ŞANZIMANLAR VE ÇEŞİTLERİ

Transkript

1 ŞANZIMANLAR VE ÇEŞİTLERİ Motordan, baskı balata (Kavrama) yolu ile aldığı hareketi istenilen tork değerinde, şaft veya diferansiyele ileten aktarma organıdır. Sözcük; Fransızca kökenli olup Boite de changement dir Fransızcadaki anlamı "değişim kutusu"dur. Dilimize sadece "şanjman" sözcüğü alınmış ve "şanzıman" şeklinde değişikliğe uğrayarak Türkçeleşmiştir. Şanzımanın Görevleri : Döndürme momentini arttırarak aracın kalkışını sağlamak (1.vites). Araç dururken motorun çalışır vaziyette kalmasını sağlamak (boş vites). Yol ve trafik durumuna göre araca en uygun olan hızı ve torku (momenti) sağlamak. Hızlanmanın sağlanması ve geçirilen uygun vites ile yüksek hızlarda dahi ekonomik sürüşün mümkün kılınması. Aracı ileri, geri hareket ettirmesi olarak sıralanır. Şanzımanların şimdilik beş farklı çeşidi bulunmaktadır : 1. Manuel Şanzımanlar 2. Klasik Otomatik Şanzımanlar 3. Tiptronic (sıralı) Şanzımanlar 4. Otomatikleştirilmiş Manuel Şanzımanlar (Tek kavramalı ve Çift kavramalı) 5. Değişken Oranlı Şanzımanlar (CVT) Manuel şanzımanlar : Manuel transmisyon veya düz vites olarak da adlandırılan, motorlu taşıtlarda kullanılan bir şanzıman türüdür. Sürücü tarafından kontrol edilen bir debriyaj ve vites kolundan oluşur. Otomobillerde debriyaj ayak, vites ise elle kumanda edilirken motosikletlerde debriyaj el, vites ise ayakla kumanda edilir. Klasik Otomatik Şanzımanlar : Otomatik şanzımanlı araçlar, tork konvektörü, debriyaj, servo, hidrolik sistemi, solenoid, sübap ve vites kademeleri gibi unsurları içinde barındıran alüminyum muhafazaya sahip şanzıman türüdür. Otomatik şanzımanın en büyük özelliklerinden biri üretici firmaların en uygun hızlanma ve tork devirlerini hesaba katarak ayarladıkları vites değişim süreleri ile kullanıcı hatasından oluşabilecek sorunların en aza indirgenmesi ve aracın yakıt ekonomisine katkıda bulunması sağlanır. Her ne kadar otomatik vitesler manual viteslere göre araçların performansını olumsuz yönde etkiliyor olarak bilinse de geliştirilen yeni teknolojilere sahip araçların sahip olduğu otomatik vites seçenekler her geçen gün performans açısından da daha iyiyi sürücüsüne sunmaya başlamıştır. Manuel şanzımanlar motordaki gücü tekerleklere taşırken debriyaja ihtiyaç duyarken otomatik şanzıman bu işi tork dönüşümü yapan yağ içerikli bir sistem aracılığıyla halledilir. Otomobilinizin her parçası gibi Otomatik şanzımanda bakıma gereksinim duyar. Aracın ve şanzımanın tipine göre yapılması gereken bakım süreleri aracın el kitabında bulunmaktadır. Genel olarak uygulanan bakım her kilometrede yada 2 yılda bir şanzıman yağının ve filtresinin değiştirilmesidir. Otomatik şanzımanlı bir araçta en iyi performansı elde etmek için şu kurallara uyulması gereklidir.

