MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ · AB , Bölüm , Kademeli otomatik; Tork konvertörü Resimde, motor kontrol ünitesi ile şanzıman kontrol ünitesi (ZF şanzımanı

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

OTOMATİK VİTES/DİŞLİ KUTUSU

ŞANZ)MAN,

TRANSMİSYON

Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

Otomatik Vites Kutusu- Dişli Sistemi Planet Dişli Sistemi

Planet dişli sistemleri küçük hacimde yüksek hız oranları elde etmeyi sağlayan bir dişli düzenidir. Sistem iki serbestlik derecelidir.

Bir mekanizmanın serbestlik derecesi,

bir mekanizmada bulunan tüm

uzuvların konumunu belirlemek için

gerekli olan parametre sayısıdır.

Not: Çember/Çevre /Yörünge Dişli

Planet dişli ünitesi Bu ünite ile değişik vitesler

elde edilir. Pinyon dişli, güneş dişli veya çevre dişliyi tutmak için hidrolik basınç kullanılır. Böylece yavaşlama, sürüş ve geri vites elde edilir.

Ara mil

Planet taşıyıcı Ön güneş dişli Arka güneş dişli Çevre dişli Pinyon dişli kısa

Pinyon dişili uzun

1

2

3

4

5

6

7

Otomatik Vites Kutusu Planet Dişli Sistemi

Planet dişli sistemi, otomatik transmisyon içinde farklı dişli oranları elde etmek için kullanılır. Tork konverterin çıkışı türbin planet dişli sisteminin girişi olarak düşünülür. Güç akışı tork konverterinden planet dişli sistemine gelir. Planet dişli sistemi hız düşürme, arttırma veyahut ta geri sürüşün oluşumunu sağlamak için

kullanılır. Buna ilaveten, tam otomatik transmisyonlar D1, D2, D3 ve yüksek hız

vitesine (overdrive = O.D) sahip olabilir.

Otomatik transmisyonlarda birden daha çok planet dişli sistemleri daha çok dişli oranları üretmek için kullanılabilir.

Planet Dişli Sisteminin Temel Parçaları: Bir planet dişli sistemi 4 önemli parçaya

sahiptir. Bunlar: Güneş dişli, pinyon dişlileri, çember dişli ve taşıyıcıdır. Güneş dişli merkez dişlidir. Planet (Pinyon) dişliler planet taşıyıcısı vasıtasıyla belli bir pozisyonda

tutulur. Çember dişli planet dişlilerin tamamını çevreleyen bir iç dişlidir. Bütün dişliler

helisel dizayn edilmiş ve hepsi sürekli kavraşmış durumdadır.

Planet Dişli Sisteminin Çalışması Farklı dişli oranları oluşturmak için, üç dişliden birisinin güneş, çember ve planet taşıyıcısı sabit tutulması gerekir. Örneğin; eğer çember dişli sabit tutulur, hareket güneş dişliden verilip taşıyıcıdan alınırsa bir hız düşüşü meydana gelir. Alçak vites için

en genel düzenleme güneş dişlisinin sabit tutulması ve hareketin çember dişliden

verilip taşıyıcıdan alınmasıdır.

Bir planet dişli sistemiyle oluşturulabilecek vites kademeleri:

Bir planet dişli sistemiyle sekiz vites kademesi oluşturulabilir. Tabloda

bir planet dişli ünitesiyle oluşturulabilecek vites durumları ve hızlardaki değişim gösterilmiştir.

1. (ız Artışı: Güneş dişli sabit tutulup, planet taşıyıcısı döndürüldüğünde hız artışı olur. Taşıyıcı dönerken, planet dişlilerde taşıyıcıyla birlikte döner. Bu durumda çember dişli taşıyıcıdan daha hızlı döner. Yani hız artar. Bu durum bazı otomatik transmisyonlarda ve

transakslarda dördüncü vitesi yani overdrive oluşturur. Planet pinyon taşıyıcısı ve çember dişli arasındaki dişli oranı, dişli ebatlarının değiştirilmesiyle değiştirilebilir. 2. (ız Artışı II: Eğer çember dişli sabit tutulur ve taşıyıcı döndürülürse güneş dişli taşıyıcıdan daha hızlı döner. Bu vites durumu

normal olarak otomatik transmisyonlarda ve transakslarda kullanılmaz.

