A Renault Megane Sebességváltók Felépítése, Működése és Vezérlése

A belsőégésű motorral hajtott járműveknél a motor fordulatszám és nyomaték tartományának kiterjesztése érdekében változtatni kell a nyomaték és fordulatszám áttételt, amelyet leggyakrabban fokozatkapcsolású fogaskerék, illetve bolygókerék hajtóművekkel oldanak meg. A sebességváltók fejlődése az automatikus fokozatkapcsolás jelentősebb elterjedése felé irányul. A kapcsolási folyamat lényege, irányítása mindegyik váltó és járműtípusnál azonos.

A Sebességváltók Alapvető Működési Elvei

A sebességváltók kulcsfontosságú elemei a gépjármű hajtásláncának. Ahhoz, hogy a gépkocsivezető recsegés nélkül tudjon sebességet váltani, a fokozatok kapcsolása szinkronizáltan történik. A tengelyek csapágyazva vannak, és a fokozatok között lévő golyós rögzítő miatt együtt indul el a két alkatrész. A befejeződött kapcsolás azt jelenti, hogy a két alkatrész együtt forog, így képes átvinni a motor nyomatékát. A modern rendszerekben az elavult tolóhüvelyeket már nem alkalmazzák.

A sebességváltó kar, amelynek tetejéből emelkedik ki a bot, lehetővé teszi a sebességváltást. Az előremeneti fokozatoké a bot alsó végét egy rugó összenyomásával lehet működtetni. Az automata sebességváltó kar szerelt rendszerekkel működik.

Az Automata Sebességváltók Fejlődése és Típusai

Az automata sebességváltók lassan, evolúciós jelleggel fejlődtek az egyszerű járművezethetőség embertől lehetőleg függetlenítése és az adaptív fokozatkapcsolás között. Ebbe a folyamatba robbant be az automatizált váltó, leginkább annak DSG változata, amely a legújabb elvek szerinti mechatronizálással jelent meg.

Hidromechanikus Nyomatékváltók és Bolygóművek

Az észak-amerikai járművekben főként a hidromechnikus nyomatékváltók terjedtek el, amelyekben automatizált a teljes hajtásrendszer működtetése. A vezetőnek csak különleges forgalmi helyzetekhez alkalmazkodva kell beavatkoznia a fokozatkapcsolásba. Az indítás feladatait az automata váltóknál nem súrlódáson alapuló, hanem hidrodinamikus gépek végzik. A hidrodinamikus nyomatékváltó előnyeit és használhatóságát a gyakorlat jól bizonyította.

Útmutató Renault Trafic vásárláshoz Németországban

Az ábra alapján megállapítható, hogy két nagy előnye van a súrlódó aszinkron géphez képest: a hatásfoka nagy szlip tartományban jobb, és nyomatékot növel a hidrodinamikus nyomatékváltó. A kisebb szlipnél jelentkező hatásfok romlást a vezetőkerékbe épített szabadonfutóval lehet megszüntetni, amely tengelykapcsoló üzemre állítja át a nyomatékváltót (automatikusan, minden beavatkozás nélkül).

Az automata sebességváltók általános felépítésüket tekintve leginkább soros elrendezésűek, csak néhány váltó típusnál (főként haszonjárműveknél) ettől eltérő ún. átkötött rendszerűek. A soros váltók a motorhoz Trilok típusú nyomatékváltóval kapcsolódnak, majd ezt követi a többfokozatú bolygómű. Az elrendezés a váltókban lévő hidrodinamikus nyomatékváltó és a kapcsolódó bolygóművek közötti viszonyra utal.

Kettős Tengelykapcsolós Sebességváltók (DSG)

A korszerű berendezéseket a kettős tengelykapcsolóval rendelkező (DSG=DoppelSchaltGetriebe) sebességváltók jelentik. A DSG sebességváltó lényege, hogy két behajtó tengelye van (gyakran zöld és piros színnel jelölve), amelyeket kettős tengelykapcsoló köt a motor főtengelyéhez. Emellett két kihajtó tengelye van, amelyek a differenciálmű házhoz kötött nagy fogaskerékhez kapcsolódnak egy-egy lehajtó fogaskerékkel.

