GÜÇ AKTARMA ORGANLARI ATÖLYESİ

Hazırlayan
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
2001-2002
İÇİNDEKİLER
I. Güç aktarma organları ihtiyacı
a) Giriş
b) Verim
c) Motor Performans Eğrileri
d) Bir Güç Aktarma Organında Bulunması Arzu Edilen Özellikler
II. Kavramalar
(daha detaylı bilgi)
a) Kavramaların başlıca görevleri
b) Kavramanın Moment İletme Etkisi
b1. Düzgün Dağılmış Basınca göre
b2. Düzgün Dağılmış Aşınmaya göre
b3. Uygulamalar
III. Hidrolik kavramalar
a) 3 Elemanlı Tork Konvertör
b) 5 Elemanlı Tork Konvertör
IV. Standart vites kutuları
(daha detaylı bilgi)
a) Basit bir dişli sisteminde ilişkiler
b) Vites kutusunda istenilen görevler
c) Taşıtlarda Vites Kademelerinin Seçimi
d) Vitesteki Direnç Kuvvetleri
d1) Hava Direnci
d2) Yokuş Direnci
d3) Yuvarlanma Direnci
d4) İvme Direnci
d5) Transmisyon Direnci
e) Tekerlek Tahrik Kuvveti
f) Tahrik Kuvvetinin taşıt momenti ile değişmesi
g) Dişli Oranlarının Bulunuşu
g1) Geometrik Dizi Metodu
g2) Uygulamalar
V. Planet Dişli Sistemi
(daha detaylı bilgi)
a) Dişli Oranları
b) Örnek problem
VI. Otomatik Transmisyonlar
a) Chevrolet (Power-Glide) Tipi Otomatik Transmisyon Sisteminin Çalışması
2
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
I. Güç aktarma organları ihtiyacı
a) Giriş
Aracın güç aktarma organları olmadan hareket edebilmesi için, duran araca tesir eden
atalet kuvvetlerini yenebilecek bir momente ihtiyacı vardır. Taşıtın ivmelenmesi için ilk anda
motor momentinin fazla olması ve buna bağlı olarak da hızının az olması gerekmektedir. Fakat
ileriki zamanlarda taşıtın kullanılacağı yolun eğim durumuna göre veya hız durumuna göre
momentinin artırılması veya azaltılması gerekmektedir. Bunu ise ancak yarıçapları farklı
dişlilerin birbirine hareket iletmesi ile sağlayabiliriz. Güç aktarma organları olmaksızın direkt
bir hareketle motor momenti tekerlere iletilirse taşıt hareket edemez, çünkü duran araca tesir
eden atalet kuvvetlerini yenemez. Bu sebepten dolayı güç aktarma organlarına ihtiyaç vardır.
Tek başına bir dişliye etki eden kuvvetler Şekil 1’de gösterilmektedir. Dişli momenti
etki eden kuvvet ile dişli yarıçapının çarpımıdır. Eğer bu dişli hareketi bir başka küçük dişliye
iletiyorsa Şekil 2’deki gibi Md1 Md2’den büyük olur, çünkü R>r’dir. Motorun ilk andaki
momenti fazla devri ise azdır, bu gücünü de azaltır ve motor devri ile güç artar.
Md
R
R
Md1
F
Md2
r
F
Md=F*R
Md1=F*R
Şekil 1- Dişliye etkiyen kuvvetler
Md2=F*r
Şekil 2- Dişliden dişliye etkiyen kuvvetler
Teker ve dişli gibi dairesel bir parça
döndürüldüğünde üzerinde iki adet hız oluşur bunlardan
biri Teğetsel (Lineer) Hızdır ve birimi m/s’dir, diğeri ise
Açısal Hızdır ve birimi Rad/s’dir. Formül olarak;
π *D*n
ν=
(m / s ) teğetsel,
60
π * n 2 *π * n
ω=
=
( Rad / s ) ise açısal hızdır. Şekil 3’de
30
60
Lineer (Teğetsel) ve Açısal hızlar gösterilmektedir.
b) Verim
ω
D
υ
Şekil 3. Dişli üzerindeki
Teğetsel ve Açısal Hızlar
Güç iletilen herhangi bir sistemde sürtünme, yağ çarpması ve diğer bazı mekanik
kayıplar nedeniyle güç kaybı mevcuttur. Teorik olarak çıkış gücü giriş gücüne eşit alınabilir.
Fakat gerçekte her zaman çıkış gücü giriş gücünden azdır (P ÇIKIŞ < P GİRİŞ). Gücün formülüne
bakılacak olursa;
3
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
M *n M *n
MotorMomenti * MotorDevri
⇒P=
=
(kW )
SabitSayı
c
9549
İş = Kuvvet * Yol ⇒ W = F * L ⇒ Joule = Newton * Metre
Güç =
Kuvvet * Hıı
F *V
Newton * Metre
⇒P=
⇒ Watt =
diyebiliriz. Verim ise “η” ile
3600
3600
Saniye
gösterilir ve çıkış gücünün giriş gücüne oranı olarak tarif edilir. Dolayısı ile verim;
M ç * nç
Pçııkı
M *n
η=
= 9549 = ç ç olur.
Pgiriş M g * ng M g * ng
9549
Dişli Oranı ise “r” ile sembolize edilmekte olup giriş mili hızının (devir sayısının) çıkış mili
ng
hızına oranına r =
dişli oranı adı verilir.
nç
Güç =
Moment (Nm)
Güç (kW)
Moment (Nm)
Güç (kW)
c) Motor Performans Eğrileri
(a)
(b)
Güç
Güç
Moment
0
Moment
Motor Hızı (d/dk)
İdeal Motor (Henüz İmal Edilmedi)
0
Motor Hızı (d/dk)
Dıştan Yanmalı Motor ve Seri Elektrik Motoru
Şekil 6. Motor güç ve moment eğrileri
Bir motorda performans eğrileri motorun karakteristiğini ortaya koyar. Şekil 6-a ve
b’de sırası ile ideal bir motordan ve dıştan yanmalı veya seri elektrik motorundan istenilen güç
ve moment grafikleri görülmektedir. İçten yanmalı bir benzin motoruna ait motor performans
eğrileri ise Şekil 7’de görülmektedir. Buna göre, motorun gücündeki, momentindeki ve özgül
yakıt sarfiyatındaki değişimler motor devrine göre elde edilmiştir. Çalışma bölgesi olarak
seçilen alan ise maksimum moment ile maksimum güç noktaları arasıdır ki aracın motorunun
devrini bu aralıkta tutmak idealdir. Çünkü, motorun bir çevriminde içeri alınan yakıt/hava
karışımının maksimum olduğu an, motor momentinin maksimum olduğu andır ve yine birim
zamanda motora alınan yakıt/hava karışımının maksimum olduğu an ise motor gücünün
maksimum olduğu ana tekabül eder. Dolayısı ile aracın vites kutusu, vites sayısı ve dişli
oranları da bu çalışma aralığındaki motorun vereceği maksimum motor momenti ve gücüne
göre dizayn edilmelidir.
