Otomobil, kamyon, otobüs ve benzeri araçlarda, motor gücü, tekerleklere, bir transmisyon sistemi aracılığıyla iletilir. Sistemde, motorun dönme hızını, aracın kullanıldığı hıza uyduran DİŞLİ ÇARKLAR ile araç durduğu ya da vites değiştirildiği zaman, motor ile dişliler arasındaki mekanik bağlantıyı ortadan kaldıran bir kavrama düzeneği (ya da DEBRİYAJ) bulunur. Otomatik transmisyonlarda uygun vites, sürücünün herhangi bir girişimine gerek kalmadan, kendiliğinden seçilir. Sürücünün basması gereken debriyaj pedalı bulunmadığından, vitesin seçilip takılması otomatik olarak gerçekleşir. Sürücüye düşen görev, kumanda kolunu, belirli durumları gösteren harflerin karşısına getirmektir. Bu harfler şunlardır: P (park); R (geri); N (boş); D (normal ileri sürüş); L (ileri küçük vites).
Araç hareket halindeyken kolun yanlışlıkla park ya da geri konumuna getirilmesini engelleyen bir düzenek vardır. Bir başka sistem de, motorun yalnızca, kol boş ya da park konumundayken çalışmasına izin verir. Kol D durumundayken, vites otomatik olarak büyüyüp küçülür.
Otomatik transmisyon, yanotomatik transmisyon ile karıştırılmamalıdır. Yarıotomatik transmisyonda, vitesi sürücü değiştirir, yalnızca debriyaj otomatiktir. Kendiliğinden değişen ya da önceden seçmeli vites kutularında, gereken vitesi sürücü seçip debriyajı çalıştırır. Vitesler otomatik olarak değişir.
Otomatik transmisyonların özellikleri: Otomatik transmisyonlar, duran aracın sarsılmadan hızlanmasını sağlamalıdır. Bu yüzden, araç dururken çalışan motorun hareketinin tekerleklere iletilmemesi, ama motorun hızı arttıkça, tekerleklere giderek daha çok güç iletimi sağlanması gerekir.
Ayrıca, otomatik transmisyonda, aracın yüklerine ve hızlarına uygun dişli oranlarının bulunması gerekir. Dişli oranı, motor hızının (dakikadaki devir sayısıyla ölçülen), transmisyon şaftının hızına (aynı birimle ölçülen) oranıdır. Genellikle, aracın bütün hızını kapsamak için, farkli üç ya da dört oran gerekir. Ancak, belirli hız sınırları içinde oranın sürekli olarak değişmesini sağlayan bir sistem de yapılmıştır. Hollanda'da düşük güçlü otomobiller için geliştirilen bu sistem, Daf firmasının «Variomatic» transmisyonudur.
«Variomatic» transmisyon: İletilmesi istenen güç çok yüksek değilse, çapları farklı olan kasnaklardan geçen sürtünmen kayış sistemiyle, sürekli olarak değişebilen dişli oranı sağlanabilir. Bu tür sistemler, XX. yüzyılın başından beri denenmiştir, ama günümüzde yalnızca «Variomatic» kullanılmaktadır. Bu sistemde, bağlantı düzeneğini oluşturan merkezkaç sürtünmen
debriyaj, motor hızlandığı zaman bağlantıyı sağlar. Gücü, genişleyip daraiarak etkili çaplarını değiştiren kasnakların üstünden geçen koni kesitli kayışlar iletir.
Kasnakların çalışmasını, tahrik kasnağı üstünde yeralan, motorun hızına duyarlı merkezkaç REGÜLATÖR'ler ile motorun giriş manifoldundaki düşük basıncın değerine göre çalışan SERVOMEKANİZMA'lar denetler. Bu iki düzenek, birbirlerini dengeleyerek, aracın en verimli ve ekonomik biçimde çalışmasını sağlayan oranlara ulaşırlar. Çabuk hızlanma istendiği zaman, gaz pedalına sonuna kadar basılır. Böylece giriş manifolduna dolan yakıthava karışımı, vakumu daha da düşürerek (basıncı artırarak); vakum servomekanizmasını devreden çıkarır. Bu, transmisyonun yalnızca motor hızına bağlı olarak çalışmasına yolaçar ve motoru en büyük döndürme momentini sağlayan hızda çalıştıracak dişli oranını seçer (Döndürme momenti, bir cisme etki eden kuvvetin, cismi bir eksen çevresinde döndürmesiyle oluşur. Motorun hareketinin krank miline iletilmesi buna örnektir. Döndürme momentinin birimi kilogrammetre ya da Newtonmetredir [Nm]). En yüksek dişli oranına ulaşıldığı zaman, aracın hızının daha da artması, motorun hızının artırılmasıyla gerçekleşir.
