OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ Prof. Dr. Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Erzurum
Bu bölümde Aktarma Organları Sistem Tanımı Mekanik Kavramalar Manuel Transmisyon ve Transaxle Aks Diferansiyel Tork konvertör Otomatik Transmisyon CVT, Sürekli değişken transmisyon Çift kavramalı vites kutusu
Giriş Günümüzde kullanılan transmisyonlar çoğunlukla manuel veya tork konvertörlü otomatik transmisyonlardır. Her iki tür transmisyonun da kendine özgü avantajlı ve dezavantajlı yönleri söz konusudur. Manuel transmisyonlar ucuzdur ve yakıt ekonomisi sağlarlar. Otomatik transmisyonlarda ise vites değişimi kolaydır ve vites değişimi esnasında çekiş sorunları yaşanmaz. Çift kavramalı transmisyon ile her iki sistemin avantajları bir araya getirilmeye çalışılmaktadır. Yapılan çalışmalar sayesinde manuel transmisyon kadar düşük yakıt tüketimi ve beraberinde çekiş avantajları sağlanabilmiştir. Vites değişme süresi 8-200 milisaniye seviyelerindedir. Farklı firmalar farklı isimler vermektedir; DSG (Volkswagen, Skoda, Seat), EcoShift (Hyundai), PDK (Porsche), PowerShift (Ford, Volvo), S-Tronic (Audi), SpeedShift (Mercedes-Benz), and TC-SST (Mitsubishi).
Çift kavramalı transmisyon
Geleneksel manuel transmisyon sistemlerinde motordan tekerleklere sürekli güç akışı gerçekleşmez. Vites değişimi esnasında ortaya çıkan bu durum tork kesilmesi olarak bilinir. Çift kavramalı vites kutusunda iki adet kavrama vardır ve debriyaj pedalı yoktur. Gelişmiş elektronik ve hidrolik kontrol sistemi kavramaları kontrol eder, bu sistem standart otomatik transmisyonlardaki gibi çalışır. Bu sistemde kavramalar bağımsız olarak çalışır. Birinci kavrama, tek numaralı dişlileri kontrol ederken ikincisi çift numaralıları kontrol eder. Geliştirilmiş sistemler sayesinde güç akışında kesintiler yani tork kesilmesi neredeyse olmaz.
Çift kavramalı vites kutusu, iki bağımsız vites kutusunun tek motora ayrı ayrı iki kavrama ile bağlanmasından oluşur. Bir vites kutusu tek nolu dişlileri kontrol ederken diğeri çift noluları kontrol eder. Motor her iki kavramanın girişine rijit olarak bağlanır. Dolayısıyla kavramaların da birisi tek nolu dişliler ile diğeri çift nolular ile bağlantı halindedir. İki adet mil üzerinde dişliler ve senkromeçler bulunur. Her iki mil çıkış miline ve diferansiyele bağlıdır, bu sayede tekerleklere tork aktarımı yapar. Gerçek vites kutularında iki vites kutusu yukarıdaki şekildeki gibi yan yana değildir, iç içedir. Bu yüzden iki ayrı vites kutusunun giriş milleri iç içe geçmiş miller şeklindedir.
Aslında çift kavramalı transmisyonla, otomatikleştirilmiş transmisyonların gelişmiş versiyonlarıdır. Ancak iki kavramanın koordine çalıştırılması sayesinde bir dişli çalışırken sonraki dişli de «önseçilmiş» olur. Vites değişimi esnasında yapılan tek şey kapalı haldeki kavramayı açıp diğerini kapatmaktır. Kavramanın kayma durumu mükemmel şekilde kontrol edildiğinde vites değişimi karakteristiği, geleneksel otomatik transmisyonlardakine benzer. Ancak unutmamak gerekir ki geleneksel otomatik transmisyonlarda vites değişimi esnasında oluşan tork değişimi üzerinde tork konvertörün bir sönümleme etkisi vardır. Oysa çift kavramalı transmisyonda vites değişimi konforu yalnızca kavramaların kontrolü ile sağlanır. Dolayısıyla çift kavrama transmisyon sistemlerinde kontrol sistemleri çok önemlidir ve TCU (Transmission Control Unit) tarafından gerçekleştirilir.
Aşağıdaki şekilde örnek bir vites değişimi durumu açıklanmaktadır. Dış kavramaya bağlı olan iç mil tek nolu dişliler ile ilişkilidir. İçteki kavramaya bağlı olan dış (ve içi boş olan) mil çift nolu dişliler ile ilişkilidir. Başlangıçta (a) motordan, ikinci mil ve kavramayı kullanılarak (2. vites) tork aktarımı yapılmaktadır. Bu esnada çift nolu kavrama kapalıdır, tek nolu mildeki 3. vites dişlisi önseçilmiş olur (b). İlgili kavrama açık olduğundan henüz tork aktarımı yapmamaktadır.
Eğer hız artırılacaksa, kontrol ünitesi veya sürücü tarafından seçilerek çift nolu kavrama açık hale getirilirken tek nolu kavrama kapanır (c). Bu durumda tork transferi tek nolu mil ve 3. vitesten yapılır. Eğer hız azalıyorsa sonraki hareket, düşük vitesin senkromeçinin bağlanmasıdır. Ardından ilgili kavrama kapalı hale getirilir. Animasyon 1 Animasyon 2 Animasyon 3
SORU: ÖNDEN ÇEKİŞLİ ARAÇLARIN ARKADAN ÇEKİŞLİLERE GÖRE AVANTAJ VE DEZAVANTAJLARI NELERDİR?
Önden çekişin arkadan çekişe göre avantajları 1- Yolcu kabini hacmi: yolcu kabininin altından şaft geçmediğinden veya arkada diferansiyel ve akslar bulunmadığından dolayı yolcu kabini hacmi daha büyüktür. 2- Maliyet: Daha az parça vardır. 3- Ağırlık: daha az parça demek daha hafif demektir. 4- Yakıt ekonomisi: Daha hafif olunca yakıt tüketimi azalır. 5- Aktarma organları verimi yüksektir: motor ve transaksle bağlantısı doğrudan olduğundan dolayı aktarma organlarının kütlesi ve atalet kayıpları azalır. 6- Montaj verimi: aktarma organları çoğunlukla tek parça halinde montaj edilir ve bu durum daha verimli üretim anlamına gelir. 7- Kaygan yüzey çekişi: aktarma organlarının kütlesi aktif akslar üzerinde olduğundan ıslak, karlı veya buzlu yollarda daha etkin çekiş sağlar. Ancak ağır araçlarda (N sınıfı) kütle büyük oranda arkada olduğundan çoğunlukla arkadan çekişli yapılırlar. 8- Öngörülebilir kullanma karakteristiği: Önden çekişli araçlar oversteer durumundan sürücü tarafından kolay çıkarılabilir. 9- Yan rüzgar stabilitesi daha yüksektir. 10- Tekerlek kaymaya başladığında direksiyon sayesinde yol durumu hissedilebilir. 11- Sol bacakla fren yapma sürüş tekniği kullanılabilir (turbo gecikmesini önlemek için).
Dezavantajları ise; 1- Aracın kütle merkezi arkadan çekişliye göre daha öne kayar. Ön akslar aracın yaklaşık 2/3 iünü taşırken arkadan çekişlide bu oran ideale (%50) yakındır. Böylece önden çekişli araçlar understeer durumunda daha yatkın hale gelir. 2- Tork sürüklenmesi: Yüksek performans araçlarda önden çekiş kullanıldığında (>210 Nm) ön tekerlekler patinaj haline girebilir ve yan taraflara savrulabilir. Bu durumda araç sert kalkışlarda yanlara kayar.