3. (ız Azaltması I: Eğer güneş dişli sabit tutulur ve çember dişli döndürülürse planet pinyon taşıyıcısı çember dişliden daha yavaş döner. Bu düzenleme ikinci vitesi oluşturur.

4. (ız Azaltması II: Eğer çember dişli sabit tutulur ve güneş dişli döndürülürse, taşıyıcı düşük hızda döner. Planet pinyonları taşıyıcı üzerinde döner fakat taşıyıcı güneş dişliden daha yavaş döner. Bu vites durumu en büyük tork artışı sağlar. Bu birinci vitesi oluşturmak için kullanılır. 5. Geri Vites I: Taşıyıcı sabit tutulur ve çember dişli döndürülür. Planet pinyon dişlileri avare olarak hareket eder. Onlar güneş dişliyi ters yönde ve çember dişliden daha büyük bir hızla döndürürler. Geri viteste yüksek bir hıza ihtiyaç olmadığından dolayı normal olarak bu birleştirme geri vitesi oluşturmak için kullanılmaz.

6. Geri Vites II: Taşıyıcı sabit tutulur ve hareket güneş dişliden verilirse bu

durumda çember dişli ters yönde ve güneş dişliden daha yavaş bir biçimde döner. Bu vites kademesi geri vitesi oluşturur. 7. Prizdirek Vites : Şayet planet dişlinin herhangi iki üyesi birlikte tutulursa

veyahut ta aynı hızda döndürülürse, planet dişli seti bir katı mil gibi hareket

eder. Dişli setinin giriş ve çıkış milleri arasında, hızda veyahut ta yönde bir değişme olmaz. Dönüştürme oranı 1:1’dir. Bu vites kademesi üçüncü vites

veyahut ta prizdirek olarak isimlendirilir.

8. Nötr Vites : Kavramalar hizmete alınmadığı ve bantlara uygulanmadığı zaman

planet dişli setinin hiçbir üyesi tutulmamış olur. Üç üyenin hepsi

serbesttir. Bu durumda dişli seti vasıtasıyla güç iletilmez. Bu boş vites

kademesidir. Bu durum motor üzerindeki yükü kaldır ve motorun çalışmasını temin eder [18:s.628].

Vites Çember dişli

Planet

taşıyıcısı Güneş dişli (ızdaki değişim Muhtemel vites

durumları 1 H.A. H.V. T. Artma 4. Vites

(Overdrive)

2 T. H.A. H.V. Azalma Kullanılmıyor

3 H.V. H.A. T. Azalma 2. Vites

4 T. H.A. H.V. Azalma 1. Vites

5 H.V. T. H.A. Azalma (Geri

vites)

Kullanılmıyor

6 H.A. T. H.V. Azalma Geri vites

7 (erhangi iki dişli tutulursa 1:1 Prizdrekt 3. Vites

8 Bütün dişliler serbest kalırsa Nötr Nötr

Tablo: Bir Planet Dişli Seti ile Oluşturulabilecek Vites Durumları H.A. = Hareket Alan Çıkış , H.V. = Hareket Veren Giriş , T. = Tutulan Dişlidir.



FIGURE: The Type 1 gearset is a three-speed Simpson gear train that uses bands to hold the sun gear and reaction carrier. Note that the reaction carrier can also be held by a one-way clutch.

FIGURE: Common symbols used in the transmission schematics to illustrate the various parts.

Otomatik Vites Kutusu (Planet Dişli Sistemi)

O = A/(S+A)


Soru 1: Basit planet

Soru 2: Birleşik planet

(epicycle gear train)


Simpson Gearset

Has two separate planetary

gearsets with a common sun

gear.

Simpson Planet Dişli Sistemi: Bu planet dişli sistemi iki planet pinyon

setine sahiptir. Bunlar genel

olarak bir güneş dişli etrafında döner. Her bir planet

pinyon seti onun kendi çember dişlisiyle kavraşır.

Değişik Planet Dişli Sistemleri

Temel planet dişli sistemlerinin birkaç çeşidi vardır. Otomatik

transmisyonlarda ve transakslarda Simpson ve Revigneaux planet dişli sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır.

The Simpson gear train is a compound gearset commonly used in many three-speed transmission/transaxles.

Ravigneaux Gearset

Has two separate sun gears, two separate planetary gears, and a common ring

gear.

Ravigneaux (Raveno) Planet Dişli Sistemi: Bu planet dişli sistemi; bir tane çember dişliye, iki tane planet pinyon setine (uzun ve kısa , iki güneş dişliye ön

ve arka) ve bir planet taşıyıcısına sahiptir. Bu planet dişli sistemi bileşik planet

dişli sistemi olarak isimlendirilir. Başka tür planet dişli çalışma mekanizmaları da mümkündür. Bununla beraber temel durumlar ve güç akışları benzerdir.

FIGURE: The Type 9,10,11,and 12 gearsets illustrate the different three- and four-speed gear train arrangements that use a single Ravigneaux gearset.

Planet Dişli Sisteminin Kontrolü

Planet dişli sistemleri; bantlarla, tek yön kavramalarıyla veya çok diskli

kavramalarla kontrol edilir. Bu kavrama statordaki tek yön kavraması gibi çalışır. Çok diskli kavramalar planet dişli sistemindeki bir üyenin

tutulmasını veya serbest bırakılmasını kontrol eder. Çok diskli

kavramalar planet dişli sistemindeki iki üyenin kilitlemesini

sağlayabilir. Bu durum prizdirek vites kademesini oluşturur. Kavramalar ve bantlar akışkan basıncıyla çalıştırılır. Elektronik Kontrol Modülü/Ünitesi (ECM/ECU) Bazı transmisyon ve transakslar elektronik olarak kumanda edilir. Sensörler çalışma şartlarını kontrol ederler. Örneğin; araç hızı, motor yükü

ve soğutma suyu sıcaklığı gibi. Bu bilgiler elektronik kontrol modüle

[ECM] gönderilir. ECM ayrı bir transmisyon veyahut ta transaks

denetleyicisi olabilir. Diğer otomatik dişli kutusuna sahip araçlar bir

transmisyon kontrol modüle [PCM] sahiptir. Bu hem motoru hem de

transmisyonu kontrol eder. Değişik girdilerden kullanılan bilgiler ile ECM, vites değiştirmek için vites değişim zamanına ve vites değişimin nasıl algılanacağına karar verir.

Sinyaller valf gövdesi üzerindeki elektrikli vites değiştirme

selenoidlerine gönderilir. Selenoidler akışkan kanallarını açar

veyahut ta kapatır.

Elektronik Kontrol Modülü/Ünitesi (ECM/ECU) [dvm.]

Bunlardan;

2 tanesi vites değiştirme selenoidi,

üçüncü selenoid valf; hat basıncını kontrol eder ve governor valf,

modüler valf veyahut ta gaz kelebeği konum valfi ve ilişkili bağlantıları ayırmak için kullanılır. Çıkış sensörü veyahut da araç

hız sensöründeki sinyal governor basıncını meydana getirir.

Dördüncü selenoid valf, tork konverter kavramasını kilitlemeyi

kontrol eder.

PCM; soğutma suyu sıcaklık sensörü, gaz kelebeği konum sensörü,

manifolt mutlak basınç sensörü ve diğer sensörlerdeki girdileri değerlendirerek selenoidleri kontrol eder. Bunlar PCM`ye, sürücünün istediği güç ve motor yükü hakkındaki bilgileri verir. Bazı araçlarda, PCM vites değiştirme esnasında yakıt akışını azaltır ve ateşleme

zamanını geciktirir. Vites değişimi tamamlanır tamamlanmaz, motor gücü eski haline döndürülür. Bu yetenek, eğer yüksek hızdayken vites değiştirilecek olursa PCM transmisyonun zarar görmesini önlemeye yardım eder [18:ss.636-637].

ECU / PTM Girdileri: PCM’ye veyuhut ta ECU’ya gelen değişik bilgiler, otomatik

transmisyonun kontrolünü temin etmeye yardım eder.

