem fiyatları son 6 yıla nazaran yarı yarıya inmiştir. Önümüzdeki senelerde de fiyatlarda %30-40 dan daha fazla bir düşme beklenmektedir. Şekil Audi multitronik taşıt şeması 94

95 Şekil CVT ve çelik kayış Taşıt hızı (km /h) Taşıt hızı (km /h) Motor devri ( min -1 ) Motor devri ( min -1 ) Şekil Multitronik ve CVTnin motor devrine bağlı olarak taşıt hızlarının karşılaştırılması 95

96 8. DÜZ VE OTOMATİK SEÇİMLİ VİTES KUTULARI Günümüz araçlarında değişen teknolojiyle birlikte manuel ve otomatik vites kutularının dışında hem otomatik hem de manuel olarak kullanılabilen vites kutusular kullanılmaya başlanmıştır. Vites değişimleri manueldeki gibi sürücüye bırakılırken diğer yandan ise debriyaj olmayan, gaz kesmeden vites değişimi kendi kendine yapılabilen bir vites kutusu türüdür. Günümüzde Yarı Otomatik Vites Kutuları kullanıldıkları araçlara göre aşağıdaki gibi gösterilmiştir; Volkswagen ve Mercedes de Tiptronic Volvo da geartronic olarak adlandırılırlar Opel de Easytronic Alfa Romeo da Qtronic BMW de Steptronic Land Rover Peugeot 2-tronic 8.1. Volkswagen Tiptronic vites kutusu Tiptronik vites kutusu otomatik viteslerin konforunu manuel viteslerin düşük yakıt tüketimi ve ivmelenme avantajları ile birleştirir Tiptronic sisteminin ana parçaları 1. Tiptronic şalterler Direksiyon kontrollü tiptronic şalter Vites kumanda kontrollü tiptronic şalter 2. Fren basıncı sensörü 3. Vites konum sensörü 4. Gösterge tablosu 96

97 Şekil 8.1. Volkswagen Toureg 6 kademeli Tiptronic vites kutusu Şekil 8.2. Parçaların görünümleri Otomatik vites kutusu sistemi aşağıdaki ana parçalardan oluşur Vites kolu: Tiptronic bölgesindeyken sürücünün talep ettiği vites, kontrol ünitesine bildirir. Otomatik vites kutusu bölgesindeyken Manuel vites seçme valfini istenilen vitesi valf gövdesinde konumlandırır. Kontrol ünitesi: Otomatik vites kutusunun beynidir. Otomatik vites kutusunun tüm elektrik ve hidrolik fonksiyonlarını kontrol eder Otomatik vites kutusu: Otomatik vites kutusu tüm elektrik ve hidrolik kumanda komutlarını mekanik fonksiyonlara veya dişlilere aktarır 97

98 Motorun çalıştırılması Motor sadece vites kutusu P veya N konumunda iken çalışır. Vites kolu kilidi Vites kolu kilidi vites kolu kilit selenoidi ile devreye girer. Bu kilit motor çalışırken yanlışlıkla bir sürüş konumuna geçişi engeller. Selenoid, kilidi frene basılmadıkça açmaz. Kontak şalteri kilidi Kontak şalteri kilidi şalterin sadece vites kolu P Konumunda iken çıkarılmasını sağlar. Bu, sürücünün park kilidini devreye sokmadan aracı terk etmemesini sağlar Acil çalışma modu Vites kutusu kontrol ünitesi arızalandığında dahi, dördüncü vites geri vites hala seçilebilir. Bu vitesler valf gövdesinde vites kolu ile manuel vites seçme valfi aracılığıyla mekanik olarak seçilebilir. Şekil 8.3. Vites kolu Otomatik Vites kutusu kontrol ünitesi Bu, vites kutusunun beynidir. Çıkış sinyallerini ve kumandaları, sensörlerden aldığı bilgilere göre kontrol eder. 98

99 Şekil 8.4. Otomatik vites kutusu kontrol ünitesi Sürüş programları kontrol ünitesinin sürücü taleplerine/duruma bağlı bulanık mantıkla işlenen bilgilere dayalı bir sürüş programı vardır Ek bir program ise çekiş direncini inceler, örneğin yokuş aşağı veya yukarı sürüş, önceden rüzgâr alma veya römork çekme gibi durumlara göre Vites değişimleri Şekil 8.5. Vites değişimleri Tiptronic vites konumu Vites kolu sağ taraftaki vites konumuna getirildiğinde vites kutusu Tiptronic programında olacaktır. Bu programdayken vites kolu ileri veya geri hareket ettirildiğinde vites kutusu vitesi yükseltecek veya düşürecektir. Bir üst vitese geçmek için vites kolunu + yönünde hareket ettirin. Bir alt vitese geçmek için vites kolunu - yönünde hareket ettirin. Seçilen vites gösterge tablosunda da gösterilecektir. 99