4
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
d) Bir Güç Aktarma Organında Bulunması Arzu Edilen Özellikler
1. Motor ile tekerlekler arasındaki irtibatı gerektiğinde kesebilmeli
2. Motordan tekerleklere olan moment iletimini düzgün, darbesiz ve sessiz yapabilmeli
3. Moment artış oranı kademeli ve değişken olmalı
4. Taşıta gerektiğinde geri hareket sağlamalı
5. Motor hızını yaklaşık olarak 4/1 oranında düşürmeli
6. Motorun hareketini 90˚ veya uygun bir açıyla tekerleklere iletmeli
7. Virajlarda tekerleklerin farklı hızlarda dönmesini sağlayabilmeli
8. Motorla tekerlek arasında bağıl bir hareket serbestlisi olmalıdır (üniversal mafsal).
Güç aktarma organlarının başında, motordan alınan hareketin vites kutusuna iletimini
sağlayan KAVRAMA gelir.
II. Kavramalar
a) Kavramaların başlıca görevleri
1. Taşıt dururken motorun ilk harekete geçmesini sağlar.
2. Motor çalışırken hareketin ilk anda tekerleklere kademeli olarak geçmesini sağlar.
3. Ani yük darbelerinde kayma yaparak güç aktarma organlarını korur.
4. Vites kademelerinin değişimi esnasında hareket geçişini ani olarak keser.
Bu görevlerin dışında kavrama ayırma ve kavratma görevlerini yerine getirirken aşağıda
belirtilen özelliklere sahip olması arzu edilir:
a. Sarsıntısız tatlı bir kavraşma sağlamalıdır.
b. Kavranmış durumda kaymamalıdır.
c. Kısmi kavraşmalardaki kaymalardan doğan ısıya dayanıklı olmalı
d. Isıyı kolaylıkla dışarıya nakletmelidir.
e. Kolay ve sessiz vites değişimi için harekete geçişini çabuk kesmeli
f. Ayrışma durumuna geçebilmesi için dışarıdan tatbik edilen kuvvet az olmalıdır.
g. Krank milindeki burulma titreşimlerini vites kutusuna iletmemeli
h. Ekonomik ve bakımı kolay olmalıdır.
5
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
b) Kavramanın Moment İletme Etkisi
Eksenel kavramaların tasarımında problem, motorun döndürme momentini (MM), kavrama
momentine (MK) dönüştüren kavrama diskinin yüzeyine etkiyecek basıncın (P) belirlenmesi
için gerekli eksenel kuvvetin (F) hesaplanmasıdır. Problemi çözmek için 2 varsayım vardır.
Bunlar;
o Basıncın bütün yüzeye düzgün olarak dağılmış olduğunu kabul etmek, veya
o Birbirine sürtünen yüzeylerdeki aşınmanın düzgün olduğunu kabul etmektir.
b1) Düzgün Dağılmış Basınca göre
Bir kavramanın maksimum moment iletme
kapasitesi, kullanılacağı motorun verebileceği maksimum
momentinden
mutlaka
daha
fazla
olmalıdır.
df
Hesaplamalarda belirli bir EKS (Emniyet Katsayısı)
belirlenerek bu sağlanır. Yüzeylerdeki aşınma, baskı
dr
r
yaylarının özelliklerinin ısı ile zamanla bozulmasına
neden olur. Ayrıca motor momentinin çevrim boyunca
dalgalanarak değişmesi de söz konusudur. İşte bu
d
sebeplerden dolayı Emniyet Katsayısının verilmesi
gerekmektedir. Normal binek arabalarında EKS = 1,3 2,3 arasında iken Traktör ve endüstri makinelerinde ani
darbe yüklerinin fazlalığından dolayı EKS=2 civarında
olur. Şekil 8’e göre kavrama diskinin etkili sürtünme
D
yüzeyi sayısı “n” ile ifade ediliyor (tek diskli
kavramalarda n=2’dir). Disk alanı A, disk yüzeyine dik
Şekil 8. Kavrama Diski Hesabı
etki eden basınç P, disk yüzeyine paralel olarak etki eden
eksenel kuvvet ise F’dir. ‘r’ yarıçapında ve dr kalınlığında olan bir element alan ‘dA’ dikkate
alınırsa; Alan dA = 2π * r * dr ’dır ve bu alana etki eden sürtünme kuvveti ise
df N = P * dA = P * 2π * r * dr olur. Toplam eksenel kuvveti hesaplamak için entegral alınırsa;
D
FN = P * 2π * ∫d
2
2
r2
r * dr ’den FN = P * 2π *
2
D
2
olur.
d
2
 D   d  
 D2 − d 2 
Buradan FN = P * π *   −    = P * π * 
 çıkar.
 4 
 2   2  
2
2
Disk ile piriz direkt mili arasındaki sürtünme ve kumanda sistemindeki kayıplar göz
önüne alınırsa mekanik verim formüle ilave edilir. Mekanik verimin sembolü η M ’dür ve
helisel yaylı kavramalarda %80, diyafram yaylı kavramalarda ise %85 civarında olmaktadır.
Böylece hem D. D. Basınca göre ve hem de D. D. Aşınmaya göre disk yüzeyindeki alana
π
etkiyen dik kuvvetin formülü FN = * P * D 2 − d 2 *η M olacaktır.
(1)
4
(
)
6
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
Başka bir husus ise kavramaların disk yüzeyindeki sürtünme katsayısıdır. Yay basıncı
ile sürtünmeye zorlanan kavrama disk yüzeyinde meydana gelen bu katsayının da hesaba
katılması gerekmektedir. Yani df R = µ * P * dA = µ * P * 2π * r * dr ’dir. Kavramanın momenti
ise; dM K = df R * r 'den dM K = µ * P * 2π * r * r * dr olur. Her iki tarafında entegrali alınırsa;
D
2
M K = µ * P * 2π ∫ r 2 * dr ’den M K = µ * P * π *
d
2
(
)
1 3
D − d 3 çıkar ki buna mekanik verimin de
12
(
)
1
* P * π * µ *η M * n * D 3 − d 3 olacaktır. Buradaki basınç
12
değeri (1) numaralı eşitlikten çekilip yerine konulursa Düzgün dağılmış Basınca göre
kavramanın
momenti
bulunmuş
olur.