2 Gaz pedalına basılıyken vites kolu P ve N konumundan başka bir konuma getirilmemelidir. Araç hareket halindeyken P konumuna alınmamalıdır. Aksi taktirde ciddi hasarlar ortaya çıkacaktır. R konumuna geçmeden önce aracın tamamen durması beklenmelidir. Yokuş aşağı inişlerde araç kesinlikle boşa yani N konumuna alınmamalıdır. Otomatik şanzımanlı araçlarda, motor çalışmadığı taktirde kesinlikle vurdurmak olarak bilinen uygulama yapılmamalıdır. Araç bozulduğunda yada kaza halinde çekilmesi gerektiğinde çekişin gerçekleştiği tekerlekler askıya alınmalıdır. Otomatik şanzıman yağ değişimi zamanlarına mutlaka uyulmalıdır, aksi taktirde yağ bozulacak ve bozulan yağ şanzımanın performansında düşüşe ve bazı arızalara neden olacaktır. Araç hızı 95 Km/s den fazlaysa vites kolu asla manuel olarak 2 veya L konumuna alınmamalıdır. L konumundaki sürüşlerde 50 Km/s in üstündeki hızlara çıkılmamalıdır. Yukarıda verilen bilgiler genel olup aracınızın markasına, modeline, şanzıman tipine göre farklılıklar gösterebilmektedir. Tiptronic (sıralı) Şanzımanlar : Türkçe'ye "Tiptronik (tiptronic) vites" olarak giren terim,düz vites ile otomatik vites arasında yer alan yarı otomatik bir vites sistemini ifade eder. Tıpkı otomatik viteste olduğu gibi debriyaj yoktur. Otomatik vitesten farklı olarak kullanıcı vites değişimi için sisteme müdahale edebilmektedir. Tiptronic (sıralı) Şanzıman ın artıları ve eksilerine göz atmak gerekir ise ; Artıları : +Düz vitese göre daha konforlu kullanım. +Yokuş/ rampalarda geri kaçırma yapmaz. Eksileri : -Ara hızlanmaları Düz vitese göre daha azdır. -Arıza maliyetleri düz vitese göre fazladır. Otomatikleştirilmiş Manuel Şanzımanlar : a) Tek kavramalı b) Çift kavramalı Günümüzde otomatik şanzıman kavramı çok değişti, artık manuel vitesli versiyonlarından bile az yakmaya başladılar ve gitgide yaygınlaştılar, sürücülerin gözdesi olmayı başardılar. Manuellere karşı açtıkları bu savaşıda manuel şanzıman altyapısı kullanarak kazandılar. Piyasada şu anda otomatikleştirilmiş manuel şanzımanların farklı çeşitleri yer almaktadır. Bunlara örnek olarak : Tek kavramalı sistemler için Citroen-MCP, Opel-Easytronic, Fiat- Dualogic, Toyota MMT gibi örnekler verebiliriz. Çift kavramalı sistemler için VW-DSG, Renault- EDC örnekleri verilebilir. Otomatikleştirilmiş manuel şanzımanlar (robotize şanzımanlar) bildiğimiz manuel şanzımanlardır aslında. Tüm fark aracın debriyajını kendisi devreye sokup yeri geldikçe beynin vites değiştirmesidir. Yani manuel şanzımanlarda siz nasıl vites değiştirmek için önce ayağınızı gazdan çekip debriyaja basıyorsunuz ardından vitesi değiştirip ayağınızı debriyajdan çekip gaza basıyorsunuz, bu sistemde aynısını yapıyor işte. Ayrıca isterseniz daima araç otomatik olarak vites değiştiriyor isterseniz kontrolü siz ele alıp vites değişimini istediğiniz zaman gerçekleştiriyorsunuz. Neden mi daha tasarruflular? Tam otomatik şanzımanlarda motor gücü daima tekerleklere iletilir, siz frene basılı tutuyorken bile lastiklere döndürme gücü uygulanır. İşte bu yüzden yoktan yere tüketim yapmış olursunuz. Oysa ki robotize şanzımanlarda siz frene basıp durduğunuz an debriyaj devreye girer plakaları birbirinden ayırırı, böylelikle güç aktarımı durdurulur.