A piros tengelyhez kapcsolódik az 1., 3., 5. és a hátrameneti fokozat szinkron szerkezete, míg a zöld behajtáshoz van kötve a 2., 4. és 6. fokozat kapcsolása. Ez azt jelenti, hogy amíg az egyik behajtó tengely a motorhoz van kötve, addig a másik tengelyen is bekapcsolható a fokozat, de azon nyomatékátvitel nem történik. A fokozatváltásnál a bekapcsolt, például 3. fokozat előtti 2. vagy utáni 4. fokozat úgy kapcsolódik, hogy a nyomaték nélküli (zöld) tengelyhez kötött kapcsolót zárják hajtás közben. A tényleges kapcsolás a két tengelykapcsoló működtetésével, ebben az esetben a piros nyitásával és a zöld egyidejű zárásával történik.

A kapcsolás tehát nyomatékkal terhelt hajtóműláncban történik a két tengelykapcsoló egyidejű csúszása és nyomaték átvitele mellett. Ezt a kinetikailag kedvezőtlen állapotot gondosan kell kezelni a kapcsolási folyamat vezérlése során tengelykapcsoló nyomások pontos szabályzásával, vagy a vezérlést irányító függvények pontos megadásával. A folyamat során a piros tengelykapcsoló nyomása és nyomaték átvitele csökken, a zöld tengelykapcsolóé pedig egyidejűleg nő.

Symbioz: Captur és Arkana között

A nyomás vezérlés vagy szabályzás a két tengelykapcsolóban PWM vezérlésű proporcionális hidraulikus szeleppel történhet. A PWM impulzus kitöltési tényező (duty ratio) a vékony vonalon látható, o-val jelölve a bekapcsoló tengelykapcsolónál, x-szel a kikapcsolónál. A kialakult nyomásokat vastag vonal mutatja az idő függvényében.

A kettős munkahengerrel rendelkező kapcsoló villák a szinkronkapcsolók kapcsológyűrű hornyaiba nyúlnak be, és azokat tengelyirányban mozgatják. A fokozat bekapcsolását mágneses (Hall) helyzet jeladók jelzik. A felső szürke görbe ábrázolja a kikapcsoló fokozat aktuátor elmozdulását, alatta a fekete görbe a bekapcsoló fokozat aktuátor elmozdulását mutatja. A vezérlési diagramot (nyomás) a két kapcsolóhoz az alsó vékonyabb vonalak ábrázolják.

Automatizált Sebességváltók Tehergépkocsikban: ZF Astronic

Tehergépkocsik sebességváltói nem csak méretükben, fokozatszámban különböznek a személygépkocsikétól, hanem a felépítési szerkezetben is. A haszonjárműveknél is léteznek kézi, automatizált kapcsolású és teljesen automata váltók. A kézi kapcsolású váltókban a mechatronika korlátozott szerepet játszik. Automatizált kapcsolású sebességváltó a ZF Astronic hajtómű család.

A ZF Astronic rendszerekben a kék színű tengely a tengelykapcsoló súrlódó tárcsa nyeles tengelye, amihez a két fokozatú primer áttételt adó felező csoport kapcsolódik. Az alapváltó piros színű, két előtét tengellyel rendelkezik a nagyobb terhelhetőség és élettartam érdekében.

A fokozatok kapcsolását a kapcsolóegység végzi pneumatikus munkahengerek segítségével. A felező- és a szorzó váltó működtetését egy-egy különálló kapcsolóhenger hajtja végre. A váltó felső részében lévő kapcsolóegységben integrált a sebességváltó elektronika, a „kapcsolás", “előválasztás", és a“váltófék“ működtető szelepek, a kapcsolóhengerek, fordulatszám, nyomás, stb. Az alapváltó körmös kapcsolású (nem szinkronizált), a felező és a tartományváltó szinkronizált kapcsolásúak.