Sonuç
olarak
formül
düzenlenirse;
1
4 * FN
MK = *
* π * µ *η M * n * D 3 − d 3 elde edilir ve bu formül sadeleştirilirse
2
2
12 π * D − d *η M
eklenmesi gerekir, sonuçta; M K =
(
)
(
(
(
)
)
)
1
D3 − d 3
bulunacaktır.
son hali; M K = * FN * µ * n * 2
3
D −d2
(2)
b2) Düzgün Dağılmış Aşınmaya göre
Düzgün dağılmış aşınma kabul edildiğine göre basınç ile yarıçap çarpımının eşit
olması gerekir. Yani P*r =>sabit(c)’tir. Yarıçapı ‘r’ kalınlığı ‘dr’ olan yine Şekil 8’deki aynı
element alınırsa eksenel kuvvet şöyle hesaplanır. Alana etki eden sürtünme kuvveti
df N = P * dA = P * 2π * r * dr ’dir ve burada ‘P*r’ sabit olduğundan formül df N = 2π * c * dr
D
 D−d 
olur. Entegral alınırsa, FN = 2π * c d 2 dr = 2π * c * 
 ’den FN = π * c * (D − d ) ve buradan
2
 2 
FN
da c sabitini çekersek; c =
= P * r ’dir.
(3)
π * (D − d )
Kavramanın momenti birim yüzeye gelen kuvvet ile yarıçapının çarpımı olduğundan
ve yüzeyler arasında bir sürtünme katsayısı olacağından dolayı formül;
dM K = df R * r = µ * (df N )* r = µ * (P * (dA))* r = µ * (P * (2π * r * dr ))* r olur ve sonuç olarak
dM K = µ * P * 2π * r 2 * dr
olur ve buradaki ‘P*r’ sabit olduğundan formül;
dM K = µ * c * 2π * r * dr olur. Burada her iki tarafın da entegrali, element yapıdaki alanı (dA),
kavramanın iç çapından dış çapına kadar olan alan boyutlarına çıkartılırsa;
D
D
 D2 − d 2 
 olur. Buradaki c sabitinin
dr = µ * c * π * 
4 
d

2
formül (3)’deki değeri yerine konulup gerekli sadeleştirilmeler de yapılırsa o zaman formül;
 D2 − d 2  1
 D2 − d 2  1
FN
(D − d )* (D + d )
 = * FN * µ * 
 = * FN * µ *
MK = µ*
* π * 
π * (D − d )
(D − d )
4

 4
 D−d  4
1
olur, buradan da kavrama momentinin son hali; M K = * FN * µ * n * (D + d )
(4)
4
bulunacaktır.
r2
M K = µ * c * 2π * ∫ r * dr = µ * c * 2π *
2
d
2
2
2
7
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
b3) Uygulamalar
1. Bir elektrik motoru iş makinesine hareketi tek diskli bir kavrama ile vermektedir.
Sürtünme katsayısı 0,3 mekanik verim %85 kavrama basıncı 150 kPa disk dış ve iç çapları
sırası ile 50 ve 40 cm olduğuna göre bu kavramanın ileteceği momenti ve baskı plakasını
iten eksenel kuvveti D.D.B ve D.D.A. göre bulunuz?
Verilenler
İstenenler
µ=0.3, ηM=0.85
FN=?
P=150*103 Pa
MKD.D.A.=?
D=0.5, d=0.4 m
MKD.D.B.=?
Sonuç
Kullanılan Formül
π
9012.44 N
FN = * P * D 2 − d 2 *η M
4
1
1216.67 Nm M K = * FN * µ * n * (D + d )
4
1
1221.68 Nm M K = * P *π * µ *η M * n * (D 3 − d 3 )
(
)
12
2. Bir otomobilde tek diskli bir kavrama kullanılacaktır. Sürtünme katsayısı 0,3, kavrama
basıncı 103.43 kPa ve disk dış ve iç çapları sırası ile 50.8 ve 40.6 cm olduğuna göre
kavramanın ileteceği momenti ve baskı plakasını iten kuvveti D.D.A ve D.D.B. göre
bulunuz?
Verilenler
İstenenler
Sonuç
n=2, ηM=0.85, µ=0.3
FN=?
6437.27 N
P=103430 Pa
MKD.D.A.=?
882.5 Nm
D=0.508, d=0.406 m
MKD.D.B.=?
886.2 Nm
Kullanılan Formül
π
FN = * P * D 2 − d 2 *η M
4
1
M K = * FN * µ * n * (D + d )
4
(
MK =
)
(
1
* P * π * µ *η M * n * D 3 − d 3
12
)
3. Tek diskli bir otomobilde maksimum motor momenti 124 Nm, kavrama basıncı 260 kPa
sürtünme katsayısı 0.3, kavrama dış çapı 19 cm, mekanik verim %85, emniyet katsayısı
(EKS) 1.3 olduğuna göre disk iç çapı ne kadar olmalıdır?
İstenenler
Verilenler
n=2, ηM=0.85, µ=0.3
d=?
P=260000 Pa, EKS=1.3
Sonuç
0.13 m
Kullanılan Formül
MM*EKS=MK=161.2 Nm
MK =
(
1
* P * π * µ *η M * n * D 3 − d 3
12
)
D=0.19 m
MMmax=124 Nm
4. İki diskli kuru tip bir kavramada disk dış ve iç çapları 128 ve 76 mm sürtünme katsayısı
0.1, yay sayısı 8 olduğuna göre;
a-) 820 kPa kavrama basıncına göre eksenel itme kuvveti ne kadardır. Bir yayın itme
kuvveti ne kadardır?
b-) Kavramanın iletebileceği moment ne kadardır?
8
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
Verilenler
İstenenler
Sonuç
n=4, ηM=0.80, µ=0.1
FN=?
5465 N
P=820000 Pa
D=0.128, d=0.076 m
FN1yay=?
MKD.D.B.=?
683.2 N
113.9 Nm
MKD.D.A.=?
111.5 Nm
Kullanılan Formül
π
FN = * P * D 2 − d 2 *η M
4
FN1yay = F/8
(
MK =
)
(
1
* P * π * µ *η M * n * D 3 − d 3
12
MK =
)
1
* FN * µ * n * (D + d )
4
III. Hidrolik kavramalar
A
B
Krank Mili
2-2.5 cm
Kayma yüzdesi (s)
100
0
10
3
np (d/dk)
0 1000
2000
3000
Vites Kutusu Mili
Şekil 12. Hidrolik Kavrama
5000
Hidrolik Kavrama Verimi (ηHK)
Şekil 12’de basit bir hidrolik
kavramanın parçaları görülmektedir.
Burada A Pompayı B ise Türbini temsil
etmektedir. Hidrolik kavramalarda iç
kısım tamamen hidrolik ile doludur ve
yaklaşık olarak %10-15 hava boşluğu
vardır. Krank mili Pompaya, vites kutusu
giriş mili ise Türbine bağlıdır. Hareket
iletimi esnasında %10’luk bir kayma
Türbinde olabilir. Hareket iletimi 350-850
d/dk civarında başlar ve 1500 d/dk
civarında ise yağın sağlamış olduğu
kinetik enerji Türbine geçer.