3 Bu sayede motor boş yere güç uygulamadığından ekstra yakıt sarfiyatına neden olmaz. Ayağınızı frenden çekip gaza bastığınız anda da debriyaj bırakılır aktarma gerçekleştirilir ve ilerlersiniz. Peki bunun hiç mi olumsuz denilebilecek bir yanı yok? İlla ki var. Tam otomatik şanzımanlarda dediğimiz gibi aktarma sürekliliği olduğu için yokuş yukarı kalkarken araç geri kaydırmaz ayağınızı frenden çektiğinizde. Ancak robotize şanzımanlarda durum tam tersidir. Ayağınızı frenden çektiğiniz an geri geri kaymaya başlarsınız çünkü araç debriyaja basılı tuttuğundan tekerlere hiç bir güç iletilmez. Konfor namına düşündüğünüzde büyük eksiklik cidden. Fakat firmaların buna karşı aldığı bir önlem sürücüleri sevindirecek ve rahat ettirecek cinsten; Hillholder. Bu sistem sayesinde yokuş yukarı fren yapıp durup tekrar kalkmak istediğinizde araç yere göre yaptığınız açıyı hesaplıyor, eğer geri geri kayacak bir eğim varsa siz ayağınızı frenden çektikten sonra bile 3-4 sn civarında fren devreden çıkmıyor, araç geri kaymıyor. Bu sayede siz rahat rahat ayağınızı frenden çekip gaza basıp geri kaçırmadan ilerleyebiliyorsunuz, büyük kolaylık. Sistemin işleyişine yeniden dönelim. Belirttiğimiz gibi sistem vites değişimi sırasında gazı kesip vitesi değiştiriyor. Ancak burada bir sorun var, bu vites değişimi araç tekliyormuş hissi yaratıyor. Çünkü günümüz sistemlerinde gaz vanası elektronik, yani vites değişimi için gaz kesimi yavaş yavaş değil birden oluyor. Bu da öne doğru yığılma hissiyatı yaratıyor. Vites değiştikten sonra gaz yine bir anda verildiği içinde geriye doğru bi kamçı etkisi hissediliyor. Konfor namına olumsuz bir husus kesinlikle. Bu etkiyi azaltmanın tek yolu vitesin değişeceğini anladığınız sırada ayağınızı gazdan çekip vites değiştikten sonra tekrar basmaktır, aynı manuel vites değiştiriyormuşsunuz gibi. Böylelikle öne yığılma etkisinin tam olarak olmasa da kısmen önüne geçmiş olursunuz. Peki bu yığılmalardan tamamen kurtulmanın hiç mi yolu yok? Cevabımız sizi mutlu edecek türden emin olabilirsiniz, ancak bunun için farklı marka araçlar almanız gerek. Otomotiv endüstrisi daima gelişen ilerleyen bir dünya, bunun önüne nasıl geçeceklerinin yolunu bulmuşlar kesinlikle. Klasik sistem tek kavramalı bir sistem, yani illaki kavramanın bir dişliden çıkıp diğer dişliye geçmesini bekliyorsunuz. Ancak Volkswagen bu sistemde devrimsel bir buluş sunmuş müşterilerine; Çift Kavrama. Çift kavramalı sistemde tek sayı dişliler ( vitesler) bir kavramaya bağlı, Çift sayı dişliler ( vitesler) diğer bir kavramaya bağlı. Siz herhangi bir viteste ilerlerken aracın ivmelenmesine göre diğer kavramadaki bir alt yada bir üst dişli hazır olarak bekliyor ve vites geçişi gerçekleştiği an aktarma neredeyse kesintisiz bir şekilde diğer dişliye geçiyor, sadece milisaniyeler içinde. Bu sayede vites değişimini neredeyse anlamıyorsunuz, göz açıp kapayıncaya kadar vitesiniz bir üste geçmiş bile, ne tekleme ne başka bir olumsuz hissiyat. Tabi bu konforun ilerleyen zaman dilimlerinde acıya dönüşme durumları olmuyor değil. Çift kavramalı sistemler normal tek kavramalılara oranla çok pahalı bir teknoloji. Tek kavramalı şanzıman arıza verdiğinde maliyeti TL civarlarında olabiliyorken çift kavramalı şanzımanın arızaları TL'leri geçebiliyor zaman zaman. Bu da demek oluyor ki çift kavrmalı şanzımana sahip aracınızın garantisi bittikten sonra şanzıman arızası verirseniz yüksek ihtimal kara kara düşüneceksiniz. Bu tarz şanzımanlara sahipseniz eğer size bir tavsiye; eğer trafik ışığında duruyorsanız ya da herhangi bir yerde kısa süreli bekleme yapacaksanız vitesi N konumuna getirin. Çünkü A konumundayken aracın debriyajı daima devrede olur, bu da baskı balatanızın ömrünün kısalması gibi sonuçlara yol açar. Eğer durma süreniz 10 saniye civarlarından fazla olacaksa vitesi N konumuna almanız debriyajın boşa düşmesi ve baskı balatanızın ömrünün artması için yararlı olacaktır.

