Manuel
şanzımanda dişli oranı, farklı büyüklükteki (farklı çap) dişliler üzerinden
hareketin aktarılmasıyla sağlanır: büyük dişli küçük dişliyi döndürürken; küçük
dişlinin hızı artar fakat torku azalır, küçük dişli büyük dişliyi döndürürken;
büyük dişlinin hızı azalır fakat torku artar. Tıpkı vitesli bisiklette olduğu
gibi. CVT şanzımanlardaysa dişli yoktur, bunun yerine çapları sürekli değişen
kasnaklar vardır; aslında kasnağın çapı değişmez, kayışın sarıldığı-dolandığı
kasnak çapı değişir. Her bir kasnak iki konik yüzeyden oluşur. Konik yüzeylerden
biri hareketlidir ve hidrolik basınçla eksenel (mil üzerinde ileri-geri)
hareket edebilir. Kasnağın konik yüzeyinin bu şekilde ileri-geri hareket
etmesi; kayışın sarıldığı aralığın daralıp-genişlemesine sebep olur. Kasnak
aralığı daraldıkça, kayış daha az derine sarılır ve dönüş dairesi çapı büyür
(büyük dişli gibi davranır); kasnak aralığı genişledikçe, kayış daha derine
sarılır, ve dönüş çapı küçülür (küçük dişli gibi davranır).
Karşılıklı çalışan ve biri döndüren (giriş) kasnak, diğeri döndürülen (çıkış) kasnağın çaplarının sonsuz ölçekli olarak değiştirilebilmesi, şanzımanda hızın ve torkun (momentin) değiştirilebilmesini sağlar. CVT şanzımanda vites oranları yaklaşık 2.5 ile 0.4 arasında değişebilir.
Karşılıklı çalışan ve biri döndüren (giriş) kasnak, diğeri döndürülen (çıkış) kasnağın çaplarının sonsuz ölçekli olarak değiştirilebilmesi, şanzımanda hızın ve torkun (momentin) değiştirilebilmesini sağlar. CVT şanzımanda vites oranları yaklaşık 2.5 ile 0.4 arasında değişebilir.
Döndüren
(giriş) kasnak küçük çapta ve döndürülen (çıkış) kasnak büyük çapta olduğunda;
bu büyük bir vites oranı verir; tıpkı 1. Vites gibi. Çıkış kasnağı yavaş döner
ama tork yaklaşık 3-4 kat artar, yani aracın çekiş kuvveti çok büyük olur fakat
hızı çok azdır, bu aracın ilk kalkışı için uygun olan orandır.
Döndüren
(giriş) kasnak büyük çapta ve döndürülen (çıkış) kasnak küçük çapta olduğundan;
bü küçük bir vites oranı demektir, overdrive dene hız oranına karşılık gelir,
tıpkı 5-6-7.vitesler gibi. Çıkış kasnağı, giriş kasnağından çok daha hızlı
döner (hız artmıştır), fakat çıkış kasnağındaki tork azalmıştır. Bu, fazla tork
ihtiyacı olmayan ortalama yüksek hızlarda, düz yolda-otoban sürüşlerinde-sabit
hızlardaki sürüşlerde, çıkış devrinin maksimum olmasını, bu sayede motor
devrinin düşük tutulmasını ve yakıt tasarrufu yapılmasını sağlar.
CVT Kayışı:
Otomobillerde kullanılan cvt şanzımanlarda
çelik yapılı kayış kullanılır. Bu kayış iç içe geçmiş çoklu çelik şeritlerin
üzerine dizilmiş yüzlerce çelik baklalardan (elemanlar) oluşur. Çelik şeritler
dairesel esnekliği sağlarken, baklalar kasnakların konik yüzeyine tutunurlar.
İki kasnak arasında hareketin aktarılması bu çelik kayış üzerinden sağlanır.
Kayış, kasnakların konik yüzeylerine sürtünme kuvvetinin etkisiyle tutunur ve hareket kuvvetini iletilir. Sürtünme kuvveti ideal olmalıdır; çok olursa kayış aşınır, az olursa kayış sıyırır-kaçırır ve zarar görür. Gelişen teknolojiyle yüksek tork miktarları (yaklaşık 300Nm) bu kayış üzerinden aktarılabilmektedir. Buna rağmen cvt şanzımanın en büyük sınırlayıcılarından biri, yüksek motor torku karşısında olası dayanıksızlık-arıza durumlarıdır.