1
0.02
nT / nP
0
1
0.02
Şekil 13a. Kaymanın devirle değişimi
Şekil 13b. Verimin devir oranı ile değişimi
Şekil 13a’daki grafik Pompa devrine göre kayma yüzdesini vermektedir. Buna göre
rölantide kayma oranı %100’dür, dolayısı ile sürtünmeden doğan ısı fazladır. Pompa devrinin
biraz artması ile kayma aniden azalır ve devir artmaya devam ettikçe de azalma yavaşlayarak
devam eder ama asla sıfır olmaz.
Şekil 13b’deki grafik ise Türbin devrinin Pompa devrine oranının kavrama verimi ile
olan ilişkisi gösterilmiştir. Burada kavrama veriminin %2 olduğu gösterilmektedir. Hidrolik
kavramalarda motor freninden yararlanılamaz. Hidrolik kavramalarda Pompa momenti (MP)
Türbin momentine (MT) eşittir, dolayısı ile de verim devir oranlarına bağlı olarak değişir.
9
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
MT * nT
N
M *n
n
ηHK =
= T = 9.55 = T T = T
Hidrolik kavramalarda kayma ise;
M
*
n
N giriş N P
MP *nP nP
P
P
9.55
n P − nT
nT
n
S=
= 1−
= 1 − η HK ’dır. Buradan η HK = 1 − S = T bulunur. Hidrolik kavramaların
nP
nP
nP
stator veya statorlar aracılığı ile Pompadan Türbine akan yağın akış yönünü değiştirerek
kanatlara daha etkili çarpmasını sağlayıp daha fazla güç kazandırmasına sebep olan sistemlere
tork konvertör denir. Aşağıda 3 ve 5 elemanlı tork konvertörler açıklanacaktır.
N çııkı
Örnek problem: Motor devri 3000 d/dk olan bir taşıtta hidrolik kavrama %3 kayma ile
çalışıyorsa hidrolik kavramanın verimi ve türbin devrini bulunuz?
ηHK=1-%3=0.97 ve nT=nP* ηHK=3000*0.97=2910 d/dk’dır.
a) 3 Elemanlı Tork Konvertör
P
Motor
T
Pompa
Türbin
Otomatik transmisyona
Sabit mil
S
Stator
T.Y.K
Tek Yönlü Kavrama
T
S
P
Türbin
Stator
Pompa
3 Elemanlı
Şekil 14. Tork Konvertör
Şekil 14’de bir tork konvertör şematik olarak gösterilmektedir. Normal hidrolik
kavramadan tek farkı STATORUDUR. Stator, yağın sahip olduğu ısı enerjisini, akışa yön
vererek pompaya gönderir ve dolayısı ile de fazla ısınması önlenmiş olur. Pompaya daha hızlı
yağ akışı sağlayacağından momenti artırır. Devir arttıkça stator ortada boşta kalacak ve normal
hidrolik kavrama konumuna gelecektir.
Şekil 15’de 3 elemanlı bir tork konvertörün verimindeki değişikliğin türbin ile
pompanın moment ve devir oranları arasındaki ilişkisi görülmektedir. Tork konvektörün tüm
parçaları dururken verimi sıfırdır. Türbin ile pompanın devirleri arasındaki oran arttıkça
verimi de artmaktadır. Aynı zamanda Türbinin devri minimumdan maksimuma çıkarken
momenti de maksimumdan minimuma doğru inmeye başlar. Türbin ile pompanın devir
oranları arttıkça verim maksimuma ulaşır. Belli bir orandan sonra artık verim azalmaya başlar
çünkü devirler arası moment 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 momentleri eşittir.
10
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
Hid. Kavrama
Tork Konvertör Verimi
Tork Konvertör
1
ηTK
MT / MP
nT=min.
MT=max.
K
MT
MP
η HK =
MT=MP
MP=c
0
Örnek
problem:
Bir
tork
konvertör de 2.7 moment artışı
türbin pompa devir oranının %32
olduğu hızla iken elde edildiğine
göre bu durumda konvertörün
verimi nedir?
M T * nT 2.7 0.32
=
*
= 0.864
1
1
M P * nP
1
nT
nP
Şekil 15. Tork konvertörde Türbin ile Pompanın Moment ve devir
oranlarının verimi ile ilişkisi
b) 5 Elemanlı Tork Konvertör
Beş elemanlı bir tork konvertörün şematik resmi aşağıda gösterilmiştir, bu tork
konvertörün çalışma grafiği ise çalışması ile birlikte Şekil 16’da sunulmuştur.
Türbin, otomatik transmisyon girişine bağlıdır.
2. Stator, tek yönlü kavrama ile sabit mile bağlıdır.
1. Stator, tek yönlü kavrama ile sabit mile bağlıdır.
2. Pompa tek yönlü kavrama ile 1. Pompaya bağlıdır.
1. Pompa motora bağlıdır.
T
2.S
1.S
2.P
1.P
Türbin
Stator
Stator
Pompa
Pompa
5 Elemanlı Tork Konvertör
Tam Yüklü Durumu: Taşıt yüklü iken ilk harekete geçme esnasında veya yokuş
yukarı çıkma zamanlarında maksimum momente ihtiyaç duyar. 1.Pompadan türbine gelen
akışkan türbini terk ederken yağın akış açısı 2.Stator ve 1.Stator tarafından değiştirilir.
Böylece akışkan pompa dönüş yönünde statorleri terk eder. Bu çalışma durumunda her iki
statorda tek yönlü kavramalar ile kilitlenmiş durumdadır. Bu esnada moment 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.
11
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
Hid. Kavrama
L
K
η TK
nT=min.
MT / MP
MT=max.
Tork Konvertör Verimi
Tork Konvertör
1
MT
MP
MP=c
MT=MP
0
1
nT
nP
Orta Yük Hafif İvme Durumu:
Orta yük altında türbin hızlanarak
1.Pompa devrine yaklaşır. Bu
çalışma
durumunda
türbin
kanatlarını terk eden akışkanın
yönü 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.
Şekil 16. Tork konvertörde, motorun yük durumuna göre, Türbin ile
Pompanın moment ve devir oranlarının, verimi ile ilişkisi
IV. Standart vites kutuları
a) Basit bir dişli sisteminde ilişkiler
A
A
FAB
V AB
Hareket A dişlisinden girip B dişlisine
geçmektedir. Bu iki dişlinin birbirlerine
hareketin aktarımı noktasında oluşan kuvvet ve
hız Şekil 4’te gösterilmektedir. Eğer buradaki
A ve B dişlilerine ait hız, kuvvet, moment, çap,
devir ve diş sayısını “A” veya “B” harfi ile
gösterecek olursak aşağıdaki denklikleri
kurmak mümkün olacaktır.
B
B
Şekil 4 – Basit dişli sistemi
Dişlilerin hızlarına göre V A = π
* DA * nA
π * DB * n B
,V B =
* n B ’dır.