1. Araç (ız Sensörü [VSS]: Bu sensör vites değişim noktalarını tanımlamak için

gerekli olan araç hızını algılar. 2. Gaz Kelebeği Konum Sensörü [TPS]: Vites değişim zamanlarını tanımlamak için gerekli olan gaz pedalı durumunu algılamak için kullanılır. 3. Soğutma Sıvısı Sensörü: Tork konvörter kavramasının (TCC) çalışma zamanlarını tanımlamak için, motor soğutma sıvısındaki değişimleri algılamak için kullanılır. 4. Birinci Vites Basınç Şalteri: Birinci vitesteki transmisyon yağ basıncını algılayan bu şalter vites değişim noktalarını tanımlamak için kullanılır. 5. Dördüncü Vites Basınç Şalteri: Dördüncü vitesteki transmisyon yağ basıncını algılar. Bu şalter vites değişim noktalarını tanımlamak için kullanılır. 6. Frenleme Şalteri: Frenlere uygulanıp uygulanmadığını algılayarak, frenlere uygulandığı zaman TCC’nin serbest bırakılmasını temin etmek için kullanılır. 7. Seyir (ızı Kontrol Şalteri: TCC sisteminin kontrolü için aracın seyir hızında

olup olmadığını algılar. 8. Manifolt Mutlak Basınç Sensörü [MAT]: Vites değişim noktalarını tanımlamak için gaz kelebeği açıklık miktarını algılar. 9. Elektronik Ateşleme Zamanı [EST]: Vites değiştirme zamanını tanımlamak için ateşleme zamanını algılar.

AB , Bölüm , Kademeli otomatik; Tork konvertörü

Sensörler Aktüatorlar

(idrolik ünite selenoid valflara sahip

Motor kontrol ünitesi • Motor müdahalesi • Büyültme / küçültme

bilgisi

Selenoid, vites kolu

kilidi

Sürüş kademesi göstergesi gösterge tablosu

(ız sabitleme

sistemi

Röle, otomatik şanzıman

Geri vites

lambası

Motor kontrol ünitesi • Motor devri • Yakıt tüketimi • Gaz kelebeği konumu

Şanzıman giriş devri Sensörü

Şanzıman devri sensörü

Kickdown şalteri

Fren lambası şalteri

Şanzıman yağ

sıcaklık sensörü

Çok fonksiyonlu

şalter

Fren

kontrol ünitesi

Kontrol ünitesi, Otomatik şanzıman

Teşhis soketi Klima

Kaynak: Audi

ECU / PTM Çıktıları Bu girdiler ışığında PCM;

1. A Vites Değiştirme Selenoidini,

2. B Vites Değiştirme Selenoidini,

3. Tork Konverter Kavrama Selenoidini kontrol eder.

TCC valfi önceden tanımlanan valflerle aynı çalışma prensibine sahiptir.

Vites değiştirme selenoidleri, valf gövdesi içerisindeki hidrolik valflerle birleştirilmiştir. Bu valfler planet dişli sistemiyle birlikte çalışan değişik

bant ve kavramalara hidrolik akışını kontrol etmek için kullanılır. A ve B selenoidleri; ECU / PCM tarafından açılıp kapatıldığında, vites değiştirme selenoidleri dört ileri vitesi oluşturmak için birlikte çalışır. Bir vites seçimi, ECU / PCM’ye giren belirli bilgiler esasına göre yapılır. Bu durumda A ve B selenoidleri hidrolik valf gövdesindeki farklı hidrolik devreleri kontrol etmek için kullanılır. Örneğin; ECU / PCM,

transmisyonun birinci vitesten ikinci vitese geçmesini istediği zaman B

selenoidini açarken A selenoidini kapatır [16:s.592].

Her bir selenoid; ECM’nin, selonoidi ON/OFF konumuna alışına

göre yukarı aşağı hareket eden bir plancıra sahiptir. Bu plancır

ucunda bulunan bir valf vasıtasıyla akışkan kanalındaki portun

açılıp – kapanmasını sağlar.

ECU / PTM Çıktıları (Dvm.)