100 Otomatik vites konumu D konumundayken otomatik vites kutusu yüke başlı olarak 1 ila 5 arasında kendiliğinden değişir. Fakat ilk vites doğrudan sürücü tarafından seçilemez. Aracın maruz kaldığı yüke bağlı olarak kontrol ünitesi tarafından seçilir. 1. vites sadece Tiptronik vites konumundan seçilebilir. Bu durumda 1. vites motor frenini kullanır. Şekil 8.6. Tiptronik vites kutusu dişli şeması 8.2. Volvo Geartronic Vites kutusu Şekil 8.7. Geartronic vites kutusu 100

101 Geartronic vites seçicinin işlevleri P: Park. R: Geri. N: Nötr Boş. D: Bütün vitesler arasında otomatik vites değiştirme (Kış modu (W) seçilmemişse) MAN: Manüel vites değiştirme. Vites seçici ileriye itilince (+), GSM vites büyütmek için TCM ye bir sinyal yollar. Vites seçici geriye itilince (-), TCM ye vites küçültmek için bir sinyal yollar. Şekil 8.8. Geartronic vites kutusu parçaları 1. C2 debriyaj 7. C3 debriyaj 2. B2 freni 8. Tork konvertörü 3. F1 avara kasnağı 9. Diferansiyel birimi 4. Ön uydu dişli 10. Dişli çark tahrikin karşı yönünde döner 5. C1 debriyaj 11. Tahrik dişli çarkı 6. B1 freni 12. Arka uydu dişli, Revigneauxs 101

102 Şekil 8.9. Uydu dişli takımı 1. Büyük ayna dişli 3. Dış uydu dişlisi 5. Halka dişilsi 2. Küçük ayna dişli 4. İç uydu dişlisi 6. Uydu dişlisi Ravigneaux uydu dişlisi Şekil Ravigneaux uydu dişli Klasik bir uydu dişliye kıyasla bir kaç dişli olasılığı, Olası vites değişimlerinin sayısıyla ilgili kompakt tasarım (az yer tutar), Farklı çaplı iki ayna dişlisi, İki takım uydu dişlisi takımı, bir dış ve bir iç, İç uydu dişlileri dış uydu dişlileri ve iç ayna dişlisiyle sabit bir şekilde iç içe geçmiştir. 102

103 Dış uydu dişlileri halka dişlileri ve dış ayna dişlisiyle sabit bir şekilde iç içe geçmiştir. Uydu dişlilerinin her iki uydu dişlisi seti için ortak bir uydu taşıyıcısı vardır. Selenoidler SLC1, SLC2, SLC3 ve SLB1, debriyaj/fren Selenoid tahsisi hangi parçanın (debriyaj/fren) hangi selenoidi kontrol ettiğini gösterir. SLC1, SLC2, SLC3 ve SLB1, bir hidrolik vanayı kontrol eden bir elektrik bobininden oluşur. Selenoidler bir PWM sinyaliyle regüle edilir ve hidrolik vananın işlevi lineerdir. Giriş ve çıkış mili için hız sensörü Sensörler vites kutusu içinde yer alır. Sensörler, 12 V ile beslenen Hall sensörleri olup palsli bir akım (kare dalga) üretirler. Akım 7mA ila 14 ma arasında değişir. Hız arttıkça frekansta yükselir. Giriş milinin sensörü, debriyaj C2 üzerindeki dişli çarkla aktive edilir, çıkış milinin sensörü ise park kilidinin dişli çarkıyla aktive edilir. TCM sensörlerden gelen bilgileri şu amaçla kullanır: Vites değiştirirken tork azaltma miktarını hesaplamak için, Tork konvertörünün kayma hızını hesaplamak üzere motor hızını millerin hızıyla karşılaştırmak için, Vites değiştirme noktalarını hesaplamak için, Kilitleme işlevinin aktivasyonu deaktivasyonunu hesaplamak için, Her iki sensörden gelen sinyalleri karşılaştırmak suretiyle mevcut vites oranını hesaplamak için, Bu gerçek değerin beklenen vites oranına tekabül edip etmediğini görmek için kullanılır. Çıkış mili sensöründen gelen bir sinyal bazında araç hızını hesaplamak için. 103