60
60
π * D A * n A π * DB * n B
D
n
=
⇒ D A * n A = DB * nB olur. Buradan da; B = A = r
60
60
DA nB
D
D
Dişlilerin momentlerine göre M A = FA * A , M B = FB * B ’dır.
2
2
Buradan da
12
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
Buradan da FA =
Buradan ise:
2*M A
2*M B
2*M A 2*M B
, FB =
⇒ FA = FB ⇒
=
’dir.
DA
DB
DA
DB
MA MB
M
D
n
M
D
Z
=
⇒ B = B = r olur. Sonuç olarak: A = B = B = B = r ’dır.
DA
DB
M A DA
nB M A D A Z A
Bir dişli sisteminde hareket veren ve hareket alan dişliler birbirinin aynısı ise r=1’dir. Hız
değişimi ve moment değişimi yoktur.
Bir dişli sisteminde hareket veren dişli küçük, hareketi alan dişli büyük ise r>1’dir. Bu
durumda çıkış devri düşer, fakat çıkış momenti artar.
Bir dişli sisteminde hareket veren dişli büyük, hareket alan dişli küçük ise r<1’dir. Bu
durumda ise çıkış devri artacaktır, fakat çıkış momenti azalacaktır.
A
C
E
G
I
B
D
F
H
Şekil 5. Standart Vites Dişli Kutusu
Şekil 5’de standart vites dişli kutusu
görülmektedir. Bu vites kutusunun her bir
vitesindeki dişli oranları şöyledir:
Z
Z
r1 = B * G ,
Birinci vites için
ZA ZH
Z
Z
İkinci vites için
r2 = B * E ,
ZA ZF
Z
Z
Üçüncü vites için
r3 = B * C ,
ZA ZD
Dördüncü vites için r4 = 1 ’dir, ve
Z
Z
Z
Geri vites için ise rg = B * I * G dir.
ZA ZH ZI
b) Vites kutusunda istenilen görevler
1. Motorla tekerlekler arasındaki irtibatı keserek taşıt hareket etmeden motorun
çalışmasını sağlamak,
2. Taşıtın ilk harekete geçebilmesi, bir yokuşu çıkabilmesi veya çabuk bir şekilde
hızlanabilmesi için gerekli moment ve hız artışını sağlamak,
3. Yol ve trafik durumuna göre taşıta uygun hızı vermek ve
4. Taşıta geri hareket temin etmektir.
c) Taşıtlarda Vites Kademelerinin Seçimi
Bir taşıta hareketi sırasında çeşitli kuvvetler etki eder. Bu kuvvetler karakterlerine göre
taşıtın hareketine, hızına, ivmesine veya yol durumuna göre değişirler ve taşıt hareketine karşı
oldukları için direnç kuvvetleri adını alırlar. Taşıtın hızını koruyabilmesi için bu toplam direnç
kuvvetlerine eşit bir kuvvetin tekerleklere uygulanması gerekir. (Tekerleğe uygulanan kuvvete
tahrik kuvveti denir.) Eğer tahrik kuvveti toplam direnç kuvvetinden fazla ise taşıt hızlanır. Az
ise taşıt yavaşlar.
13
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
d) Vitesteki Direnç Kuvvetleri
d1) Hava Direnci
Şekil 9a’da görüldüğü gibi taşıta hareketi sırasında hızı ile orantılı bir hava direnci etki
eder, bu direnç taşıt büyüklüğüne ve şekline bağlı olarak değişir. Hava direnci Rh ile ifade
γ
edilir. Rh =
* f * s * V 2 ± V02 Burada; Rh = Hava direnci,
2* g
g = yerçekimi ivmesi
s = havanın taşıta vuruş kesit alanı
γ = Havanın özgül ağırlığı
f = form katsayısı
V = havanın son hızı. Rüzgar arkadan eserse (-),
önden eserse (+) alınmalıdır.
Taşıt Hızı (Km/h)
)
Hava Direnci (N)
(
Şekil 9a. Hava direnci
d2) Yokuş Direnci
Şekil 9b’de görüldüğü gibi taşıtın hareket ettiği yolun eğiminin derecesine göre direnç
etkisi de artar veya azalır. Yokuş direnci Rm ile
gösterilir.
Küçük açılarda sinüs kosinüse çok yakın
Rm
olur ve bu durumlarda yokuş direnci (Rm) şöyle
α
hesaplanabilir:
Rm
Sinα =
Î Rm=G*Sinα Î Rm=G*tanα
N
G
α
burada tanjant eğimi göstermektedir. Eğimi 1/100
G
Şekil 9b. Yokuş Direnci
olan bir yolda tanα=1/100’dür.
d3) Yuvarlanma Direnci
(a)
(b)
a
G
W
G
Ry`
r
G`
G`
r`
Ry`
o
Şekil 9c. Yuvarlanma Direnci
e
14
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
Şekil 9c’de görüldüğü gibi taşıtın hareketi esnasında, teker başına düşen yükün tam
merkeze düşeceği yerde yerinin ön veya arka tarafa doğru değişmesi sonucu, tekerin dönüşünü
artıran veya azaltan bir etki doğacaktır buna yuvarlanma direnci denir ve Ry ile gösterilir.
Yukarıdaki şekil a’da duran bir tekerin üzerine gelen yük ve tepkisi görülmektedir. Aynı teker
dönüş yönünde hareket etmesi ile birlikte tepki kuvvetinin yeri ‘o’ merkezine ‘e’ kadar
kaymaktadır. Tepki kuvvetinin kayması tekerin dönüş yönünün tersine bir kuvvet doğurur. Bu
kuvvet ile kuvvet kolunun çarpımı ‘o’ merkezinde meydana gelen yuvarlanma direnci ile
yuvarlanma yarıçapının çarpımına eşit olur. [G`*e = Ry`*r `] Buradan yuvarlanma direnci
G`*e
e
Ry`=
= G * olur. Eğer ‘e/r’ değerine yuvarlanma sürtünme katsayısı (f’) dersek,
r`
r
yuvarlanma direnci Ry = G*f’ olur. Burada r’ değeri r değerinden küçüktür. Farkın az olması
bu değerleri yaklaşık olarak eşit kabul etmemize yeter.
d4) İvme Direnci
Aracın gaz pedalına basmakla içeri giren yakıt hava miktarını artırırız ve dolayısı ile de
yanma sonu basıncı artar. Bu artan iç basınç güç aktarma organları vasıtası ile tekerlere iletilir.
Tekerleklere uyguladığımız bu tahrik kuvveti ivme direncini oluşturur ve Ri ile sembolize
dv
G
burada m=G/g’dir. Dolayısı ile Ri = F = m * a = * a ’dır.
edilir. F = m * a = m *
dt
g
d5) Transmisyon Direnci
Motordan elde edilen güç tekerleklerde “Tekerlek Tahrik Kuvveti” haline gelinceye
kadar güç aktarma organlarından aktarılırken azalır. Kavramadan vites kutusuna oradan şafta
ve diferansiyel aracılığı ile tekerlere iletilen motor gücündeki azalma miktarına transmisyon
direnci denir.
e) Tekerlek Tahrik Kuvveti
Şekil 10’da da görüldüğü gibi tekerlek
momenti (MT), şafttan gelen momentin (MŞ)
diferansiyelde (rd) düşürülmesinden sonra elde
edildiğinden formülü: MT=MŞ*rd’dür. Burada şaft
momenti (MŞ) de motordan gelen momentin (MM)
vites kutusu (rv) tarafından düşürülmesi sonucu elde
edildiğinden MŞ=MM*rv’dir. Dolayısı ile yukarıdaki
formülde yerine yazılırsa MT=MM*rv*rd olur. Eğer
güç aktarma organlarının verimi de hesaba katılırsa:
MT=MM*rv*rd*ηGAO olur. Yandaki şekilden de aynı
teker momenti MT=FT*R olduğu görülmektedir. Bu
iki
eşitlik
birbirine
denkleştirilirse
FT*R=MM*rv*rd*ηGAO olur ve buradan da tekerlek
r *r
tahrik kuvveti çekilir ise; FT = M M * v d *ηGAO
R
bulunur.
Md
R
FT
Şekil 10. Tekerlek Tahrik Kuvveti
15
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
f) Tahrik Kuvvetinin taşıt momenti ile değişmesi
2FT
Tahrik kuvveti (N)
Motor tekerleklere güç aktarma
organları ile bağlı olduğundan her motor
devri belli bir taşıt hızını karşılar. Tahrik
kuvveti motor momenti ile orantılı
olduğundan tahrik kuvvetinin taşıt hızı ile
değişimi motor momentinin motor hızı ile
değişimine bağlıdır. Tahrik kuvveti ile taşıt
hızı arasındaki bağıntıyı veren eğride aynı
karakterde olacaktır. Belirli rd, rv ve R değeri
için tahrik kuvveti ve taşıt hızı eğrisi Şekil
11’de R-S eğrisi ile görülmektedir. Eğer rv
değiştirilirse eğrinin konumu da değişip T-U
olacaktır. Belirli bir motor devri için rv iki
misli artırılırsa taşıt hızı yarı yarıya düşecek
fakat tahrik kuvveti iki katına çıkacaktır.
T
U
FT
R
S
½V
V
Taşıt Hızı (km/h)
Şekil 11. Tahrik Kuvveti - Taşıt Hızı ilişkisi
g) Dişli Oranlarının Bulunuşu
Vites kutusundaki dişli oranlarının bulunmasında aşağıdaki verilerin bilinmesi
gerekmektedir.
1.
2.
3.
4.
5.
Taşıtın tam yükteki ağırlığı (Fully laden)
Motor performans karakteristik eğrileri (güç, moment ve özgül yakıt sarfiyatı)
Dış dirençler (yaklaşık olarak hava ve yokuş dirençleri)
Maksimum taşıt hızı
Düz yoldaki toplam direnç eğrisi.
Vites kutularında iki vitesteki dişli oranlarının bölümü 1.8 civarında olmalıdır. Dolayısı ile
yaklaşık olarak verilen 1.8 değeri 1. Vites Diş Sayısı oranının 2. Vites Diş Sayısı oranına
bölümü ile tespit edilir. Bu oran büyük olursa vites büyültülürken motor devri çabuk düşer ve
bu devirdeki moment yeni vites kademesine için yeterli olamaz ve taşıt durmaya yönelir. Vites
küçültülürken ise motor devrinin çok yükselmesine neden olur. Böylece vites değiştirme
zorlaşır.
g1) Geometrik Dizi Metodu
Dört kademeli bir vites kutusunda son vitesteki dişli oranı 1/1’den 1’dir. Bu mantıkla
r
hareketle 3 = 1.8 olmalıdır. Buradan r3=r4*1.8=1*1.8’den r3=1.8 olur. Aynı şekilde
r4
r2
r
= 1.8 ’den r2=r3*1.8 olur ve buradan da r2=1.8*1.8=1.82 bulunur. Son olarak 1 = 1.8 olmalı
r3
r2
2
3
ise r1=r2*1.8’dir ve r1=1.8 *1.8=1.8 olarak bulunur.
16
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
g2) Uygulamalar
1. Bir taşıtın maksimum motor devri 6000 d/dk, maksimum moment devri ise 3500 d/dk’dır.
Maksimum taşıt hızının priz-direkt hareket durumunda 160 km/h olması istenilmektedir.
A- Bu verilere göre 4 kademeli bir vites kutusunun vites değişim diyagramını çiziniz?
Yatay eksende taşıt
hızını ve dikey eksende de
s
motor devrini gösteren bir
te
Vi
5000
.
dikdörtgen çizelim. 0-E
4
arasını çizelim, maksimum
4000
moment devri ile kesiştiği
D
noktaya A dersek ve bu
C
B
A
noktadan
bir
dikme
3000
çıkarsak VA=90-100 km/h
olarak hızını bulabiliriz ki
2000
bu bize 3. vitesin bitişi ve 4.
vitesin
başlangıcını
1000
verecektir. Aynı şekilde, A
noktasından yukarı doğru
0
0
40
80
120
160
çizilen çizginin maksimum
Taşıt Hızı (km/h)
motor devri ile kesiştiği
noktadan 0’a doğru bir çizgi çizilirse bu çizginin maksimum moment çizgisi ile kesişen
noktası ile B noktası bulunmuş olur ki bu noktadan çıkılan bir düşey eksen çizgisi bize VB
hızını yaklaşık olarak 50-60 km/h olarak verir. Burada 0-D arasındaki motor devrini rölanti
olarak kabul edersek D-C arası 1. vitesi, C-B arası 2. vitesi, B-A arası 3. vitesi ve A-E arası da
4. vitesi göstertmektedir.
E
3.
Vi
te
s
2. V
ites
1. Vi
tes
Motor Devri (d/dk)
6000
B- Geometrik dizi metoduna göre dişli oranlarını bulunuz?
Bu sorunun cevabı için hız, devir ve dişli oranları arasındaki ilişkiyi hatırlatmakta
fayda vardır; hız oranı; devir oranı ile doğru, dişli oranı ile ters orantılıdır, yani:
Vmax . nmax . rmin
Vmax . nmax .
=
=
’dır. Yukarıdaki grafiğe göre 4. vites için
=
’den
Vmin . nmin . rmax
Vmin . nmin .