Renault Scenic biztonsági öv beállítási útmutató

Az elektronikus rendszer, amely a szoftvert működteti, a kapcsolóegységben található. A perifériákkal a CAN hálózaton kommunikál a szabályzó. A sebességváltó működtetés jelentős része a tengelykapcsolóra vonatkozik, amelynek indításhoz tartozó részeit korábban már ismertettük. Mivel a váltó nem szinkronizált, a körmös kapcsolók működtetését az irányító rendszernek kell szinkronizáltan végrehajtatnia.

Sebességváltási Folyamat (ZF Astronic)

A diagramok a motor (piros vonal) és a sebességváltó behajtó (kék vonal) fordulatszámát mutatják az idő függvényében. A középső ábrán a zöld mező a zárt tengelykapcsolót jelenti.

Felkapcsolás:
- Az A-B1 szakaszban a tengelykapcsoló részlegesen old, és a motor befecskendezési dózis csökken.
- A B1-C szakasz során a tengelykapcsoló teljesen old.
- A B2-C szakaszban a kapcsolószerkezet oldja az aktuális fokozatot.
- A C-D szakaszban be van kapcsolva a tengelyfék, hogy szinkronizálja a kapcsolandó bordás elemeket.
- D időpontban kapcsol ki a tengelyfék, amikor minimális fordulatszám különbséget számol a rendszer a két kapcsolandó elem között.
- A D-E szakasz során kapcsolja be a rendszer a következő fokozatot.
- Az E-F szakaszban kezd zárni a tengelykapcsoló az előírt nyomaték függvény alapján.
Visszakapcsolás:
- Az A-B szakaszban részben nyit a tengelykapcsoló és gázelvétel történik.
- A B-C idő alatt a tengelykapcsoló gyorsan nyit.
- A C-D szakaszban kapcsolja ki az aktuális fokozatot.
- D ponton jelenti a jeladó a kikapcsolt állapotot.
- A D-E szakaszban a tengelykapcsoló részlegesen zár és részleges gázadás történik (gázfröccs), a kapcsolandó elemeket a motor felpörgeti.
- Az E-F szakaszban érzékeli a rendszer a szinkron fordulatszámot és kinyomja a tengelykapcsolót, kapcsolja a következő fokozatot.

ZF-AS Tronic

Sebességváltó Vezérlőrendszerek és Diagnosztika

A szabályzási folyamat a kapcsolási stratégia szerint megy végbe. A kapcsolás "shift by wire" rendszere annyit jelent, hogy közvetlen mechanikus összeköttetés nincs a gépkocsivezető és a kapcsolt elemek között, még akkor sem, ha a rendszert tengelykapcsoló pedállal és kézi váltóval szerelten adják el. A működtető kar "joy-stick"-ként használható.

A jármű koordinátor a járművel kapcsolatos szoftver modult jelképezi, az összes váltón kívüli járműjellemző feldolgozását jelenti. A központi vezérlő modul végzi a fokozatkapcsolás futtatását, ehhez kapcsolódnak a beavatkozás moduljai: a tengelykapcsolóba, a fokozatkapcsolásba illetve a motorba történő interaktív beavatkozások irányítása céljából.

A tengelykapcsoló modellje központi szerepű, mind a fokozatkapcsolásban, mind pedig az ezen kívüli hajtási eseményekben is szerepet játszik. A diagnosztikai modul minden egységgel kétirányú kapcsolatban van, felügyeli a rendszer állapotát és szükség esetén vész üzemmódra állítja át. A végrehajtás elemei hidraulikusan működnek, ezeket a nyomás vezérlő rendszer irányítja.

A szoftverek futtatása a kapcsolódó hardver rendszeren történik, amely több processzorból és elektronikai egységből áll. A járműhöz, illetve ezzel a gépkocsivezetőhöz az elektronikai egység a kommunikációs rendszere(ke)n keresztül kapcsolódik. Ki és bemeneti egységein keresztül közvetlenül a jeladókhoz, aktuátorokhoz, kijelzőhöz és a járműdiagnosztikához (csatlakozó) kapcsolódik.