104 Şekil Selenoidler ve sensörler 1. Yağ sıcaklık sensörü 7. Selenoid S1 2. Selenoid SLU 8. Selenoid S2 3. Selenoid SLC3 9. Selenoid SLT 4. Selenoid SLB1 10. Selenoid SLC2 5. Giriş mili hız sensörü 11. Selenoid SLC1 6. Çıkış mili hız sensörü Vites SCL1 SCL2 SCL3 SCL4 S1 S2 C1 C2 C3 B1 B2 F1 P O O O O R V< O O - O O - O - V>7 O O O O O - N O O O O D 1nci - O O O - - O O En br - O O O O O O O O 2nci - O O O - - O - - 3ncü - O - O - - O - O ncü - - O O - - O O nci O - - O O O ncı O - O O - O - - Şekil 8.12.Selenoid çalışma tablosu 104

105 Tablo açıklaması: V=araç hızı(hız)km/h olarak SLC=lineer debriyaj solenoidi En br=motor freni SLB=lineer fren solenoidi O= aktif S=solenoid - =aktif değil C=debriyaj B=fren F=avara kasnağı İki çeşit vites seçimi yapılabilir Normal Mod: Normal ivmeyle sürüş esnasında, TCM ekonomik sürüş için optimize edilmiş olağan bir vites değiştirme programı kullanır. Bu program normal sürüş için olup, düşük motor hızlarında erken vites büyütme ve kilitlemeye yol açabilir. Kış Modu: Kış modu, vites kolu taşıyıcısının üst panelindeki düğme (W) vasıtasıyla seçilir. Kış modu, tekerleklerin kaygan yüzeyde patinaj yapmasını önlemek için daha yüksek bir vitesle kalkışı mümkün kılar. Kış modunda; Vites pozisyonu D de iken, araç 3. vitesle kalkar. Otomatik vites değiştirme, 3., 4., 5. ve 6. vitesler arasında olur. Kış moduna geçilince, kombine gösterge tablosunda bir W yanar. Kış modunda topuklama aktive edilirse, vites kutusu maksimum performans sağlamak üzere tüm vitesleri kullanır. Yokuş yukarı sürüş TCM, vites değiştirmeyi tork gereksinimine ve yokuş açısına göre uyarlar. Yani vites değiştirme noktaları ertelenir. Virajların alınması Gaz pedalı tamamen bırakılmış haldeyken, yani bir viraja girmeden önce, TCM pozisyonu kaydeder. Mevcut vites muhafaza edilir. 105

106 Pedal kısmen bırakılmışsa, mevcut vites yine muhafaza edilir, ancak belirli bir süre için. Vites büyütmeden önceki saniyelerin sayısı gaz pedalı hareketinin hızına göre hesaplanır. Yokuş aşağı sürüş Yokuş aşağı sürerken, gaz pedalı tamamen bırakılmış haldeyken, mevcut vites muhafaza edilir (viraj alırken olduğu gibi). Önce basıldıktan sonra gaz pedalının hızla bırakılması gibi özel durumlarda, daha küçük bir vites muhafaza edilebilir ve bir motor freni görevi yapabilir. Örnek: pedala basılır ve vites 4. den 3. ye takılır. Pedal tamamen bırakılır ve 3. vites muhafaza edilir. Topuklama TCM gaz pedalının topuklama pozisyonunda olduğu bilgisini sensörlerden alır. TCM uygun bir vitesi hesaplamak için tork ihtiyacını ve mevcut torku kullanır. Dolayısıyla birkaç basamakla doğrudan vites küçültülebilir, ör. 5. vitesten 3. vitese Opel Easytronic Vites kutusu Hidro elektronik olarak bahsi geçen araçlarda bulunan bu sistem aslında sadece yokuşlarda değil düz yolda da devrededir. Ama sürücü bunu hissetmez. Görevi; yokuşta kalkış sırasında 1,5 saniye fren basıncı uygulayarak aracın kaymasını engeller. ESP özelliği bulunan araçlarda rastlanır. Frenleme hissi belli belirsiz hissedilir. 106