ECU, selenoidi ON konumuna aldığı zaman plancır yukarı çekilir. Bu

durum portu açar ve vites değiştirme valfinin üzerine etkiyen akışkan basıncını tahliye eder. Bunun neticesinde vites değiştirme

valf yayı, vites değiştirme valfini hareket etmesi için zorlar. Vites değiştirme valfi hareket ederken, vites değiştirmek için uygun servo

bantlara ve kavramalara giden akışkan kanallarını açar. ECU selenoidi OFF konumuna aldığında selenoid yayı plancırı aşağı doğru zorlar. Bu hareket portu kapatır. Bu durumda akışkan basıncı, vites değiştirme valfinin itilmesine karşı kullanılır. Bu basınç yay

kuvvetini yenerek sola hareket eder. Bu hareket neticesinde, akışkan basıncını vites değiştirme valfinden diğer bir kanal vasıtasıyla uygun

bantlara ve kavramalara gönderir. Diğer vites büyütmeler ve vites küçültmeler aynı yöntemle yapılır. ECU vites değişimini ve selenoidlerin uygun bağlantı sinyallerini tanımlar. Seçici kolun pozisyonu ile manuel valfin; park (park), boş

(neutral) ve geri vitesteki (reverse) hidrolik kontrolünü sağlar.

Typical Ratio Set

Kaynak: Julian Happian-Smith, An Introduction to Modern Vehicle Design, 2002

ÖRNEK UYGULAMALAR

SANZIMAN KUMANDASINA YÖNELİK

ÖRNEK UYGULAMALAR


Sensörler Sinyaller- Motor Kontrol Ünitesi

Motor kontrol ünitesi Motor devir sensörü

Gaz kelebeği potansiyometresi Enjektörler

Şanzıman kontrol ünitesi

E-Gaz

Kaynak: Audi


Resimde, motor kontrol ünitesi ile şanzıman kontrol ünitesi (ZF şanzımanı 01V) iletişimini gösterilmektedir.

Motor devri sinyali: Motor devri sinyali vites basıncı hesaplaması için gereklidir. Bu yumuşak bir vites değiştirme için ön koşuldur. Sinyal olmadığında, kontrol ünitesi bir

yedek değer hesaplar. Vites basıncı yükselir ve vites değiştirme daha sert gerçekleşir. CAN hattı ile donatılmış araçlarda, bilgiler CAN hattı üzerinden aktarılır. Sinyal kendi

kendine teşhis tarafından denetlenir.

Yakıt tüketimi sinyali: Yakıt tüketimi sinyali, motor kontrol ünitesi tarafından, enjektörlerin enjeksiyon süresinden hesaplanır. Şanzıman kontrol ünitesi, yakıt tüketimi sinyalinden o anda var olan motor torkunu hesaplar. Şanzıman kontrol ünitesi, vites değiştirme zamanını sabit belirlemek ve kavrama silindirlerindeki basıncı ortaya çıkarmak için motor torkundan faydalanır. Motor kontrol ünitesinden şanzıman kontrol ünitesine giden motor momenti fiili

sinyalinin doğrudan belirlenmesi de diğer bir çözüm şeklidir. Burada, o anda var olan

motor torku, motor kontrol ünitesinin kendisi tarafından yakıt tüketimi sinyalinden hesaplanır. CAN hattı ile donatılmış araçlarda, bilgiler CAN hattı üzerinden aktarılır. Sinyal olmadığında, şanzıman kontrol ünitesi gaz kelebeği sinyali ve motor devrinden yedek değer hesaplar. Sinyal kendi kendine teşhis tarafından denetlenir.

Kaynak: Audi


Gaz kelebeği konumu: Gaz kelebeği konumu, motorun yükü hakkında bilgi veren bir ölçüdür. Konum, gaz kelebeği potansiyometresi tarafından motor kontrol ünitesine

bildirilir. Motor kontrol ünitesi bilgileri şanzıman kontrol ünitesine gönderir. Şanzıman kontrol ünitesi, vites değiştirme zamanını sabit belirlemek ve kavrama

silindirlerindeki basıncı ortaya çıkarmak için motor yükünden faydalanır. CAN hattı ile donatılmış araçlarda, bilgiler CAN hattı üzerinden aktarılır. Sinyal olmadığında, şanzıman kontrol ünitesi sabit bir vites programına, dinamik vites programı olmadan, geçer. Sinyal kendi kendine teşhis tarafından

denetlenir.


Sensörler / Sinyaller Çok Fonksiyonlu Şalter

(ız sabitleme sistemi

Otomatik şanzıman rölesi

Geri vites lambası rölesi



Çok fonksiyonlu şalter şanzıman muhafazasında yerleşmiştir ve mekanik olarak

vites kolu teli üzerinden kumanda edilir.

Kontrol ünitesine vites kolu konumu (P, R, N, D, 4, 3, 2) hakkında bilgi verir. Vites

kolu konumları "4", "3", "2" olduğunda bu bilgi sonucunda büyültme işlemi önlenir. Bu bilgilerin geçerliliği kendi kendine teşhis tarafından kontrol edilir.

Otomatik şanzıman J60 rölesi / marş motoru kilit rölesi J207 için voltaj sağlar. Böylece araç "P" ve "N" vites kolu konumlarına geçirilebilir. Bu fonksiyon için kendi

kendine teşhis kontrolü gerekmez.

(ız sabitleme sisteminin, "D", "4" ve "3" vites kolu konumlarında voltaj

beslemesini sağlar. Voltaj beslemesinin kesildiği durumlarda hız sabitleme sistemi

fonksiyonunu yitirir. Bu fonksiyon için kendi kendine teşhis kontrolü gerekmez.

Geri vites takılı olduğunda, geri vites lambası rölesinin voltaj beslemesini sağlar. Bu

fonksiyon için kendi kendine teşhis kontrolü gerekmez.

Sinyal kesilmesi durumunda, sürüşe D ve R vites kolu konumunda devam etmek

mümkündür, fakat vites kalitesi düşüktür.

Kaynak: Audi


Sensörler / Sinyaller Fren kontrol ünitesi

Motor kontrol ünitesi


Fren kontrol ünitesi

Kaynak: Audi


Bir sensör sinyali iptal olduğunda,

aşağıdakiler ortaya çıkar

• Şanzıman kontrol ünitesi, diğer sensörlerin

sinyalinden bir yedek sinyal oluşturur. Bir

yedek sinyal oluşturulabildiğinde, şanzıman fonksiyonları büyük ölçüde yerindedir.

• Yedek sinyal değerlendirmesinde, arızanın

durumuna göre bazı kısıtlamalar yapılması gerekebilir.

• Bir yedek sinyal oluşturulamaz ise, sistem

acil durum işletimine geçer. Tüm selenoid valfların akım beslemesi kesilir ve yaylar vasıtasıyla bekleme konumuna bastırılır. Şanzıman sadece 4. viteste ileri gider.

• Geri vitese geçiş mümkün olur.

• Hidrolik sistem maksimum basınç ile çalışır. Bu durumda sert vites geçişleri ortaya çıkar.

• Acil durum çalışması vites göstergesi içinde gösterge tablosunda belirir.

Kaynak: Audi


Mekatronik modül, hidrolik modül ile elektronik modülü birleştirmektedir. Şanzıman kontrol ünitesi şanzımana entegredir. Bu şekilde ağırlıktan tasarruf edilmiştir. Daha güvenilir olması, arayüzlerin

(temaslar) azaltılması ile sağlanmıştır. Mekatronik tekniği, 6 vitesli otomatik şanzımanlar 09E ile 09L,

elektromekanik şanzıman 02E ve multitronik şanzıman 01J modellerinde kullanılmaktadır. Mekatronik

Elektronik modül

(idrolik modül

Kontrol ünitesi J

Şanzıman giriş devri sensörü G

Şanzıman yağı sıcaklık sensörü

Şanzıman çıkış devri sensörü G 5

Sürüş kademesi sensörü F 5

Documents

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ · AB , Bölüm , Kademeli otomatik; Tork konvertörü Resimde, motor kontrol ünitesi ile şanzıman kontrol ünitesi (ZF şanzımanı