Bemeneti jelek:

Tápfeszültség
Gyújtásjel
Tengelykapcsoló jeladók
Fordulatszám jeladók
Fokozati jeladók
Nyomásjeladók
Hőmérséklet jeladók

Kimenetek:

Jeladók táplálása
Táp kimenet
Tengelykapcsoló szelepek
Kapcsolószelepek
Választó szelepek

Adaptív Kapcsolási Stratégia

Az adaptív kapcsolást a sebességváltásnak a vezető beavatkozása nélküli működtetését jelenti. A sebességfokozat kiválasztása automatikusan történik a gépkocsi sebességétől, a gázpedál pozíciójától és a választókar állásától függően, alkalmazkodva a vezetési stílushoz, az út jellegéhez, a domborzati és időjárási körülményekhez, a forgalmi viszonyokhoz. A fokozatszám akár 8 is lehet, tehát a fokozat meghatározása különösen a szélsőséges menethelyzetekben kritikus döntést jelent.

Az adaptív vezérlés a sebességváltó szabályzójába (TCU) közvetlenül bekerülő jeleken kívül felhasználja az összes jármű jellemzőt és adatot, amelyet a többi elektronikus egységtől (ECU-k) a kommunikációs rendszere(ke)n (CAN-BUS) kap meg. A jeleket kiértékelve számítja ki, hogy melyik fokozatban üzemeljen a sebességváltó.

A kapcsolási stratégia függvényei a célzott vonóerő/motor nyomaték elérését jelentik a járműsebesség/motor fordulatszám függvényében. A stratégia kiválasztásához, amelynek alapján a sebességváltás idejének meghatározása történik, a következő jellemzőket veszi figyelembe a kapcsolást irányító rendszer: a járműre ható külső terhelés (hegy menet, utánfutó), a járművezető vezetési jellemzői, kick down kapcsoló, telematika (külső logisztika, irányítás), különleges feladatok (haszonjármű esetén), ASR, motor fordulatszám korlátozás. A fokozatkapcsolás figyelembe veszi a járművel kapcsolatos összes mérhető és kikövetkeztethető tényezőt természetesen rangsorolva és súlyozva.

A TCU által kivezérelt jelek a villamos vezérlő egységbe kerülnek, amelyek jórészt elektromágneses szelepeket és egyéb villamosan működtetett hidraulikus elemeket jelentenek. A hidraulikus rendszer vezérli a végrehajtó egységeket, amelyek általában lamellás szerkezetek beépített munkahengerrel. Ezek fékezik a bolygóműveket, kötik össze - kapcsolják szét tengelyeiket, zárják - nyitják a lock up (a hidrodinamikus nyomatékváltót rövidrezáró) tengelykapcsolót. A fékek, tengelykapcsolók működtetése, hasonlóan a DSG váltókhoz, gázelvétel nélkül, a nyomaték átvitel megtartásával történik. Ilyenkor a súrlódó elemek rövid időre egyszerre csúsznak, amely nagy igénybevételt jelent a súrlódó lamelláknak.

A Renault Megane Automata Sebességváltójának Használata

Fokozatválasztó Kar Funkciói

A gépkocsivezető az előválasztó karral és a gázpedállal tudja befolyásolni a fokozatkapcsolás menetét. A PRND szelektornak is nevezett kar a különböző üzemállapotokat határozza meg a váltó számára:

P (Parkolás): rögzített kihajtó tengely, motor indítható.
R (Hátramenet): hátramenet.
N (Neutral): üres, sebességfokozat nincs bekapcsolva, motor indítható.
D (Drive): automata üzemmód.
B (előremeneti fokozott regeneratív fékezéssel): a jármű típusától függően.

A műszeregységen emlékeztetőül megjelenik a kiválasztott fokozat.

P állásba kapcsolás és kioldás

Ha a jármű álló helyzetben van és a motor jár vagy rá van adva a gyújtás, nyomja meg a gombot a P állásba kapcsoláshoz. Fontos: A jármű elhagyása előtt ellenőrizze, hogy a kijelzőegységen lévő P jelzőfény világít-e. Ellenkező esetben fennáll a veszélye, hogy a jármű elgurul. P fokozatba csak akkor szabad kapcsolni, ha a jármű már áll.

P állásból másik fokozatba kapcsoláshoz, ha a jármű álló helyzetben van és jár a motor, nyomja meg a fékpedált, és állítsa a kart a kívánt pozícióba. A semleges állás (N) bekapcsolásához álló járműnél és járó motorral le kell nyomni a fékpedált, mielőtt a választókart egy fokozattal felfelé vagy lefelé mozgatná.

Az előremeneti fokozat (D) bekapcsolásához álló járműnél, bekapcsolt motornál és a fékpedált lenyomva mozgassa a választókart két fokozattal lejjebb. Hátrameneti fokozat (R) bekapcsolásához álló jármű és járó motor mellett mozgassa a választókart két fokozattal felfelé.

Ha D, R vagy B fokozatot választ (a jármű típusától függően), és a jármű álló helyzetben van, akkor a jármű azonnal el fog indul, amint felengedi a fékpedált (a gázpedál lenyomásával nélkül). Ha a fékpedál nincs lenyomva, megszólal egy hangjelzés, és a műszeregységen villog a pozíció, vagy megjelenik a „Nyomja erősebben a féket” üzenet.

Vezetés Automata Üzemmódban (D)

Tegye a kart D-állásba. A legtöbb forgalmi helyzetben a továbbiakban nem kell többé használnia a sebességváltó kart: a fokozatok váltása a megfelelő időben automatikusan megy végbe, a motor megfelelő fordulatszámának beállítása mellett, mivel az automata rendszer a jármű igénybevételét, az útviszonyokat és a vezetési stílust is figyeli.

Gazdaságos vezetés: Menet közben hagyja mindig a sebességváltó karját D állásban, ilyenkor a gázpedált kicsit felengedve alacsonyabb motorfordulatszámot biztosító fokozat kapcsolódik be.

Gyorsítás és előzés: Nyomja le határozottan és teljesen a gázpedált (túlmozdítva azt az ellenállási ponton - kick down). Ekkor az automatika a motor pillanatnyi üzemi állapotában optimálisan alkalmazható legalacsonyabb fokozatba vált vissza. A gázpedál lenyomásával a felkapcsolás sebesség értéke növelhető, illetve a gázpedál ütközésig nyomásával (kick down) visszakapcsolás kényszeríthető ki.

Vezetés B Üzemmódban ( Regeneratív Fékezés)

Ez a mód lehetővé teszi a dinamikusabb regeneratív módú vezetést. A gázpedál felengedésekor a jármű regeneratív fékezéssel lassítja a járművet. Így a motor több elektromos áramot generál, amellyel a meghajtó akkumulátor feltölthető. Fontos megjegyezni, hogy B üzemmódban a regeneratív fékezés csökkenni fog, ha az akkumulátor hideg vagy teljesen fel van töltve.

Vezetés Kézi Kapcsolású Üzemmódban (M / Tiptronic)

A választókar D állásában húzza a kart balra M állásig. A fokozatok közötti manuális váltáshoz nyomja meg többször egymás után a kart vagy a kapcsolókat: sebességfokozat csökkentéséhez a kart mozdítsa előrefelé; a sebességfokozat növeléséhez a kart mozdítsa hátrafelé. A kapcsolt sebességfokozat megjelenik a kijelzőegység kijelzőjén. Az un. Tiptronic annyit jelent, hogy a fokozat kapcsolás kézzel a sebességváltó kar le-föl mozgatásával történhet. Ekkor a vezető a karral a fokozatokat sorrendben le-föl kapcsolgathatja mikrokapcsolók működtetésével. Egyes esetekben, ha többször billentjük a váltókart egymás után, elvileg akár több fokozatot is kapcsolhat.

Várakozás és Különleges Esetek

A P fokozat automatikusan bekapcsol, és ha be van szerelve elektronikus rögzítőfék a járműbe, a berendezés automatikusan működésbe lép, amikor:

leállítja a motort;
a vezetőoldali biztonsági övet kikapcsolják és a jármű áll;
és a vezetőoldali ajtó ki van nyitva, és a jármű megállt.

Mivel a motor leállításakor a P állásba kapcsolás automatikus, néha szükség lehet a járművet N állásba kapcsolni, például bizonyos autómosók használatakor. Fontos biztonsági okokból soha ne vegye le a gyújtást a jármű teljes leállása előtt.

Bizonyos vezetési körülmények között (például motorvédelem, az elektronikus menetstabilizáló rendszer működése, vagy az ESC működése esetén stb.) az automata rendszer automatikusan sebességet válthat. A hibás műveletek elkerülése céljából lehetséges az is, hogy az automatika nem hajtja végre a kézi sebességváltást: ebben az esetben figyelmeztetésül a sebességfokozat kijelzése villog néhány másodpercig. Ha az út felszíne és a kanyarok miatt nem lehetséges, hogy automata üzemmódban maradjon (pl. vezetés hegyekben), ajánlatos átváltani kézi üzemmódba. Ez megakadályozza, hogy az automata sebességváltó emelkedőn felfelé haladva többször is fokozatot váltson, és lehetővé teszi a motorfékezést hosszú lejtőkön. Figyelem: Emelkedőn felfelé ne gázadással tartsa meg a járművet álló helyzetben. Ez az automata sebességváltó túlmelegedését okozhatja.

Amennyiben az egyik részváltó funkcióprobléma miatt lekapcsol, a másik váltó egységen keresztül egy ún. „vészjárati“ üzemmód indul. Ebben az állapotban érezhető vonóerő-megszakítások tapasztalhatóak.

Karbantartás és Működési Rendellenességek

Tájékozódjon a jármű karbantartási füzetéből, vagy forduljon a márkaképviselethez, hogy ellenőrizze, hogy az automata sebességváltó igényel-e karbantartást. Ha a karbantartás nem szükséges, nem kell az olajszintet feltölteni.

Ha menet közben az „Ellenőrizze a sebességváltót” üzenet jelenik meg a kijelzőegységen, ez működési rendellenességet jelez. Indításkor, ha a választókar a P állásból a lenyomott fékpedál ellenére sem vehető ki, akkor lehetőség van arra, hogy kézzel szabadítsa ki azt. Motorhiba vagy elektromos hiba (akkumulátorhiba stb.) esetén győződjön meg arról, hogy a járművet megfelelően leállította. Ha az „Automata sebességváltó P hiba” üzenet jelenik meg a kijelzőegységen, lehet, hogy nem lehet behúzni a rögzítőféket.

Figyelmeztetés: A manőverek során a gépkocsi alvázának felütközése (például útpadkának, járdaszegélynek stb.) a gépkocsi sérüléséhez vezethet (például a féltengely deformációja). A baleset kockázatának elkerülése érdekében ellenőriztesse gépjárművét szakszervizzel. Villamos vagy elektronikus hiba esetén a folyamatosan működő diagnosztikai rendszer átállíthatja a rendszert vész üzemmódra. Ilyen esetben a váltó az előválasztó karral vezérelhető, mert a hidraulikus rendszer önállóan (villamosság nélkül) is működőképes. A hibakereső és értékelő öndiagnosztika (OBD) lényeges és igen hasznos része az elektronikus hajtóművezérlésnek. A diagnosztikai rendszerek kezelésének módja az egyes gyártóknál más és más, rendszerint speciális diagnosztikai célműszert és megfelelő szoftvert igényel. A diagnosztikai rendszer kijelzi a működés hibáit, azokat tárolja és a későbbi hibaelhárításban aktívan felhasználja.

tags: #renault #megane #sebességváltó #rajz #információ