107 Şekil Easytronic vites kutusuna genel bakış Zamanlama ayarı iyi yapılmazsa devamlı fren balatalarında basınç uygulanacağından dört tekerlek fren balatası ve araç devamlı frenleme kuvvetini yenmeye çalışacağından debriyaj balatası da zamanından önce aşınır. Ayrıca bu zorlanma fazla yakıt tüketimine de yol açar Easytronic tanımı ve çalışma prensibi Vites Kutusu ve Debriyaj Corsa-C de hem düz vites kutusu hem de otomatik vites kutusu kullanılmaktadır. Yarı otomatik 5 vitesli vites kutusu yeni bir uygulamadır. Easytronic olarak da adlandırılan bu vites kutusu otomatik bir düz vites kutusudur. Yani mekanik bir düz vites kutusuna otomatik bir debriyaj ve vites geçişlerinin ayarlayan beyin ilave edilmiştir. 107

108 Otomatik Kontrollü Düz Vites Kutusu (MTA) Otomatik kontrollü Düz vites Kutusu MTA; vitesleri vites kutusunda olduğu gibi otomatik olarak değiştirilebildiği manuel bir vites kutusudur Easytronic var olan manuel vites kutusu F 13 e eklenmiş, otomatik olarak vites değiştirmeyi sağlayan bir sistemdir. Seyir sırasında da otomatik fonksiyon ve manuel fonksiyon arasında vites değişimi yapılabilmektedir. Easytronic devamdaki servis literatüründe kısaca MTA Manuel Transmission Automatically Shift olarak da adlandırılmaktadır. Sistem, vites kutusu mekanik modülü, debriyaj modülü ve debriyaj modülüne entegre edilmiş bir MTA kumanda cihazından oluşmaktadır. Sistem kendine ait bir hidrolik sıvı kabına sahiptir; hidrolik sıvısı olarak fren hidroliği yağı kullanılmaktadır. MTA otomatik olarak debriyajı yönetmekte ve MTA kumanda cihazına dahil edilmiş bir programa göre otomatik vites geçişlerini üstlenmektedir. MTA kumanda cihazı aşağıdaki bileşenlerin kumanda cihazları ile CAN-Bus üzerinden elektrik bağlantılıdır. Motor, ABS ve / veya ABS & Traction control, Body control modülü, Gösterge, bu şekilde yokuş aşağı ve yokuş yukarı seyir hesaplaması, araç hızı vb. ne dair önemli bilgilerin değişimi sağlanmıştır. Konvensiyonel otomatik vites kutusu ile karşılaştırıldığında bu uygulamanın sağladığı avantajlar şunlardır: Büyük ölçüde azaltılmış ağırlık Daha az masraf Daha az tüketim Araçta bulunan vites kutusu üzerine kurulması Daha iyi dinamik Daha keyifli seyir 108

109 Elektrik kumanda: Elektrik kumanda ile ilgili önemli noktalar: MTA, motorun çalıştırılmasını ancak nötr durumda ayarlanmış (vites kutusu ayar kolu N de) program frenine basılmış ise üstlenmektedir. Hız sinyalleri güvenlik nedeni ile CAN-Bus veya antiblokaj fren sistemi kumanda cihazı veya araç donanımına göre iki araç hızı sinyal konvertörü üzerinden MTA kumanda cihazına gönderilir. CAN-Bus un iptali durumunda sinyallerin antiblokaj sistemi kumanda cihazı veya iki araç hızı sinyal konvertörü tarafından algılanmasıyla hesaplama yapılmaktadır. Antiblokaj sistemi kumanda cihazı açık ve fren lambası şalteri kapalı ise debriyaj açılır. Geri vites ayarlanmışsa geri vites lamba rölesi MTA tarfından yönetilmektedir (karşı topraklama açık). Vites değiştirme ve vites değişimini üstlenen iki motor devreye girmektedir. Motorlara motorların pozisyonunu tam olarak MTA kumanda cihazına ileten bir elektronik entegre edilmiştir. Motorların dönüş yönü ters kutuplama ile yönetilmektedir. Bu işlem MTA kumanda cihazı ile elektronik olarak gerçekleşmektedir. 1-Vites değiştirme motoru 2-Vites seçme motoru Şekil Vites kutusu mekanik modülü 109