Kapasitesi kısıtlı olan bu sistemler, şimdilik yalnızca düşük güçlü otomobillere uygundur. Bu tür uygulamalarda mekanik verimin yüksek olması önemlidir. Mekanik verim, bir motorun çıkış işinin, giriş işine oranıdır. «Variomatic» için bütün hızlarda % 90'ın üstünde olan bu oran, en çok % 94 değerine ulaşır.
Farklı dişli oranları: Büyük motorlu taşıtlarda, hidrolik ya da elektrikli debriyaj aracılığıyla otomatik olarak seçilip takılan bir dizi vites dişlisini içeren otomatik dişli kutuları bulunur. Bu kutulara kumandaeden düzenekler, gene giriş manifoldundaki vakum ile motorun hızına bağlıdır. Ayrıca, gaz pedalı ile dişli ku. tuşunun çıkışındaki şafta bağlanarak, aracın hızını denetleyen ek düzenekler de vardır.
Dişliler, sürekli olarak kenetli çalışan PLANET MEKANİZMALARI'ndan oluşur. Bu mekanizmalara planet denilmesinin nedeni, sistemde, ortada dönen güneş dişlisinin çevresinde, buna bağlı olarak dönen iki küçük planet dişlinin bulunmasıdır. Planet dişlilerin de çevresinde, bir başka dişli çember yeralır. Çeşitli dişli oranları, dişlilerden birinin, sözgelimi planet dişlinin, debriyaj aracılığıyla kenetlenmesiyle sağlanır. Otomatik dişli kutusunda, uygun dişli bileşimi, bu tür sistemlerden birçoğunun birbirine bağlanmasıyla sağlanır.
Kavrama sistemleri: Bu tür planet mekanizmalı vites kutuları, hidrokinetik kavrama» adı verilen ve iletimi «hidrolik» denilen bir sıvı aracılığıyla sağlayan debriyaj sistemi içerir. Hidrolik olarak kullanılan yağ, giriş öğesinin («pompajda denir) motordan aldığı döndürme momentini, vites kutusuna bağlı olan çıkış Öğesine ya da türbine iletir.
1929 yılında, ilk kez Daimler tarafından, bir seçmeli vites kutusu türünde kullanılan ve son yıllara kadar Rolls Royce ile MercedesBenz otomobillerinde süregelen en yalın yöntem, hidrolik kavramadır .«Hidrolik volanı»a.dı da verilen bu sistemde, çok az bir aralıkla karşı karşıya duran radyal kanatlı iki disk yeralır. Pompadan merkezkaç kuvvetle türbine geçen yağ, türbini döndürür. Böylece, döndürme momenti, süren ve sürülen öğeler arasında, mekanik bir bağlantıya gerek kalmaksızın iletilir ve gerektiğinde öğeler arasında kayma sağlanabilir (buradaki kayma terimi, pompa ile türbin arasında dönme hızının farkını göstermektedir). Hidrolik bağlantısının en önemli özelliği, giriş ve çıkışındaki döndürme momentlerinin her zaman eşit olmasıdır. Giriş ve çıkış hızları arasındaki herhangi bir fark, oluşan kaymanın değerini ve sistemin verimini gösteren bir ölçüdür. Hidrolik kavraması, % 97 oranında verim sağlar; ama kavrama noktasına. (kaymanın en düşük değeri olan % 3'e indiği durum) ulaşıncaya kadar verim çok düşüktür. Sistem ile motor arasındaki bağlantının çok iyi ayarlanması gerekir. Motorun bütün döndürme momentini yüksek verim ve düşük kaymayla iletmesi için, transmisyonun, motorun verebileceğinden çok daha yüksek döndürme momenti değerlerini bile karşılayacak nitelikte olması beklenir. Tersi, kayma değerinin yükselmesine ve oluşan aşın ısının hidrolik yağını kaynatmasına yolaçar.
Hidrokinetik bağlantının daha karmaşık bir türü de hidrolik konvertördür. Sisteme bu ad, girişteki döndürme momentini dönüştürdüğü ya da kuvvetlendirdiği için verilmiştir. Bu amaca ulaşmak için, pompa ile türbin arasına üçüncü bir öğe daha eklenir ve kanatlar, düz değil, eğimli yapılır. «Reaktör» ya da t stator» adı verilen bu üçüncü parça, pompadan gelen hidrolik yağın, türbine daha elverişli bir açıyla çarpmasını sağlayacak biçimde yerleştirilir. Böylece, türbine uygulanan döndürme momenti artar. Gerçekte, türbine uygulanan döndürme momenti, pompa ile reaktör üstündeki momentlerin toplamına eşittir. Bu da, vites kutusuna iletilen döndürme momentinin, motorun ürettiğinden birkaç kat daha yüksek olabilmesi anlamına gelir.
