Aiheet:
- Yleistä
- Valitsinvipu / vuoristovaihteet
- Yksi planeettavaihteisto
- Yhdistetty planeettavaihteisto (Simpson-järjestelmä)
- Ravigneaux'n järjestelmä
- Vaihdeöljy
- öljypumppu
- Ohjausyksikkö
- Säätöventtiilit
Yleistä:
Automaattivaihteiston etuja ovat käytön helppous, mukavuus ja turvallisuus lisääntyvät. Vaihteiston vaihto tapahtuu mahdollisimman sujuvasti ilman nykimistä. Automaattivaihteisto vaihtaa suuremmalle vaihteelle nopeammin, kun kiihdytät kevyesti, kuin kun kaasupoljin painetaan pohjaan asti. Jos jälkimmäinen on tehty, vaihto tapahtuu vasta juuri ennen kierrosluvun rajoitinta. Kun ajoneuvo pysähtyy, se vaihtaa automaattisesti ensimmäiselle vaihteelle.
Nestekytkin tai momentinmuunnin on asennettu moottorin ja automaattivaihteiston väliin. Katso tästä erillinen luku momentinmuunnin.
Valitsinvipu / vuoristovaihteet:
Automaattivaihteistolla varustetussa autossa on valintavipu. Valitsinvipua voidaan käyttää painamalla ensin jarrupoljinta. Tässä on yhteenveto sen toiminnoista:
- P: Pysäköintiasento (Toistoakseli on tukossa, auto ei enää rullaa pois ja moottori pääsee pyörimään
- R: Käänteinen
- N: vapaa (auto on vapaalla, ulostuloakseli ei ole tukossa, joten jarrupoljin vapautettuna se voi vieriä pois
- D: Ajo (ajovaihde, auto vaihtaa automaattisesti ylös ja alas, kun kiihdytät
- *S: Urheilu (auto vaihtaa vähemmän, jotta kiihtyvyys lisääntyy, kun kiihdytät yhtäkkiä)
- *M: Manuaalinen (Tämän avulla voit ilmoittaa, milloin vaihtaa ylös tai alas siirtämällä valintavipua eteen- tai taaksepäin + tai - asentoon.
* on usein valinnainen, eikä sitä ole saatavana kaikissa koneissa.
Muut automerkit käyttävät asennoissa L, 2 ja 3, jotta kuljettaja voi valita, millä vaihteella auto jää. Näitä tiloja kutsutaan myös "vuorivaihteiksi".
Kun jokin näistä tiloista aktivoidaan, automaattivaihteisto asetetaan tietylle vaihteelle ja pidetään siellä. Tämä voi olla erittäin hyödyllistä vuoristossa ajettaessa. Normaalisti laskeutuessa automaattivaihteisto vaihtaa suuremmalle vaihteelle asennossa "D". Tämän seurauksena vaihteiston suhde pienenee, jolloin auto laskeutuu yhä nopeammin. Kun kytket vaihteet 3, 2 (1 tai L), automaattivaihteisto ajaa pienemmällä vaihteella (esimerkiksi 5. ja 4. vaiheesta). Moottori käy silloin suuremmalla nopeudella, mikä saa auton hidastumaan. Nyt ei tarvitse enää jarruttaa, koska moottorissa on enemmän jarrutusta. Perävaunulla ajettaessa tämä on välttämätöntä jyrkässä laskussa, muuten jarrut ylikuumenevat jatkuvan jarrutuksen vuoksi.
Yksi planeettavaihteisto:
Planeettavaihteistoja käytetään useissa järjestelmissä, nimittäin automaattivaihteistoissa, käynnistysmoottoreissa, ylivaihteissa ja napavähennyksissä. Planeettavaihteisto koostuu seuraavista osista:
- Rengas
- 3 satelliittipyörää
- Drager
- Aurinkopyörä
Jotta vääntömomentti siirrettäisiin yhdellä planeettavaihteistolla, hammaspyörä, kannatin tai aurinkovaihde on kiinnitettävä. Tämä osa toimii sitten vastauselementtinä. Satelliittipyörät toimivat vain silloittamaan aurinkopyörän ja rengaspyörän välistä etäisyyttä.
Esimerkki: Aurinkovaihde on kytketty moottoriin ja pyörii samalla nopeudella. Teline on kytketty lähtöakseliin. Hammaspyörä on kiinnitetty vaihdelaatikon koteloon. Tämä aiheuttaa merkittävän viiveen. Tämä tarkoittaa: Aurinkopyörä ajaa, rengashammaspyörä on reaktioelementti ja kantajaa käytetään.
Aurinkopyörä (vaaleansininen, keskellä) kääntyy vastapäivään. Tämä käyttää (punaisia) myötäpäivään pyöriviä satelliittipyöriä. Ne pyörivät rengaspyörässä ja vievät (sinisen) kantolaitteen mukanaan.
Teline pyörii siksi hitaammin kuin aurinkopyörä. Tämä tarkoittaa, että liike on hidastunut.
Taulukko näyttää 6 erilaista siirtovaihtoehtoa. Kaikkia vaihteistovaihtoehtoja ei voida käyttää autotekniikassa. Yleensä vain 3 vaihtoehtoa on jäljellä.
Jarrunauhaa tai monilevyliittimiä käytetään eri elementtien yhdistämiseen ja kiinnittämiseen. Tällä tavoin voimme yhdistää eri elementtejä ja luoda hidastuksia, kiihtyvyksiä ja pyörimissuunnan muutoksia.
Uusimmissa järjestelmissä tietokone varmistaa, että öljynpaine lähetetään monilevykytkimiin, jolloin osat voidaan kiinnittää. Teoriaa jarrunauhoista ja monilevykytkimistä käsitellään tarkemmin tällä sivulla.
Kuvassa on kaavamainen esitys neljästä planeettavaihteistojärjestelmästä automaattivaihteistossa. Eteenvaihteille on kolme järjestelmää ja yksi peruutusvaihteelle. Punainen viiva osoittaa voimien suunnan automaattivaihteiston läpi; vasemmalta (moottorin puoli vääntömomentinmuuntimella) planeettajärjestelmillä varustetun täydellisen osan kautta (mustat viivat) potkuriakselin kytkentään. Vaihteistossa käytetään neljää järjestelmää, joista jokaisessa on Z, D ja R (aurinkovaihde, kannatin ja rengas).
Sivulla laskea planeettavaihteistojärjestelmien vähennyksiä sisältää lisätietoja planeettajärjestelmien kytkemisestä päälle ja pois sekä eri järjestelmien yhdistämisestä toisiinsa.
Planeettavaihteistot ovat symmetrisiä keskilinjan ylä- ja alapuolella. Ei ole muuta tapaa, koska sisätila pyörii ajon aikana.
Saadakseen käsityksen siitä, mitä tapahtuu, kun vaihde on kytkettynä, kuvan planeettajärjestelmän ohjatut osat on myös korostettu punaisella.
Kuvassa vaihde 1 on kytkettynä. Vaihteen 1 kytkemiseksi päälle on kytkettävä kytkin. Tämä linkki näkyy sinisenä. Suljetulla kytkimellä ja planeettajärjestelmän toisella ajetulla puolella yhden osan täytyy myös pyöriä. Siinä tapauksessa osien koot määräävät välityssuhteen (ajattele pientä tulovaihdetta ja suurta ulostulovaihdetta; suuri hammaspyörä pyörii silloin hitaammin. Jos suuressa hammaspyörässä oli kaksi kertaa enemmän hampaita kuin pienessä, niin suhde olisi 1:2).
Periaatteessa tämä koskee myös automaattivaihteistoa; rengasvaihteiden, aurinkovaihteiden ja satelliittivaihteiden koot ovat erilaisia kaikissa neljässä järjestelmässä. Nyt voit luultavasti kuvitella, että kun toinen kytkin on jännitteellä (esim. järjestelmä vasemmalla), lähtöakselin nopeus on muuttunut. Napsauta tästä saadaksesi lisätietoja planeettavaihteen vähennysten laskemisesta.
Yhdistetty planeettavaihteisto (Simpson-järjestelmä)
Automaattivaihteistoissa käytetään usein yhdistettyjä planeettavaihteistojärjestelmiä, joissa yhdelle aurinkovaihteelle on asennettu useita satelliittipyöriä tai -kannattimia. Näin on muun muassa niin sanotuissa Simpson-järjestelmissä.
Simpson-järjestelmässä on leveä aurinkovaihde ja 2 rengasvaihtetta. Nämä rengaspyörät ovat yleensä ajettavia, joten hampaiden kuormitus on paljon pienempi kuin ajetulla aurinkovaihteella. Tämän seurauksena järjestelmää voidaan usein pienentää. Nykyään Simpson-järjestelmiä ei käytetä kovin usein. Ravigneaux-järjestelmä on suositumpi kehittäjien keskuudessa, koska se säästää enemmän tilaa.
Kuvassa planeettavaihteisto yhtenäisenä tiiviinä kokonaisuutena. Näkyvissä ovat rengas (vasen leveä rengas hampailla) ja kannatin (hopeaosa).
Rengas on luisunut pois. Nyt satelliittipyörät ja teline voidaan nähdä. 3 satelliittipyörää kytkevät aurinkopyörän sisäpuolelta ja rengaspyörän ulkopuolelta (joka on nyt liu'utettu pois). Nämä vaihteet on aina kytketty toisiinsa.
Tässä teline (joka sisältää satelliittipyörät) on luisunut pois aurinkopyörästä. Aurinkovaihde on oikean osan vaihde.
Täältä näet tuplaaurinkovarusteet. Vasen osa ajoi yllä olevissa kuvissa näkyvää planeettavaihteistoa. Oikea vaihde on sen vieressä oleva järjestelmä. Tästä tulee nimi "yhdistetty" vaihdejärjestelmä tai toisin sanoen Simpson-järjestelmä. Jos aurinkovaihde on yksittäinen (vain vasen osa) ja planeettapyörästöä on vain yksi, sitä kutsutaan yksi- tai Ravigneaux-järjestelmäksi. Ravigneaux-järjestelmässä on 1 satelliittipyörää tämän järjestelmän kolmen sijasta, mutta se selitetään myöhemmin.
Tämä on yhdistetyn järjestelmän toinen osa. Musta rengaspyörä vasemmalla, teline satelliittirenkailla keskellä, aurinkovaihde oikealla (siellä).
Ravigneaux'n järjestelmä:
Ranskalainen insinööri Paul Ravigneaux kehitti kompaktin planeettavaihteistojärjestelmän 20-luvun lopulla luodakseen helposti useita käytännöllisiä välityssuhteita. Tätä kutsutaan Ravigneaux-järjestelmäksi. Tätä järjestelmää käytetään tällä hetkellä monissa automaattivaihteistoissa.
Tämä järjestelmä on erittäin kompakti, koska 2 planeettavaihteistoa yhdistetään vain yhdeksi järjestelmäksi. Se koostuu 1 aurinkopyörästä, 2 suuresta ja 3 pienestä satelliittipyörästä ja 3 rengaspyörästä. Alla on sivukuva.
Alla olevassa kuvassa voit nähdä, että satelliittipyörät ovat yhteydessä toisiinsa. Suuri satelliittipyörä on yhdistetty aurinkopyörään 1. Pieni satelliittipyörä on yhdistetty aurinkopyörään 2.
Taulukosta näkyy, että kun ensimmäinen vaihde on kytkettynä, kytkin 1 (K1) ja jarrunauha 1 (B1) kytkeytyvät. Tämä tarkoittaa, että aurinkovaihde 2 ja teline satelliittipyörineen ovat kiinteät (näillä ajetaan). Rengaspyörä kelluu silloin.
Tämä aiheuttaa suurimman viiveen. Suuri hidastuminen tarkoittaa myös vääntömomentin kasvua ja myös pientä nopeutta pyörillä. 1.vaihde on paras vaihde paikalta kiihdytykseen.
Kun vaihdelaatikko vaihtaa 2. vaihteelle, jarrunauha B1 vapautuu ja kytkin B2 kytkeytyy. Nyt aurinkovaihde 2 ja rengashammaspyörä on kiinnitetty ja siten ajettu. Tällöin käyttäjä on ajettu. Tämä yhdistettyjen komponenttien yhdistelmä tuottaa vähemmän hidastuvuutta kuin 1. vaihteella ja tarjoaa täsmälleen oikean välityssuhteen 2. vaihteelle.
Monilevyiset kytkimet ja jarrunauhat:
Jarrunauhoja käytettiin vanhoissa vaihdelaatikoissa eri osien (kuten aurinkovaihde, kannatin ja rengaspyörä) kiinnittämiseen. Jarrunauhat on valmistettu raudasta ja ne on voideltu estämään ja jäähdyttämään metallien välistä kosketusta mahdollisimman paljon. Alla olevissa kuvissa näkyy jarrunauha (vasemmalla) ja jarrunauha rengasvaihteen ympärillä (oikealla).
Hammasrengas varmistetaan puristamalla jarrunauhaa hydraulisella männällä (joka jatkuu). Joten, kun kiristetään, planeettavaihteistojärjestelmän tietty osa saatetaan kellumaan ja pyörimään, mikä saa vaihteen kytkeytymään.
Uudemmissa vaihteistoissa ei usein enää käytetä jarrunauhoja, vaan monilevykytkimiä. Monilevykytkin koostuu useista erillisistä kytkinlevyistä, jotka sijaitsevat toistensa takana ja jotka puristetaan toisiaan vasten öljynpaineella. Tämä "kytkee" kytkimen ja kiinnittää hammaspyörän. Alla olevissa kuvissa näkyvät monilevyliittimet purettuna. Osat työnnetään yhteen. Rautakoteloiden hampaat lukkiutuvat toisiinsa.
Vaihteistoöljy:
Automaattivaihteiston vaihteistoöljy on yleensä ATF (Automatic Transmission Fluid) -tyyppistä, mutta joskus valmistajilla on eri tyyppisiä öljyjä eri ominaisuuksilla. Tässä on aina oltava varovainen, sillä väärä öljy vaihteistossa voi aiheuttaa ylimääräistä kulumista ja ennenaikaista vikaa. Myös automaattivaihteiston öljytaso tulee tarkastaa säännöllisesti. Jos se on liian alhainen, öljy voi ylikuumentua, jolloin se vanhenee paljon nopeammin, mikä lisää vaihteiston kulumista. Öljymäärän tarkastus voidaan joskus tehdä erittäin helposti mittatikulla, aivan kuten moottoriöljyn tarkastus, mutta säiliöissä ei usein ole mittatikkua. Öljyn taso on sen jälkeen tarkistettava kiertämällä täyttötulppa irti moottorin käydessä ja täyttämällä sitä, kunnes öljy vain loppuu. Valmistajasta riippuen lämpötila on tarkistettava ensin. Joskus se on tehtävä mahdollisimman kylmällä öljyllä, joskus 30-50 asteen öljyllä.
Öljypumppu:
Vaihteistossa käytetään usein hammaspyöräpumppua tai sirppipumppua. Kuvan pumppu on sirppipumppu. Tätä pumppua käyttää suoraan moottori. Öljy kiertää tällöin aina moottorin käydessä, eli valintavivun kaikissa asennoissa.
Ohjausyksikkö:
Ohjausyksikkö varmistaa, että pumpun paine säädetään jatkuvasti peruspaineeseen. Lisäksi ohjausyksikkö varmistaa, että ohjausventtiilit kytkeytyvät päälle ja pois oikeaan aikaan.
Ohjausventtiilit:
Ohjausventtiilejä ohjataan valintavivun asennosta. Asennoissa P ja N sisäänkäynnit ovat kiinni ja öljy virtaa ulos kaikista putkista. Kaikki kytkimet ja jarrunauhat menettävät siten öljynpaineensa ja jousivoima puristaa ne takaisin. Kun ohjausyksikkö antaa signaalin (esim. lukitakseen rengaspyörän ensimmäiselle vaihteelle), signaali lähetetään magneettiventtiileille (kutsutaan myös solenoidiventtiileiksi). Kun venttiili ja siten liukukotelon liukukappale avautuvat, öljy virtaa korkealla paineella mäntään, joka syöttää öljyä monilevykytkimelle tai jarrunauhalle. Painevalitsin on moduloiva venttiili, joka säätelee nesteen painetta kaasupolkimen perusteella. Tämä öljynpaine varmistaa osan automaattivaihteistossa mahdollistaen vaihtamisen.
Aiheeseen liittyvät sivut:
