manuel ve yarı otomatık vıtes kutuları_ı_2015-2016

manuel ve yarı otomatık vıtes kutuları_ı_2015-2016

MARMARA ÜNİVERSİTESİ
FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
VİTES/DİŞLİ KUTUSU
(ŞANZIMAN,
TRANSMİSYON)
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Road Load Data – Basic Input for Transmission Design
Requirements
Future Development Targets for manual Transmissions , International VDI-Congress 2013 - Friedrichshafen
Dipl.-Ing. Wulf Leitermann, Platform Director Manual Transmissions & Components, GETRAG GmbH & Cie KG Road
Vites Kutusu (Şanzıman) - Görevi
Transmisyon sisteminin başlıca görevleri;
 Duruş halinden harekete geçişi sağlamak,
 Tork ve dönme hızı dönüşümünü
gerçekleştirmek,
 İleriye ve geriye hareketi sağlamak,
 Güç ünitesinin çalışmasını, yakıt ekonomisi
ve egzoz emisyonları ile uyumlu olarak
çalışma grafiğinin uygun bölgesinde
tutulmasını sağlamaktır.
Vites Kutusu (Şanzıman) - Dişli Prensibi
Z GİRİŞ
Z ÇIKIŞ
10
10
İKİ EŞİT DİŞLİ: Hareket yönü ters, hız ve tork eşittir.
Dişli Oranı (r) = Z ÇIKIŞ / Z GİRİŞ = 10 / 10 = 1
r=1
Vites Kutusu (Şanzıman) - Dişli Prensibi
Z GİRİŞ
Z ÇIKIŞ
30
10
KÜÇÜK DİŞLİDEN BÜYÜK DİŞLİYE: Hareket yönü ters, hız azalır, tork artar.
Dişli Oranı (r) = Z ÇIKIŞ / Z GİRİŞ = 30 / 10 = 3
r=3
Vites Kutusu (Şanzıman) - Dişli Prensibi
Z GİRİŞ
Z ÇIKIŞ
20
15
BÜYÜK DİŞLİDEN KÜÇÜK DİŞLİYE: Hareket yönü ters, hız artar, tork azalır.
Dişli Oranı (r) = Z ÇIKIŞ / Z GİRİŞ = 15 / 20 = 0.75
r = 0.75
Vites Kutusu (Şanzıman) - Dişli Prensibi
Z GİRİŞ
Z GİRİŞ
Z ÇIKIŞ
10
5
10
ARA DİŞLİ: Hareket yönü aynı olup, dişli oranına etkisi yoktur.
Dişli Oranı (r) = Z ÇIKIŞ / Z GİRİŞ = 10 / 10 = 1
r=1
Vites Kutusu (Şanzıman) - Dişli Prensibi
1 20 Diş
2 40 Diş
3 10 Diş
Son dişli oranı: Son dişli oranı, 2.6 ile 4.5 arasında bir orandır. Genel olarak son dişli
oranının düşürülmesi gücün tekerleklere daha iyi iletilmesini sağlar ve yakıt tüketimini
azaltır.
Gaz pedalı vasıtasıyla, çıkış gücü üzerindeki kontrol
basit bir şekilde motorun yapmakta olduğu iş
oranında düzenlenir. Maksimum tork oldukça
sınırlı hız limitlerinde mevcut olabilir.
Dişli kutuları, tekerleklerdeki torku ya arttırmayı
yada azaltmayı veyahut ta aynı seviyede tutmayı
temin etmek için kullanılır.
Bir araç sabit hızda, tahrik kuvvetinde, veyahut ta
çekiş kuvvetinde hareket ederken, tekerleklerde
harekete karşı yönelen değişik kuvvetleri dengelemek
durumunda olmalıdır. Bu kuvvetler; hava direnci,
eğim direnci, yuvarlanma direnci, ivme direnci ve
frenleme direncidir.
MANUEL VİTES KUTULARI
Manuel dişli kutuları genellikle, kayıcı dişlili,
kayıcı
manşonlu (daimi
iştirakli)
ve
senkromeçli tiplerdedirler.
Kayıcı dişli vites kutularında, bütün dişliler
düz dişlidir. Ana mil, kamalı mil şeklinde
yapılmış olup, vites dişlileri bunun üzerine
takılmıştır. Grup mili üzerindeki dişliler ise mil
ile yekparedir. Vites değişimi için kamalı mil
üzerindeki bir dişli, vites çatalının yardımıyla
kaydırılarak grup mili üzerindeki bir dişli ile
kavraştırılmaktadır.
MANUEL VİTES KUTULARI (dvm.)
Yaklaşık 70 yıl kadar önce uygulamaya geçirilen daimi iştirakli tiplerde
ise, çoğunlukla helisel dişlilerin kullanılmasıyla, düz dişlilerin kullanıldığı
vites kutularına oranla daha sessiz çalışma temin edilmesinin yansıra, vites
değiştirmelerin daha kolay ve gürültüsüz olması da sağlanmıştır.
Kayıcı manşonlu vites kutularında dişliler bir ana mil üzerinde burç
veya yay yataklar üzerinde dönmekte ve ilgili dişlilerin kavraşması,
dişlilerin göbek kısımlarında bulunan kurt dişli kavrama tertibatları ile
sağlanmaktadır. Kurt dişlilerin kavraşması, düz vites dişlilerine oranla
daha kolay olmakta, her hangi bir hata, vites dişlilerinin değil sadece kurt
dişlilerin dişlerinin hasar görmesine sebep olmaktadır. Vitese geçirme
işlemi tamamlandığında kurt dişlilerin dişleri arasında herhangi bir
hareket olmamakta, güç, vites dişlileri üzerinden aktarılmaktadır. Kayıcı
manşonlu vites kutularında gürültüsüz vites değiştirme için ara debriyaj
ve ara gaz gerekmektedir.
Senkromenç tertibatları ilk olarak eşitlenmesi için bir sürtünme
kavraması ile mekanizmayı dışarıdan tutarak öncelikle pozitif dişliyi
hizmete almayı senkronizasyon işlemi bitimine kadar geciktirir. Bunlar
genellikle tek bant dizaynlarıyla olur.
Kaynak: Kia
Resimde 3 vitesli şanzımanın prensibini gösterir. Çıkış milindeki dişliler, mil
üzerinde rahatça dönebilirken, giriş milindeki dişliler ve alt mil, millere doğrudan
sabitlenmiştir. Onları mile bağlamak için, bağımsız olarak özel bir mekanizma, sağ
üst tarafta gösterildiği gibi kullanılır. Hareketli parça, ilgili dişliyi, mile bağlı
göbeğe bağlar, seçilen dişli ile mil arasında bağlantı sağlanmış olur. Artık torku
aktarabilir, dişli seçilmiştir. Geri vitesi sağlamak için, üçüncü bir dişli çarkı
eklemek gerekir. Buna göre, dönüş yönü, giriş dönüş yönüne göre tersine
döndürülür. Orta dişlinin, dişli oranı üzerinde etkisi yoktur!
Kayıcı Manşonlu (Daimi İştirakli Tip) Dişli Kutuları
Kayıcı manşonlu tip vites kutusunda dişliler sürekli olarak
kavraşmış durumda bulunurlar. Grup mili dişlileri mil ile sabit
bir şekilde bağlanmışlardır, kamalı mil dişlileri iğneli rulmanlar
üstünde boş olarak dönerler. Şekilde görüldüğü gibi kayıcı
manşon; göbek dişlisi (1), kayıcı manşon bileziği (2), ayırma
çatalı (3) ve vites değiştirme dişlisinden (4) oluşur. Vitese
takılmasında kayıcı manşon vites dişlisinin vites değiştirme
dişlileri üzerinde sürülür. Bu sırada kayıcı manşonun iç
tırnakları vites değiştirme dişlileri ile kavraşır. Viteslerin
değiştirilmesinde, kayıcı manşon ana mil üstüne sürülür. Eğer
ana mil ile kendisinin üstüne gevşek olarak yataklandırılan
vites dişlileri arasında birlikte dönüş sağlanırsa, vites
değiştirme gürültüsüz bir şekilde sağlanabilir.
Bir üst vitese takılmasında serbest dişlinin ara debriyaj
yapmak suretiyle frenlenmesi,
Bir alt vitese takılmasında ara gaz vermek suretiyle hız
arttırılması gereklidir.
Birinci vitesten beşinci vitese kadar, kamalı (ana) mile güç
aktarımı grup mili üzerinden gerçekleşir. Hareket iletimi
prizdirek milinden direk ana mile gider. Her iki milin bağlantısı
kayıcı manşon vites bileziğiyle gerçekleştirilir. Geri vites
hareketinde grup milinden kamalı mile hareket geçişi bir ara
dişli üzerinden sağlanır.
göbek dişlisi (1)
kayıcı manşon bileziği (2)
ayırma çatalı (3)
vites değiştirme dişlisi (4)
göbek dişlisi (1)
kayıcı manşon bileziği (2)
ayırma çatalı (3)
vites değiştirme dişlisi (4)
SENKROMEÇLİ VİTES KUTUSU
Senkromeçli dişli kutularında kamalı mil
ile vites dişlileri arasındaki dönüşün eşit
olması bir senkromeç sistemiyle sağlanır.
Bu sayede vitese takılmasında ara
debriyaja ve ara gaz verilmesine gerek
kalmaz. Bunun neticesinde vitese takma
kolaylığı ve vites kutusunun korunmasını
sağlanır. Senkromeç sisteminin yapısına
göre bu vites kutuları senkromeçli ve
kilitli senkromeçli vites kutuları olarak
gruplara ayrılır. Senkromeçli vites
kutusunda, senkromeç göbek dişlisi bir
vites bileziği bir vites çatalı vasıtasıyla
dişliye doğru itilir. Sürtünme suretiyle eşit
dönüş meydana gelir. Sürücü, senkromeç
sisteminin devir sayısının dengelenmesi
bakımından
gerekli
olan
zamanı
tutturması için, vites değiştirme sırasında
kısa bir aralık vermek zorundadır.
ZF-B Senkromeç Tertibatı
Kaynak: Kia
Bir göbeğin en fazla iki dişli çarkını bağlayabileceği / ayırabileceği
unutulmamalıdır. Bağımsız göbeklerin konumlarına bağlı olarak, farklı
dişliler değiştirilebilir. Boş vites durumunu sağlamak için (çıkış dişlisi
çarkları mile bağlı değil, hepsi serbestçe dönebilir), bütün göbekler orta
konumdadır. Vitesi değiştirmek için vites kolu hareket ettirilir.
Vites kabloları, bir
braketle
şanzıman
muhafazasına,
bir
pimle
/
burç
bağlantısıyla
seçme
mekanizmasına
bağlıdır.
Kaynak: Kia
Rahat vites değiştirme ve dişlilerin daha iyi kavraşması için, vites rayları, sık sık
özel kilit mekanizmalarıyla donatılır. Dahası, sürücüden kaynaklanan çalıştırma
hatalarını önlemek için, vites değiştirme mekanizması, özel kilitleme
mekanizmalarına sahip olabilir. Bazen, diğer viteslerden doğrudan olmamak
kaydıyla, yalnızca boş vites konumundan geri vitese almaya izin veren bir kazara
geri vitese alma koruması uygulanır.
Mevcut araca ve şanzımana bağlı olarak, vites kolunun, ya şanzımana doğrudan bir
bağlantısı vardır, ya da bir çubuk yoluyla bağlıdır veya sıklıkla şanzıman üzerindeki
seçme mekanizmasına uzanan vites kablolarıyla kullanılır.
Kaynak: Kia
Dişli çarkı ve göbeğin konik bir alanı vardır.
Dişlerden önce, koniler birbirine değecektir.
Bundan kaynaklanan sürtünme kuvvetine
bağlı olarak, vites, göbekle aynı devre sahip
olana
kadar,
frenlenecek
ya
da
hızlandırılacak, sonra da kolaylıkla birbiriyle
kavraşacaktır. Bunun için, konik alan,
bilezikle ilişkili olarak hareketli olmalıdır.
Kilitli Senkromeçli Vites Kutusu
Kilitli senkromeç tertibatlı vites kutusu, senkromeç sisteminin yanında, kayıcı
manşonun ve dişlinin devir sayılarını eşit olmalarından önce vitese takılmasına
engel olan kilitleme parçalarına da sahiptir. Kilitleme ilk önce devir sayıları eşit
olduğu sırada sona erer ve vitese takılır. Tam senkronize bir vites kutusunda geri
hareket vitesi dışında bütün ileri hareket vitesleri bir kilitli senkromeç sistemiyle
donatılmıştır.
 Senkromeç halkası
 Baskı tırnağı (kilit pimi) ünitesi (2-6-7)
 Konik alınlı vites değiştirme dişlisi
 Senkromeç göbek dişlisi
 Kayıcı manşon
 Vites dişlisinden (8) oluşur.
ZF-B Senkromeç Tertibatının Demontaj Resmi
A Synchronizer Assembly
Manual Transmissions and Transaxles, Prepared by Martin Restoule; Algonquin College
Bu tipik bir önden çekişli araç şanzımanıdır. Resimde, bağımsız dişliler için farklı
dişli çiftlerini gösteren, boş vites konumundaki şanzımanı gösterilmektedir. Bütün
senkromeç manşonları orta konumdadır, böylece tork aktarılamaz.
Kaynak: Kia
Kaynak: Kia
Resimde birinci vites seçilidir, bu durumun, manşonun sağ tarafa kaydırılmasına bağlı
olduğu kabul edilebilir, dolayısıyla dişli çarkı, çıkış miline bağlanır ve böylece güç akışı sarı
Kaynak: Kia
Burada 2'den 5'e kadar diğer vitesleri gösterilmiştir. Farklı manşonları ve bağımsız dişlileri
kavraştırmak için farklı konumlarının gerektiğini unutmayın. Bağımsız dişliler için
kullanılan dişli setlerinin farklı ölçüleri olduğunu unutmayın. Her dişli için güç akışı, sarı
Şanzıman
Şanzıman ve diferansiyelin entegre kullanıldığı
Transaks FF ve MR araçlarda karşımıza çıkar.
Şanzıman
Diferansiyel
Giriş mili
Çıkış mili
Kaynak: Toyota
Manual Transmissions and Transaxles, Prepared by Martin Restoule; Algonquin College
Düz Şanzıman: Motorun çıkış kuvvetini, hızını
ve dönüş yönünü değiştirir.
Motor
Debriyaj
Giriş mili
Kaynak: Toyota
Senkromeç kayıcısı
Vites kolu
Çıkış mili
Diferansiyel
Tahrik şaftı
Tekerlekler
Vites Kutusu (Şanzıman) - Çalışması
Kaynak: Toyota
Düz şanzımanın çalışması
Boş
Giriş mili
Çıkış mili
Diferansiyel
Mavi ok: Güç aktarımı
Kırmızı ok: Dönme yönü
Kalın ok: Fazla torku ifade
eder.
1. Vites
3. Vites
Kaynak: Toyota
Geri Vites
Kaynak: Toyota
There are several distinct types of these transmissions; including ‘transverse’
or ‘transaxle’ front wheel drive gearboxes and ‘inline’ gearboxes used in rear
and four wheel drive vehicles.
Advantages
• Usually have high mechanical efficiency.
• Arguably the most fuel efficient type of transmission, although this depends
on the driver selecting the most appropriate gear.
• Relatively cheap to produce – possibly only half of the equivalent automatic.
• Light weight – typically 50 to 70% of the equivalent automatic weight.
• Smaller and hence usually easier to package in the vehicle.
Disadvantages
• Some driver skill required – ask anyone who only drives autos!
• Emissions and fuel consumption can be heavily influenced by the driver’s
gear selection.
• Clutch operation and changing gears can be tiring, especially when in heavy
traffic.
• Not suitable for all drivers, controls on larger vehicles can be heavy and most
require some dexterity during operation.
Kaynak: Julian Happian-Smith, An Introduction to Modern Vehicle Design, 2002
ELEKTRONİK MANÜEL VİTES KUTUSU (ŞANZIMAN)
Kaynak: Toyota
Elektronik kontrollü manüel
şanzıman vites değişimi
esnasında EKÜ, gaz kelebeği,
debriyaj ve vites değişim
işlemlerini kumanda eder.
Özellikler
• Debriyaj pedalı yoktur.
• Vites değişimi vites kolu
(anahtarı) ile gerçekleşir.
Reading Text
With the introduction of a number of vehicles recently, automation of
synchromesh, ‘manual’ transmissions is becoming more popular. The
reason for the development of these transmissions is twofold; firstly then
can show an economy benefit over both manual and automatic
transmissions. This is because they are more efficient than automatics and
can be programmed to change gear more effectively than most drivers
would. Secondly, automated manual transmissions are gaining in
popularity in the performance car market, probably because of the links to
Formula 1 racing and as a result of clever marketing! Examples include:
BMW M3, MMC Smart, VW Lupo, Alfa 156.
These developments started some time ago with the introduction of
automated clutches on several vehicles including the Renault Twingo,
Saab 900 Sensonic and Ferrari. These cars retained the normal gear
lever but automated the clutch so that no pedal was required. At start
up they operate as an automatic with the control system actuating the clutch
to achieve a start from rest when the accelerator pedal is depressed. During
gear changes the clutch is operated in response to movement of the gear
lever.
Kaynak: Julian Happian-Smith, An Introduction to Modern Vehicle Design, 2002
Reading Text
onsideration of the mechanics of the automated manual systems suggests that
it may be difficult for these systems to replace the conventional automatic. The
fundamental point is that the automated manual systems need to disconnect
the drive from the engine to the transmission in order to achieve a gear change.
With conventional automatics only a small reduction in the engine power is
required to achieve a smooth transition form one gear to another because of
the action of the torque converter. There are, however, twin clutch designs of
transmission, which overcome this limitation by providing two parallel torque
paths through the transmission where a gearchange simply switches from one
path to another and engages one clutch rather than the other. This can be done
without reducing the engine output (a ‘hot shift’). This has been used in the
past by large automotive gearboxes, but could be extended to the car market.
In the commercial market there are a number of manufacturers now producing
automated manual transmissions for trucks. Whereas these developments have
needed the driver to indicate the gear selection in the past, the latest
developments have the intelligence to completely automate the gearchange. On
heavy commercial vehicles this may need to include missing some gears,
especially when unladen so the control software required is not trivial.
Kaynak: Julian Happian-Smith, An Introduction to Modern Vehicle Design, 2002
Kaynak: Toyota
MMT Şanzıman: Otomatikleştirilmiş
manüel şanzıman normal dişli tip
şanzımana sahiptir. Debriyaj (baskı ve
balata) mevcuttur. Sadece bu şanzımanın
debriyaj
pedalı
yoktur.
Debriyajın
ayrışması ve kavraşması işlemini manüel
şanzıman üzerinde bulunun debriyaj
aktüatörü (clutch actuator) yapar. Bu
işlem için MMT EKÜ’sü bazı motor ve
şanzıman verilerine kontrol eder ve
debriyaj aktüatörünün görev yapmasını
sağlar. Vites değişimini de E modunda
yine vites seçme&değiştirme aktüatörü
gerçekleştirir.
Kaynak: Toyota
TCM ile Tümleşik Kavrama Kumandası
ASM Şanzıman
Görevleri:
• Kavrama ayırma işlemi
• Kalkış için kavramanın kademeli devreye girmesi
• Sürüş esnasında vites değişimleri için kavramanın ayırıp
kavraşması
• Bir viteste iken durabilmek için kavramanın ayırması
• Motor stop ettiğinde park sırasında, viteste kalabilmesi
amacıyla kavraşması
Çalışması:
 TCM doğru akım motorunu kumanda eder
 Motor sonsuz dişli yardımıyla tahrik eder
 Sonsuz dişli itme çubuğu ve pistonunu kumanda eder
 Basınç, kavrama ana silindirin içinde oluşturulur
Kaynak: Presented by Burkhard Eich,, Otomatik iB5 Vites Kutusu
• Controller
• Power stage clutch actuation
• Power stage shift actuation
• Power stage select actuation
Control Unit:
Worm
Actuator Motor
Worm Gear
Worm Gear
Shaft
Bolt
Master Cylinder
Push Rod
Compensation
Spring
Position
Sensor
Kaynak: Presented by Burkhard Eich,, Otomatik iB5 Vites Kutusu
www.autoparts.uk.com
ECM – Electronic Clutch Management
LuK Clutch Course, An introduction to clutch technology for passenger cars, 2004
Firma İddiası???
During the development
more than 4 million
kilometres of test drive
and more than 30,000
hours on test benches
were
conducted
to
ensure
maximum
reliability
and
functionality. The system
is
now
in
mass
production since 1997.
With the growing traffic density and increasing comfort requirements the automation of the
drive train will gain importance in vehicles. One milestone in this direction is the Electronic
Clutch Management (ECM) system from LuK.
LuK Clutch Course, An introduction to clutch technology for passenger cars, 2004
Function of the ECM
With an ECM the driver
can shift as usual but
doesn`t have to operate a
clutch
pedal.
The
actuation of the clutch
during starting, shifting
and stopping is done by
means of an electronic
actuator in an optimum
manner. This means more
comfort and increased
safety due to the relief of
the driver, and it also
creates more pleasure in
driving with a manual
transmission.
Assembly and special features of the LuK-ECM:
At the same torque capacity the release load of the SAC is about
30% lower compared with a conventional clutch, and due to the
self adjustment during wear and tear, this release load remains
constant over lifetime.
The SAC in combination with intelligent control strategies
like the so called ”torque tracking strategy” makes it
possible to use a very small electric motor for the clutch
actuation. Be cause of the low heat generation of this small
electric motor the actuator and the control unit can be
combined into an ”intelligent actuator” (figure 3).
A very important target during the development of the ECM
was to minimise the effort for the car manufacturer. The system
had to be a pure add-on-system and changes on the
transmission and shifting mechanism had to be avoided.
Under these preconditions, a clutch position sensor and a speed
sensor for the transmission input shaft could not be considered
(see also figure 4). Consequently modifications to the
transmission, the release-system and the corresponding wiring
are not necessary. Only one potentiometer for shift intention
recognition and two non-contact sensors for gear position
recognition are required. Other signals like engine speed are
usually available in the vehicle. The target of component
reduction has been realised by means of intelligent control
software.
LuK Clutch Course, An introduction to clutch technology for passenger cars, 2004
"intelligent actuator"
LuK Clutch Course, An introduction to clutch technology for passenger cars, 2004