VE nmax . 6000
=
=
olur. VE’nin maksimum 160 km/h olması istendiğine göre bellidir,
VA nmin . 3500
3500
buradan VA çekilebilir VA = 160 *
= 93.33km / h . Aynı yolla VA ile VB arasındaki
6000
VA nmax . 6000
3500
ilişkiden faydalanılarak
=
=
’den VB = 93.33 *
= 54.44km / h bulunur. VC
VB nmin . 3500
6000
3500
için bu değer aynı yolla hesaplanılarak VC = 54.44 *
= 31.75km / h bulunur. VD için bu
6000
17
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
3500
= 18.52km / h bulunur. Yüksek ve
6000
Vmax . rmin
VE r3
izlenebilir:
=
⇒
= ’dür.
Vmin . rmax
VA r4
VA r2
Yine aynı yol ile
= ’den
VB r3
değer yine aynı yolla hesaplanılarak VD = 31.75 *
düşük
dişli
oranı
için
ise
şu
yol
VE
160
= 1*
= 1.714
çıkar.
VA
93.33
93.33
= 1.714 *
= 1.714 2 = 2.938 bulunur. Aynı yol ile birinci vites dişli oranı da
54.44
54.44
= 1.714 2 *
= 1.7143
31.75
Buradan r3 = r4 *
VA
VB
VB
r1 = r2 *
VC
r2 = r3 *
2. Bir taşıt motoru 1500 d/dk’da 90 Nm’lik moment vermektedir. Vites kutusu dişli oranı 3,
vites kutusu verimi %92 ise şaft devrini, momentini ve gücünü bulunuz?
Verilenler
İstenenler
Sonuç
Kullanılan Formül
n
1500
nş = m =
rv
3
nM=1500 d/dk
nş=?
500 d/dk
MM=90 Nm
Mş=?
248.4 Nm
M Ş = M M * rV * ηV = 90 * 3 * 0.92
ηv=0.92
Nş=?
13 kW
NŞ =
M Ş * nŞ
9.55
=
248.4 * 500
9.55
3. Bir taşıt motorunun maksimum devri 5000 d/dk’dır. Maksimum moment 2750 d/dk’da 110
Nm’dir. Maksimum taşıt hızının direkt harekette 130 km/h olması istenilmektedir. Buna
göre 5 kademeli vites kutusunun vites değişim diyagramını çiziniz ve geometrik dizi
metoduna göre dişli oranlarını bulunuz?
4. Aynı taşıtta (3. sorudaki) tekerlek çapı 0.64 m, GAO verimi 0.90 olduğuna göre taşıt 130
km/h hızla priz-direkt durumunda giderken o andaki motor momenti 110 Nm olursa
tekerlekteki tahrik kuvvetini bulunuz?
r *r
Tekerlek tahrik kuvvetinin formülü FT = M M * v d *ηGAO ’dür. Burada sadece “rv*rd”
R
n
değeri bilinmemektedir. rV * rd = M ’dir. Priz-direkt durumunda rv=1’dir. Tekerlek devri
nT
π * D * nT
nT
olup
taşıt
hızı
formülünden
VT =
nT
çekilerek
60
km 1000m
1h 

60 * 130
*
*
h
1km 3600 s 

nT =
= 1077 d / dk bulunabilir. Vites ve diferansiyel dişli
π * 0.64
n
5000
oranlarının çarpımı rV * rd = M =
= 4.64 bulunur. Dolayısı ile ana formülde
nT 1077
r *r
4.64
yerlerine konurlarsa FT = M M * v d *η GAO = 110 *
* 0.9 = 1435.5 N bulunur.
R
0.32
18
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
5. 1150 kg’lık bir taşıt 90 km/h hızla bir yolda hareket etmektedir. Direkt hareket durumunda
motor devri 4000 d/dk ve gücü 56.8 kW’tır. GAO verimi %90, tekerlek çapı 0.7 m ve
toplam direnç 1325 N ise;
a. Tekerlek tahrik kuvvetini bulunuz?
b. Negatif veya pozitif ivmeyi sağlayan kuvvet ne kadardır?
MM =
9.55 * N M 9.55 * 56800
=
= 135.61Nm
nM
4000
FT = M M *
rV * rd =
nM
=
nT
rv * rd
5.86
*ηGAO = 135.61*
* 0.9 = 2044 N
R
0.35
4000
= 5.86
1000
60 * 90 *
3600 = 682.1
π * 0.7
Taşıtın o andaki ivmesi FT-Fdirenç=m*a’dan 2044-1325=1150*a’dan a=0.62 m/s2
bulunur. Eğer verilen direnç FT kuvvetinden büyük olsaydı taşıt ters yönde hareket
edeceğinden dolayı ivmesi de negatif olurdu. Birbirlerine eşit olsaydı o zaman da ivme sıfır
olurdu. İvmenin sıfır olduğu durumlarda hız sabittir.
V. Planet Dişli Sistemi
Şekil 17’de basit bir planet dişli sistemi görülmektedir. Bu sistemin temel üstünlükleri
şöyledir:
1. Sessiz çalışır,
2. Bir planet dişli sistemi ile çeşitli hareket şekilleri sağlanır,
3. Yüksek moment artışı sağlanır,
4. Kapladıkları hacim küçüktür.
Planet dişli sistemi dişlilerinin diş sayılarına
göre büyüklükleri şöyledir: Y>3*P>G.
Bu üç elemandan birini sabit tutar diğerinden
hareket verirsek üçüncü elemandan hareket
azalarak, artarak veya yön değiştirerek alınır. 2
eleman birbirine bağlanır veya 2 elemana birden
aynı hareket verilirse sistem kilitlenir. 1/1 oranında
hareket iletilir.
P
T
Y
G
P: Planet dişli
Y: Yörünge dişli
G: Güneş dişli
T: Taşıyıcı
P
P
Şekil 17. Planet dişli sistemi
a) Dişli Oranları
Planet dişli sistemlerinde 6 temel hareket iletimi vardır, bunlar:
1. Güneş dişlisi sabit tutulup, hareket yörüngeden verilirse taşıyıcıdan hız azalarak aynı
Z + ZG
yönde alınır. Y
=r
ZY
19
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
2. Güneş dişlisi sabit tutulup, hareket taşıyıcıdan verilirse yörüngeden aynı yönde hız
ZY
artarak alınır.
=r
Z G + ZY
3. Yörünge dişlisi sabit tutulup, hareket güneşten verilirse taşıyıcıdan aynı yönde hız
Z + ZG
azalarak alınır. Y
=r
ZG
4. Yörünge dişlisi sabit tutulup, hareket taşıyıcıdan verilirse güneşten aynı yönde hız
ZG
artarak alınır.
=r
ZY + Z G
5. Taşıyıcı dişlisi sabit tutulup, hareket güneşten verilirse yörüngeden ters yönde hız
Z
azalarak alınır. Y = r
ZG
6. Taşıyıcı dişlisi sabit tutulup, hareket yörüngeden verilirse güneşten ters yönde hız
Z
artarak alınır. G = r
ZY
Burada hız azaltıcı etkisinden dolayı 2, 4 ve 6 numara ile belirtilen hareketlere pek ihtiyaç
bulunmaz.
b) Örnek problem
Diş sayıları ve şekli verilen 3 basamakta hareket ileten bir planet dişli sisteminde
motordan hareketin giriş devri 4000 d/dk ve momenti 200 Nm olduğuna göre çıkış devrini ve
momentini bulunuz?