Kayış, kasnakların konik yüzeylerine sürtünme kuvvetinin etkisiyle tutunur ve hareket kuvvetini iletilir. Sürtünme kuvveti ideal olmalıdır; çok olursa kayış aşınır, az olursa kayış sıyırır-kaçırır ve zarar görür. Gelişen teknolojiyle yüksek tork miktarları (yaklaşık 300Nm) bu kayış üzerinden aktarılabilmektedir. Buna rağmen cvt şanzımanın en büyük sınırlayıcılarından biri, yüksek motor torku karşısında olası dayanıksızlık-arıza durumlarıdır.
CVT Şanzıman Kontrol Ünitesi:
CVT şanzıman, bir elektronik kontrol
ünitesi (ECU) tarafından; sensörlerden gelen sinyaller değerlendirilerek ve ECU’deki
yazılımı kullanılarak yönetilir. Geliştirilmiş yazılım ve yüksek işlemcili
donanım (ECU-Bilgisayar), cvt şanzımanın en iyi performansta ve en doğru
şekilde yönetilmesini sağlar. Motor devri, gaz pedalı konumu, araç hızı, motor
yükü vb. onlarca sensörden gelen sinyaller, ECU’deki yazılıma göre
değerlendirilip kullanılarak; vites kademesinin (aktarma oranının) ayarlanması
sağlanır. CVT ECU’sü, diğer elektronik kontrol üniteleriyle can-bus hattı
üzerinden iletişim halinde çalışır, örneğin motor kontrol ünitesi (motor
ecu’sü), ABS-ESP ecu’sü vb. CVT elektronik kontrol ünitesi, elektrohidrolik
kumanda ünitesini kumanda eder. CVT şanzımanın doğru olarak çalıştırılabilmesi
için, şanzımandaki bazı sensörlerden gelen sinyaller kullanılır; giriş mili hız
sensörü, çıkış mili hız sensörü, vites kolu konum sensörü (P-R-N-D), yağ
sıcaklığı ve yağ basınç sensörleri vb.
Giriş kasnağı
ve çıkış kasnağı dönüş hızlarının algılanmasıyla, aktarma oranı (vites oranı)
anlık olarak hesaplanır.
CVT Şanzıman Elektrohidrolik Kumanda Ünitesi:
CVT
şanzımanın D (ileri), R (geri), N (boş) konumlarına alınması sırasında
çalıştırılan planet dişli setindeki çok diskli plakaların (kavrama ve fren)
hidrolik kumandası, tork konvertörünün hidrolik yağ beslemesi, kasnakların
hareketli konik yüzeylerini hareket ettiren hidrolik pistonların hidrolik
kumandası; şanzımanın alt (karter) kısmındaki elektrohidrolik ünite tarafından
yapılır. Elektrohidrolik ünite (beyin); bir çok yağ akış kanallarının açılıp
kapanmasını sağlayan elektrohidrolik valfler (selenoid valfler), çek valfler,
basınç kontrol valfleri ve vites koluna bağlı (P-R-N-D) çalışan sürgülü hidrolik
valflerden oluşur. Labirent şeklindeki yağ kanalları ve valflerden oluşan
hidrolik kumanda ünitesi, cvt şanzımanın tüm hidrolik mekanizmalarının
çalışmasını sağlar.
Tork Konvertörü:
Cvt şanzımanda kavrama (debriyaj)
olarak tork konvertörü kullanılır. Tork konvertörü, hareketi sıvı (ATF sıvı)
aracılığıyla aktaran bir kavramadır. İlk kalkışta hareketin yavaş yavaş
(kademeli) olarak şanzımana iletilmesini sağlar. Bu durumda basınçlı yağ
pompadan türbine çarptırılır; hareket de pompadan türbine sıvı aracılığıyla
iletilir. Türbin, şanzımanın giriş miline bağlıdır. Ayrıca konvertör ilk
kalkışta tork miktarını da arttırır böylece ayak gaz pedalından çekildiğinde
araç yavaş yavaş hareket etmeye başlar. Bu durum ayrıca yokuşta aracın geri
kaçmasını da önler.
Tork
konvertörü bir sıvı kavrama olduğundan, motordan gelen devir sayısı ile
şanzımana aktarılan devir sayısı arasında kaçırmadan kaynaklanan kayıp farkı
(%2-4) olmaması için, tork konvertörülerinde lock up (tork konvertörü kilit
sistemi) kullanılır. Böylece araç kalkış yaptıktan sonra, tork konvertörü
motordan gelen hareketi aynen kayıpsız bir şekilde aktarır. Bu durumda hareket
konvertör gövdesinden direkt olarak türbine ve giriş miline aktarılır. Bu
kayıpsız aktarım, yakıt ekonomisi sağlar.
Hidrolik Pompa (ATF Pompası):
CVT şanzıman hidrolik basınçla
çalışan mekanizmalara sahiptir. Tork konvertörü, çapı hidrolik basınçla
değiştirilen kasnaklar, planet dişli setindeki çok diskli kavramanın
çalıştırılması için, hidrolik yağ basıncı gereklidir. Bunun için bir hidrolik
yağ (ATF) pompası kullanılır. ATF pompası paletli tip veya dişli tip olabilir
ve hareketini tork konvertöründen bir zincir veya dişli ile alır. Pompada
oluşan basınçlı yağ, hidrolik kumanda ünitesine gönderilir. Sistemde ısınan yağın
soğutulması için soğutucu devreler bulunur (hava ve/veya su ile soğutma). (ATF:
Automatic Transmission Fluid: Otomatik şanzıman sıvısı-yağı)
CVT Şanzımanda Geri Vites, Boş Vites
ve İleri Nasıl Sağlanır?
CVT
şanzımanda geri vites (R), boş vites (N) ve ileri vites (D) seçiminin
yapılabilmesi için, bir planet dişli seti kullanılmaktadır. Planet dişlinin
çalışabilmesi için, çok diskli hidrolik plaka ve disklerden oluşan; bir kavrama
ve bir fren seti bulunur.
Boş vites durumu (N): Hareket güneş dişliden giriş yapar,
planet dişlileri döndürür, fakat planet dişli taşıyıcısı ve çevre dişliyi bir
birine bağlayan “kavrama” açık olduğundan tork aktarılamaz. Yani şanzıman
boştadır.
İleri vites (D) durumu: Hareket güneş dişliden giriş yapar,
çok diskli hidrolik “kavrama” kapanmıştır ve güneş dişli ile çevre dişliyi bir
birine bağlamıştır (kavraştırmıştır-kilitlemiştir). Güneş dişliden gelen
hareket, tork ve hız değişimine uğramadan aynen çevre dişliye, çevre dişliden
de çıkış miline aktarılır.
Geri vites durumu (R): Motordan gelen dönüş hareketinin
yönü, yine planet dişli seti kullanılarak tersine çevrilir ve diferansiyele
aktarılır. Hareket yönünün değiştirilmesi için planet dişli taşıyıcısı çok
diskli “fren” tarafından durdurulur. Böylece güneş dişliden giriş yapan
hareket, çevre dişliden yönü değiştirilmiş olarak çıkış yapar. Güneş ve çevre
dişli arasında oluşan dişli oranından dolayı; hız azalır tork artar.
Bazı cvt
şanzımanlarda planet dişli seti giriş milinde bulunurken, bazılarında çıkış
milinde bulunur, prensip aynıdır.
Park konumu (P): Vites kolu park konumuna alındığında,
şanzımanın çıkış milindeki kilit dişlisine kilit pimi mekanik olarak geçer,
şanzıman mekanik olarak kilitlenmiş hale gelir.
CVT Şanzımanda Tork-Hareket Akışı Nasıldır?
Motor krank
milinden gelen dönüş hareketi, tork konvertörüne giriş yapar, tork konvertörü
hareketi şanzımanın giriş miline aktarır. Giriş mili üzerinde giriş kasnağı
(hareket veren-döndüren kasnak) bulunur. Giriş kasnağı, bir çelik kayış ile bu
hareketi çıkış mili üzerinde bulunan çıkış kasnağına aktarır. Çıkış
kasnağındaki hareket; bir planet dişli seti ve çok diskli hidrolik kavrama
üzerinden çıkış milinin bağlı olduğu çıkış dişlisi (pinyon dişli) ile
diferansiyelin ayna dişlisine aktarılır. Diferansiyel, dönüş hareketini her iki
aks miline dağıtarak tekerleklerin dönmesini sağlar.
Bölüm-1 Bölüm-2
Yorumlar
Yorum Gönder