Otomatik Vites Kutuları

Yazan: Yiğit Vatansever/Mekanik Tasarım Mühendisi

Motorlu taşıtlar sahip oldukları motorların ürettiği gücü verimli bir biçimde tahrik sistemine aktarabilmek için bir dişli kutusu vasıtasıyla kademelendirmek zorundadır. Bu dişli kutusu “vites kutusu” olarak isimlendirilir. Düz ve otomatik olmak üzere genel anlamda iki ayrı sınıfta incelenebilir.

Gelişen teknolojiler, konfora duyulan talebin artması, sarsıntısız kalkış, yumuşak vites değişimi gibi nedenler günümüz taşıtlarında otomatik vites kutusu kullanımının yaygınlaşmasını sağlamıştır. “Tork Konvertörlü Otomatik Vites Kutusu” otomatik vites kutularının en eski ve en yaygın tipidir.

Tork konvertörlü otomatik vites kutusu temelde üç ana bileşenden oluşur:

  1. Tork konvertörü
  2. Vites dişlileri
  3. Kavramalar ve bantlar

Tork Konvertörü

Tork konvertörü otomatik vites kutularında debriyaj gibi mekanik bir kavrama elemanının kullanılmamasını sağlayan hidrodinamik bir kavrama tipidir. Bu yapı elemanı toplamda dört bileşenden meydana gelir. Bunlar; türbin çarkı, pompa çarkı, stator ve bunların arasında iletimi sağlayan ATF (Automatic Transmission Fluid) yağıdır. Krank miline bağlı pompa çarkı motor devrinde dönerek basınçlandırdığı yağı türbin çarkına iletir. Türbin çarkındaki kanatçıklara çarpan yağ konvertör gövdesinden geri dönerken stator kanatçıklarından geçip tekrar pompa çarkı kanatçıklarına ulaşır. Akışkanın bu çevrimi tekrarlanırken tork aktarılmış olur ve taşıt hareket eder. Tork konvertörünün, karmaşık yapılı, üretimi zor ve alt devirlerdeki veriminin düşük olması gibi dezavantajları olsa da günümüzde hâlâ yüksek tork taşıma kapasitesi ve sorunsuzluğu nedeniyle binek, ticari, askeri ve ağır hizmet taşıtları uygulamalarında sıklıkla kullanılmaktadır.

Vites Dişlileri

Otomatik vites kutularında düz viteslerden farklı olarak planet dişli mekanizması bulunur. Bu mekanizma sıradan bir planet dişli sistemi değildir. “Ravigneux Dişli Seti” olarak isimlendirilen büyük ve küçük iki güneş dişli, bunların her birini takip eden uydu dişliler ve uydularla dışarıdan temaslı iç dişli olan bir halka dişli vardır. Söz konusu planet dişli sisteminde dişlilerin tamamı sürekli döndüğü için; düz vites ve otomatikleştirilmiş düz viteslerden çok daha hızlı bir şekilde vites değişimi gerçekleşir. Aynı zamanda bu dişli mekanizması kompakt yapısı sayesinde boyutsal olarak çok daha küçük bir yapıyla fazla sayıda vites oranı elde edilmesini sağlar.

Kavramalar ve Bantlar Planet dişli sistemindeki dişlilerin uygun sırayla devreye alınması ve vites değiştirme işleminin gerçekleşmesi için kavramalara ihtiyaç vardır. Bu kavramalar küçük yüzeyli bilezik şeklinde düz metal ve kavrama için gerekli sürtünme maddesinden üretilmiş düz metal ile aynı geometride kavrama disklerinden oluşur. Bu bileşenler uygun sırayla bir tamburun içine dizilmiş vaziyette bulunur ve kuru kavramanın aksine daimi olarak yağın içinde çalışırlar. Otomatik vites kutularında elektronik kontrolün henüz kullanılmadığı dönemler olan 1980’lerin başında, vites değişimini sağlamak için governörler, supaplar ve modülatörler gibi yapı elemanları kullanılmakta iken günümüzde yerini tamamen mikroişlemci ve elektronik kontrollü valflere bırakmıştır.

Elektronik kontrol barındırmayan otomatik vites kutularında; motorun devir sayısı arttıkça governörün kolları merkezcil kuvvete karşı koyamayıp açılmaya başlar ve governörden geçen yağ bir sonraki vites kademesine ait tambura dolup kavramaları sıkıştırarak vites değişimini sağlar.

Benzer şekilde modülatör de doğrudan emme manifolduna bağlı olarak gaz pedalına daha çok basıldığında manifold basıncındaki fark nedeniyle vites değişiminin gecikmesini sağlar. Aynı zamanda gaz teli doğrudan vites kutusuna bağlıdır ve örneğin “kick down” konumunda benzer şekilde o anki vites kademesinin hidrolik hattını kapatarak vites kutusuna bir alt kademe vitesi kullandırıp taşıtın hızlanmasını kolaylaştırır.

Elektronik kontrolün devreye girmesiyle belirli parçalara olan ihtiyaç ortadan kalkmış, hidrolik olarak devre basitleşmiştir ancak kontrol sistemi daha hassas bir hale gelmiştir. Elektronik kontrol; motor yönetimi, ABS, ESP gibi yardımcı sistemlerle haberleşerek daha sarsıntısız, daha kullanışlı ve güvenli bir işletim sağlamıştır.