I
II
III
r1 =
Z Y + Z G 27 + 61
=
= 1.44
ZY
61
Z Y + Z G 67 + 41
=
= 2.63
ZG
41
Z
60
r3 = Y =
=3
Z G 20
r2 =
Giriş
Çıkış
ng=4000 d/dk
nç= ? d/dk
Mg=200 Nm
Mç= ? Nm
Z1G=27
Z1Y=61
Z2G=41
Z2Y=67
εr = r1*r2*r3 = 1.44*2.63*3, εr = 11.36
Z3G=20
Z3Y=60
Bulunan bu redüksiyon
oranlarının çarpımı bize
toplam redüksiyon sayısını
verecektir.
Çıkış devri azalacak ve momenti ise artacaktır.
Buna göre çıkış devri ve momenti;
n g 4000
nç =
=
= 352.1d / dk
Mç=200*11.36=2272 Nm olacaktır.
ε r 11.36
20
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
VI. Otomatik Transmisyonlar
Motora tork konvertör veya hidrolik kavrama ile bağlanmış olup bir geri olmak üzere 4
ileri vitese kadar vites kademeleri olan otomatik olarak taşıt hızına, gaz kelebeği pozisyonuna
bağlı olarak vites büyüten ve küçülten vites kutularıdır. Vites kadranı tuşlu (düğmeli) veya
kollu olabilir. Vites kadranındaki harflerin anlamları şöyledir:
P (Park durumu): Bu durumda transmisyon mekanik olarak kilitlenerek vasıtanın ileri-geri
hareketi önlenmiş olur.
R (Reverse, Geri durumu): Vasıtanın geri hareketini temin eder.
N (Nötr, boş durumu): Vasıtanın motorunun ilk harekete geçirilmesinde kullanılır.
D veya D1 (ileri durumu): Bütün normal yol şartlarında vasıtanın kullanılması vites
kadranının D durumunda olması ile yapılır. Otomatik olarak bütün ileri vites durumları
büyüyerek veya küçülerek sağlanır.
D2 veya L (düşük vites durumu): Yokuş tırmanma, kumlu, çamurlu, karlı yol şartlarında
veya yokuş aşağı inişlerde motor freninden istifade etmek için kullanılır.
Otomatik transmisyonlar iki grupta incelenir: 1. Mekanik devre, 2. Hidrolik devredir.
1. Mekanik devre: İki veya üç grup planet dişli sisteminden oluşmuştur. Değişik hareket
durumlarında değişik hız ve moment elde edilerek çıkış miline gönderilir.
2. Hidrolik devre: Hidrolik sistemi oluşturan bir takım supaplar hidrolik basıncı ile uyumlu
çalışmak sureti ile vites durumlarına göre lüzumlu kavrama ve bantların çalışmasını sağlar.
Şekil 18’de hidrolik devre ile
Yörünge
Bant
kumanda edilen bir otomatik
transmisyon görülmektedir.
Kampana
Bant ve çok diskli kavrama
Taşıyıcı
boşta
iken
sistemdeki
Çok diskli kavrama
taşıyıcılar
tekerlekler
Güneş
tarafından
sabitlenmiş
durumdadırlar.
Motordaki
Giriş
Çıkış
hareket
yörüngeden
gelir ve
(Volandan)
(diferansiyele)
taşıyıcı
dişliler
kendi
Çok diskli kavrama
eksenleri etrafında serbestçe
dönebildiğinden
güneş
Kampana
dişlisini de döndürürler, fakat
bant
veya
çok
diskli
Bant
kavramalar
tatbik
edilmediğinden sistem boşta
Şekil 18. Hidrolik devre kontrollü planet dişli sistemi
döner. Bant tatbik edilecek
olursa kampanayı sabitler,
kampana güneş dişlisi ile irtibatlı olduğundan güneş dişlisi de sabit olacaktır. Hareket
yörüngeden gelir. Taşıyıcının milleri tekerleğe bağlı olduğundan hareket direk taşıyıcı
dişlilerinden tekerleklere gider.
Çok diskli kavrama tatbik edilirse (bant serbest), hem güneş hem de taşıyıcı dişlileri
eşitlenecektir (sabitlenecektir). Hareket yörüngeden gelir hem taşıyıcı hem de güneş birbirleri
ile alakalı (sabit) olduğundan hareket 1/1 oranında tekerleklere iletilecektir.
21
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN
a) Chevrolet (Power-Glide) Tipi Otomatik Transmisyon Sisteminin Çalışması
Şekil 19’da Chevrolet Power-Glide tipi bir otomatik transmisyonun şematik resmi
görülmektedir. Burada çok diskli kavramalar A ve C ile, bant ise B ile ifade edilmiştir. d ve c
güneş dişlisidir. a ve b taşıyıcı dişlilerdir ve e ise yörünge dişlisini ifade etmektedir.
B bandını tatbik ettiğimizde d güneş dişlisi sabitlenir. Milden gelen hareket c güneş
dişlisini döndürür. c güneş dişlisinden a taşıyıcı dişlisine ve oradan da b taşıyıcı dişlisine
geçen dönme hareketi buradan da d dişlisine geçer. b dişlisi aynı zamanda e dişlisini de
döndürür. Hareket azalarak a taşıyıcı dişlisinden çıkarak tekerlere gider.
A çok diskli kavraması tatbik edilmiş ise d ve c güneş dişlileri milden aldıkları
hareketle dönerler. Aynı zamanda bağlı oldukları a ve b taşıyıcı dişlilerini de döndürürler.
Dönüş yönleri zıt olacağından kilitlenerek hep birlikte dönmeye başlarlar. Böylece 1/1
oranında hareket iletilir.
C çok diskli kavraması tatbik edilmiş ise e yörünge dişlisi sabittir. Hareket c güneş
dişlisinden a taşıyıcı dişlisine oradan da b taşıyıcı dişlisine ve d güneş dişlisine geçer. Fakat
taşıyıcı dişliler kendi eksenleri etrafında dönebileceklerinden dolayı hareket a taşıyıcı
dişlisinden ters yönde alınır.
D: A tatbik edilmiş
L: B tatbik edilmiş (A bırakılmış)
Alından görünüş
R: C tatbik edilmiş (A ve B bırakılmış)
d
A
c
d
c
e
a
B
a
b
b
B bandı uygulandığında
d dişlisi sabitlenir
e
C
L: Alçak Hız
Şekil 19. Chevrolet Pover-Glide Transmisyon Sistemi
22
Yrd. Doç. Dr. Bülent ÖZDALYAN