4 Değişken Oranlı Şanzımanlar : (Continuously Variable Transmission) CVT olarak adlandırılan, şanzımanında beş çeşidi bulunmaktadır. Türkçe ye sürekli değişken iletim yada sürekli değişken hareket iletimi olarak çevrilmektedir. Bazı yabancı kaynaklarda bu şanzıman sistemine Twist and Go (Çevir ve Git) denilmektedir. Elektronik olanı ise ECVT şeklinde kısaltılmıştır. CVT şanzımanın hem 5 ileri düz vitesli hem de 4 ileri otomatik vitesli şanzıman sistemlerine göre birçok avantajı bulunmaktadır. Gürültüsüz olması, az yakıt sarfiyatı ve sarsıntısız vites değişimi bunlardan bazılarıdır. CVT teknolojisinin sunduğu avantajlar tanındıkça VDT, Ford, Nissan, Volvo, Honda, Subaru, Fiat, Fuji Heavy Ind. Ltd., Audi, BMW gibi firmaların bu konuyla ilgili yatırımları da artmıştır. Audi A6, Nissan Murano SUV, Nissan Micra, Honda Civic, Honda City, Toyota Prius, Fiat Albea, Subaru G3X, Subaru HM-01, Avrupa Ford Fiesta 1.3 lt. ve Ford Escort 1.6 lt. gibi araçlar CVT şanzımanlı otomobillere örnek olarak gösterilebilir. CVT nin eksiksiz bir başarısı, küçük bir otomobil olan Nissan Micra dır. 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. CVT Nedir? CVT şanzımanda ise klasik vites kutusu ve debriyaj bulunmaz. Sürekli değişken hareket iletimi yani CVT fikrinin ortaya atılması hemen hemen ilk otomobilin icadı ile başlar da Alman otomotiv öncülerinden Daimler ve Benz ilk benzin yakıtlı otomobillerinde V-kayışlı CVT kullanmışlardır. Bunun için, otomatik vites değiştirme üniteleri ile özellikle hareketli makara sistemi kullanılarak otomobillere takılması konusunda birçok girişimlerde bulunulmuştur. Değişken Oranlı Şanzıman CVT, 1950'li yıllarda Hollandalı Van Doorne tarafından geliştirilen sistem, metal bir kayışın, iç yüzeyleri konik bir çift kasnak arasında çalışma prensibine dayanıyor. Aslında scooterlardaki aktarma sistemiyle aynı prensibe sahip CVT'de herhangi bir dişli olmadığı için sürekli değişken oranlı şanzıman olarak adlandırılıyor. CVT şanzımanlarda sadece bir başlangıç ve bitiş oranı bulunuyor. Motor devri ve hıza bağlı olarak aktarma oranı, bu iki oran arasında sürekli değişiyor. Bir makine Mühendisi ise CVT şanzıman hakkında şunları söylemektedir: Bu şanzıman bize sonsuz vites sayısını teorik olarak vermektedir. Çünkü 1950 yıllarda denenen traktörlerinde sistem gibi büyükçe koni tarzı bir parça düşünün bunun üzerinde gezen bir kayış her noktasında farklı bir çap değerine sahip olacaktır. Koninin kesitini alırsanız ve koni üzerinde ilerleseniz durum anlaşılacaktır. 2 mm sonra koninin bu noktadaki açı azalacak ve böylece devam edecektir. Bu şu demektir: Elimizde sonsuz çapta dişli bulunmaktadır ve istenilen noktaya giderek bu çap değeri yakalanabilir. O zaman da istenilen tork değeri belli noktada yakalanabilir, elektronik de devreye girince bu noktanın neresi olduğu saptanmakta ve araç devamlı değişen bir vitesli araç gibi hareket etmektedir. Minimum benzin sarfiyatını elde etmek için çok iyi bir yoldur. Tabiî ki ortada dişli olmayınca vites geçişlerindeki sarsıntı yaşanmayacak ve aynen elektrikli motor gibi devir artınca hızın artması gibi devamlı ve sabit tork yakalanacaktır. Bu konuda hibrit motor teknolojili araçları incelemenizi şiddetle öneririm, gelecekte bütün yeni nesil araçlar bu şekilde motorlar ile donatılacaktır. Buna Türkiye de Avrupa Birliği meselesinden dolayı uymak zorundadır. Çünkü istenen emisyon değerleri artık klasik araçlarımızla yakalayamayacağımız kadar düşük olacaktır.

5 Artık CVT nin zamanının geldiği anlaşılmaktadır.bunun iki sebebi 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. İkincisi ise yakıt tüketimine (Amerika da CAFE şartları) 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. Daha da ileri gidilirse, bu çevreyle ilgili yeni yönetmeliklerin değişik tiplerdeki güç kaynaklarını kullanan hybrid taşıtların geliştirilmeleri konusunda bir baskı oluşturacağı düşünülmektedir. CVT Kombinasyonu 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. İtmeli blok V-kayışı, V-şeklindeki plakalara bağlantılı olan çelikten yapılmış, ince, düz gerilim bantlarından oluşmuştur. Yaklaşık olarak 300 adet plaka vardır ve herbiri 2 mm kalınlığa, 25 mm genişliğe ve 12 mm derinliğe sahiptir. CVT basit olarak genişliği değişken,v-şekilli ve arasında kompozit çelik kayışın bulunduğu bir çift kasnaktan oluşur. Her kasnak iki adet ve herbiri 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. CVT Tipleri Esas olarak 5 ana kategoriye ayrılan çok sayıda CVT çeşidi bulunmaktadır. Bunlar; sürtünmeli, çekmeli, hidrostatik, hidrokinetik ve elektrikli tipleridir. Otomotiv sektöründe çekme güçlü ve hidrokinetik CVT ler en çok kullanılanlarıdır. Üretimi yapılan en belirgin tipleri ise PIV zincir tahrikli, Kumm düz kauçuk kayışlı, çekme tahrikli, hidrostatik ve hidrodinamik (moment dönüştürücülü) CVT dir. 1.PIV Zincir Tahrikli CVT: PIV zincir tahrik sistemi iki farklı yarıçaptaki makaraları birleştiren metalik bir zincir kayıştan meydana gelir. Döndüren ve döndürülen makaralardan herbiri bir sabit döner oluklu ve bir kayar döner oluklu kasnaklardan meydana gelir. Bu tip kuruluş tarzı dönme eksenlerinin sabit kalmasına izin verir ve zincir kayış içerisinde oluşacak boşlukların önüne geçer. 2.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. 3.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.

6 4. Hidrostatik CVT: Hidrostatik CVT sistemi, değişken stroklu hidrostatik bir pompa ve değişken stroklu 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. 5. Hidrodinamik CVT : Moment dönüştürücüler geçmişte hidrodinamik transmisyon olarak kullanılmışlardır. Halbuki günümüzde hız yerine çıkış momentini arttırmak için otomatik transmisyonlarda kullanılır. Sistem temel olarak bit türbin, stator, yöneltici pervane ve gücü ileten akışkandan oluşur. Düşük motor momentlerinde hidrostatik CVT en büyük, PIV zincir CVT ise en düşük verime sahiptir. Kumm s düz kauçuk kayış CVT tipleri arasında en verimli olanıdır. CVT nin Düz ve Otomatik Transmisyonlarla Karşılaştırılması Manuel, otomatik ve CVT (Continuously Variable Transmission) olmak üzere başlıca üç tip aktarma organı vardır.5 kademeli manuel vites kutusu küçük hacimlidir ve birkaç hareketli parçası vardır. Neticede yüksek güvenilirlik ve düşük servis ihtiyacı elde edilir. 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. CVT nin tabiatında mevcut olan verim, düz ve otomatik transmisyonların her ikisinin sahip olduğu verimden biraz daha 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 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.