110 1-2 dönüş ve basınç bağlantısı 3-elektrik motoru 4-debriyaj ayırma kapağı 5-dönüş borusu 6-hidrolik borusu Şekil Eastronic vites kutusu parçaları Vites kutusu ayar kolu ve kullanma talimatı Şekil Vites kolu 1: vites kutusu ayar kolu A: otomatik 2: kış mevsimi çalışma tuşu M: manuel N: Neutral + (artı): daha yüksek vitese geçirme R: geri vites - (eksi): daha düşük vitese geçirme A/M: otomatik ve manuel mod arasında değişim 110

111 Düşük hızda yüksek vitesin ya da yüksek hızda düşük vitesin seçilmesi durumunda hızın uygun seviyeye getirilmesinden önce vites değişmez. Motorun olması gerekenden az veya fazla devri engellenir. Ayar kolunun birkaç kere arka arkaya basılması viteslerin atlanmasına neden olabilir. Araç otomatik modda ise ayar kolunun basılması ile easytronic + ya da - pozisyonları manuel moda geçirir. Dijital göstergede kullanılan vites belirir Alfa Romeo Q-Tronic Vites kutusu Q-Tronic, bağımsız kontrol ünitesi sayesinde, otomobilin daha iyi kontrol edilmesi, mükemmel konfor ve daha az yakıt tüketimi gibi avantajlar sağlanabiliyor. Alfa 159 serisi, 2.4 JTDM 200 hp ve 1.9 JTDM 150 hp modellerinde yer alan en son teknolojiye sahip yeni Q-Tronic vites kutusu ile gurur duyuyor. Q-Tronic sahip olduğu dört farklı sürüş modu sayesinde oldukça üstün çok amaçlı bir kullanım da sunmaktadır: Normal mod otomobil ilk çalıştırıldığında mümkün olan en iyi sürüş konforunu sağlamak ve yakıt tüketimini azaltmak için tasarlanmıştır. Spor: sabit vites oranlarını koruyarak daha yüksek motor devirlerinde vites değişimini sağlayan ve otomobile daha sportif bir karakter katan moddur. Kış: yol tutuşunun yetersiz olduğu durumlarda otomobilin çalıştırılmasına ve sürüşe yardımcı olur. Sıralı manuel: sürücünün vitesi manuel olarak değiştirmesini sağlar BMW Steptronic Vites kutusu BMW 323 Ci Tiptronic fonksiyonu bulunan 5 ileri vitesli Steptronic şanziman yumuşak ve hızlı vites geçişleriyle manuel sanzimanlı versiyonu gereksiz kılıyor. Vites D konumuna getirildikten sonra sola doğru çekildiğinde manuel moda geçen sanzıman kol ileri ittirildiğinde vites büyütüyor. Vites kolu geri çekildiğinde vites küçülten sanzıman eğer motor devri uygun değilse sürücü istese de vitesi küçültmüyor. Bu sayede motoru olduğu kadar kendini de koruyan sanziman manuel modda yüksek viteslerde ani hızlanma istendiğinde vites düşürüyor. 111

112 Şekil BMW steptronic vites kolu 8.6. Land Rover CommandShift vites kutusu Akıllı otomatik ya da manuel vites kutusu Discovery 3'ün gelişmiş 6 ileri otomatik vites kutusuı adaptif vites değişimi programı özelliğine sahiptir ve sürüş tarzınıza uygun olarak vites değişimi zamanlamalarını düzenler. Benzinli modellerde standart olan bu vites kutusu aynı zamanda sürücüye gerekli olduğunda tam manuel kontrol sağlayan CommandShift özelliğine de sahiptir. TDV6 dizel motor ile yumuşak bir altı ileri vites kutusu seçeneği de bulunmaktadır. Şekil Land Rover vites kolu 112

113 8.7. Peugeot 2-tronik Peugeot 1007 Çok hafif olduğunu gözlemlenen kaputunun altında 1.4 litre 75 HP ve 1.6 litre 110 HP'lik benzinli, 1.4 litre 70 HP'lik HDI turbo dizel motor seçenekleri bulunan 1007'de bu makinelerin ürettiği güç, manuel ve 2tronic elektrohidrolik sıralı vites kutusula akslara aktarılıyor. Dizel versiyon sadece manuel, 1.6 litrelik versiyon sadece 2tronic vites kutusula sunulurken 1.4 litrelik benzinli versiyonda hem manuel hem de 2tronic vites kutusu tercih edilebilecek. Şekil Peugeot 2-tronik vites kolu 113