planet dişli
İnşaat ve hafriyat makinalarınfla kullanılan bu tür konvertörler, otomobillere uygun değildir; çünkü en verimli oldukları durumda, kaymanın değeri % 40 kadardır. Kaymanın çok düşük ve çok yüksek değerlerinde, motorun bütün gücü ısıya dönüştüğünden, bu konvertörler bütünüyle verimsiz olurlar. Sorunun üstesinden gelmek için, reaktör, serbest dönen bir volanın üstüne yerleştirilir. Bu durumda kavrama noktasına erişildiği zaman, reaktör, türbin ile aynı yönde hareket eder, ama karşıt yönde dönüş hareketine karşı sürekli olarak kilitli kalır. Otomatik transmisyonlu otomobillerin çoğunda, bu sistem kullanılır.
Kavrama noktasında, reaktör, etkili bir parça olarak görev yapamayacağı için, otomatik olarak devreden çıkar. O zaman sistem, döndürme momentini şiddetlendirme ya da dönüştürme özelliği olmayan doğal bir hidrolik kavrama gibi çalışır. Bu yüzden sisteme, motor endüstrisinde «tork konvertörü» denilmesine karşılık, genel olarak «konvertör kavrama adı verilir. Sistem verimi biraz düşüktür, ama hidrolik konvertor ile hidrolik kavramanın en olumlu özelliklerini birleştirir. Konvertörün çalışması için gerekli olan eğik kanat biçimi, kavramayı oluşturmaya tam olarak uygun düşmediğinden, kavrama noktasında şiddetlendirilmiş dönme hareketinin kavramaya dönüşmesi biraz yavaş gerçekleşir. Üstelik, kavrama noktasına, giriş ve çıkıştaki döndürme momentlerinin eşit oldukları anda erisilmesine karşılık, aynı anda çıkış hızı, giriş hızından % 10 daha azdır.
Konvertör kavramanın bütün yük üstündeki verimi, genellikle, şiddetlendirme bölgesinde % 90, kavrama bölgesindeyse % 95 kadardır. Verim, doğrudan doğruya, döndürme momenti ile kayma oranlarının çarpımıyla orantılıdır. Bu tür sistemler, düşük hızda, düşük moment değeriyle çalıştırıldığı zaman verim düşüktür. Ancak, giriş hızının yüksek, yükünse küçük olduğu durumlarda da (kavrama verimi yönünden elverişli durumda) motor verimi düşük olduğundan, seçici düzeneğin, duruma en uygun dişli oranını seçecek biçimde ayarlanmasına özel dikkat gösterilir.
Konvertör kavrama (bu kavrama, araç durduğu zaman motorun boştaymış gibi çalışmasına olanak verecek kadar kayma gösterip, yüksek hızlarda motorun gücünün büyük bölümünü iletir), günümüzde, otomatik transmisyonlu bütün otomobil ve benzeri araçlarda, otomatik planet mekanizmalı vites kutusuyla birlikte bulunur. Transmisyonun üretimini kolaylaştırmaya (ve ucuzlatmaya) yönelen gelişmeler, kumanda sistemine de yenilikler getirmiştir. Bunların en önemlisi, sürücünün viteslerin otomatik olarak değişmesini engelleyerek, çabuk hızlanmak için transmisyonun hep dtigük vitesi kullanmasını sağlamasına yarayan düzenektir.
Temel sistem üstünde çok sayıda değişiklik de yapılmıştır. General Motors'un Hydramatic tip transmisyonunun çeşitli modelleri vardır. Bunlardan birinde, iki hidrolik kavrama birden bulunur. Bağlantıların biri yağla dolu durumda çalışırken, öteki, seçilen vites oranına göre ya hidrolikle dolar ya da boşalır. Bir başka modelde de, serbestçe dönebilen stator tek bağlantı öğesidir. Stator, transmisyonun kutusuna değil, çıkış şaftına bağlıdır. Böylece, % 30 oranında moment şiddetlendirmesine karşılık, yitimleri en düşük düzeye indirir. GM Süper Türbine 300 transmisyonunda, stator kanatlarının açısı değiştirilerek denenmiş, aynı sistem beş parçalı, iki türbinli ve konvertörlü bir Buick transmisyonuna da uygulanmıştır. Ne var ki, bu denemeler ve bağlantı durumunda kaymayı bütünüyle ortadan kaldıran kilitli debriyaj gibi atılımlar, maliyetlerini kurtaracak kadar başarılı olmamıştır.


Kaynak:4-cilt:6

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »