Automaattivaihteistot

Automaattivaihtestoja on monenlaisia. Tässä tekstissä tutustumme lyhyesti "perinteiseen" momentinmuunnin automaattiin ja hieman uudempaan DSG-automaattiin ja kerromme niiden toiminnasta.

Momentinmuunnin automaatti

Momentinmuunnin

Momentinmuunnin perustuu siihen, että pumppupyörällä olevaa jäykkää vaihtestoöljyä lingotaan turbiinipyörälle, joka pyörittää vaihteston sisällä olevia akseleita, joihin kiinnittyy mm. planeettapyörästö(t), monilevykytkimet ja painelevyt.

Momentinmuunnin

Momentinmuunnin pitää sisällään:

Pumppupyörän, jonka tehtävänä on lingota öljyä turbiinipyörälle

Staattoripyörä, jonka tehtävänä on ohjata öljyn virtausta, ja vahvistaa momenttia, eli minimoida luistoa

Turbiinipyörä, jonka tehtävänä on välittää pyörintänopeus, eli vääntö, vaihteistoon

Kuvassa ylempänä turbiinipyörä ja sen päällä staattori pyörä. Kuvassa alempana on pumppupyörä

Momentinmuunnin on kiinnitetty moottorin vauhtipyörään, josta se saa pumppupyörälle liike-energiansa. Kun auto saavuttaa tasaisen nopeuden, momentinmuuntimen sisällä oleva suuri paine- eli lukituslevy lukitsee pumppu- sekä turbiinipyörän toisiinsa ja poistaa kaiken luiston pyörien välillä, jolloin saadaan moottorin pyörintänopeus mahdollisimman energia-tehokkaana vaihtestoon, ilman suurempia tehohäviöitä.

Vaihteisto

Momentinmuuntimelta lähtee sisäänmenoakseli vaihteistoon, josta saadaan voima sisään. Sisäänmenoakselilta voima välittyy planeettapyörästöihin, joita monilevykytkimet käyttää lukitsemalla tietyt hammasrattaat, joilla saavutetaan erilaiset välityssuhteita.

Planeetta pyörästö, joka pitää sisällään suuren aurinkopyörän, jonka ympärillä pyörii kolme planeettapyörää suurimman kehäpyörän ympärillä.

Monilevykytkin pakka, joka lukitsee planeettapyörästön akseleita.

DSG-automaatti

DSG-automaatti perustuu sisuskaluiltaan täysin perinteiseen manuaalivaihteistoon, mutta DSG:hen on rakennettu kaksoiskytkin ja hydraulinen sähköyksikkö, joka käyttää vaihteita. DSG:n idea perustuu kahteen kytkinlevyyn ja kahteen sisäänmenoakseliin, jotka mahdollistavat suuremman vaihteen kytkennän jo ennen vaihteen vaihtamista. Kun vaihteisto haluaa vaihtaa suuremman vaihteen, vapautetaan toinen kytkimistä, jonka akselille on kytketty jo suurempi vaihde, ja toinen kytkin nostetaan ylös ja sen akselille kytketään jälleen valmiiksi suurempi vaihde. Näin vaihteiden vaihtoon kuluu mahdollisimman lyhyt aika, joka tekee DSG:stä yhden nopeimmista markkinoilla olevista vaihteistoista.

Kaksoilevykytkin, joka muistuttaa tavallisen käsivaihteisen auton paineasetelmaa, joka vain pitää sisällään kaksi kytkinlevyä.

Ford Focuksen jakajapumppu

Koulun oma Ford Focus ei tahtonut enää käydä kunnolla, ja otimme sen työn alle.

Autosta olimme jo aikaisemmin ilmanneet suuttimet, jakajapumpun ja täyttäneet polttoainesuodattimen, ilman mitään vaikutusta. Avasimme jakokopan, jotta näkisimme onko siellä tapahtunut mitään. Käynnistäessä näimme polttoainepumpun hihnapyörän pomppivan ja hihnan hyppivän.

Avasimme jakopään, lukitsimme kampi- sekä nokka-akselin, irroitimme kiristimen ja hihnan, ja tämän jälkeen siirryimme pumpun hihnapyörän pariin, selvittämään mikä oli vikana. Irroitimme hihnapyörän ja näimme että jakoketjun pyörittämän pumpun pyörän pultit olivat löysällä. Kiristimme pultit, laitoimme merkit takaisin kohdilleen. Pumpun hihnapyörä takaisin paikoilleen, uusi jakohihna ja kiristin, ja kopat kiinni.

Ja moottori käy taas!

Honda Civic

Saimme korjattavaksi käyntivikaisen Honda Civicin, jossa oli virranjakajan ajoitus pielessä. Tarkistimme vielä varmuuden vuoksi kaiken mahdollisen, kuten moottorin jakomerkit. 

Huomasimme, että jakohihna oli laitettu yhden hampaan pieleen, joten purimme jakokopat, hihnapyörät, löysäsimme kiristimen, otimme hihnan pois, laitoimme merkit kohdilleen ja hihnan takaisin kireälle. 

Tämän jälkeen perehdyimme virranjakajaan. Kun virranjakajaa käänsi yli säätövaran irroittamalla pultit, moottori kävi hyvin, kun taas jakajan palauttamalla maksimi säätöarvoon, jotta pultit voisivat pitää sen paikallaan, ei moottori käynyt lähes lainkaan.

Purimme virranjakajan ja huomasimme, että edellinen purkaja oli laittanut epäkeskon HAL-anturin signaalintunnistuslevyn väärinpäin, jolloin anturin saama signaali muuttuu vääräksi. Käänsimme levyn ja moottori kävi jälleen hienosti!

Elektroniikka työ

Saimme ohjeeksi kasata led-kellon piirilevylle.

Ensiksi juotimme piirilevyyn vastutkset, transistorit, kapasitaattorit ja virtakytkimen.

Tämän jälkeen alkoi urakka juottaa kaikki 83 lediä kiinni piirilevyyn, pitäen huolta, että jokainen istuu oikein päin.

Lopuksi leikkasimme komponenttien ylimääräiset johtimenjalat pois.

Kun kaikki komponentit olivat juotettu, liitimme patterin, ja varmistimme toiminnan.

Puolijohteet ja magnetismi

Sähkövastus
-Tarkoitus vastustaa virran kulkua. Hyviä vastus materiaalia mm. hiili, rauta, konstantaani.

PTC-vastus
-Lämpötilasta kasvaa lämpötilan mukaisesti. Voidaan hyödyntää esim. moottorin lämpötila-anturissa
PTC = Positive Temperature Coffiecent

NTC-vastus
-Kun lämpötila kasvaa, resistanssi pienenee.
NTC = Negative Temperature Coffiecent

Kun johtimen pituus kaksinkertaistuu, resistanssi kaksinkertaistuu. Kun johtimen poikkipinta-ala puolittuu, resistanssi kaksinkertaistuu.

Kondensaattori
-Kondensaattorin tehtävä on varastoida sähkövirtaa. Kapasitanssi kuvaa kondensaattorin kykyä varastoida sähköenergiaa, ja se ilmoitetaan faradeina.
-Kondensaattorit voidaan jakaa kahteen lajiin; Kuiviin kondensaattoreihin ja elektrolyytti kondensaattoreihin.
-Virta lakkaa kulkemasta kondensaattorin läpi, kun kondensaattori on täysin varautunut.

Transistori
-Transistori toimii kytkimenä, vahvistimena ja läpäisykyvyltään muunnettavan kytkimenä.
-Kantavirtaa säätämällä, säädetään emitteri-kollektori välin johtavuutta.

Diodi
-Diodi päästää virtaa läpi vain yhteen suuntaan.
-Diodi estää virrankulun väärään kulkusuuntaan.

Zenerdiodi
-Zenerdiodi päästää virran kulkemaan estosuutaan, kun valmistusvaiheessa asetettu zenerjännnite ylittyy.

Valodiodi
-Tuottaa valoa, päästösuunta käytössä.

Valolle herkkä diodi
-Sallii virran kulun estosuuntaan, kun diodi altistuu valolle. Voi toimia myös päinvastoin.

Sierra 2.0 OHC purku, koneistus, viritys ja kasaus

Ensimmäiseksi moottori otettiin irti autosta ja purettiin osiin. Moottori ja muu tekniikka otettiin käyttöautosta ja takoitus on laittaa jokkisautoon. 

Venttiilien koneistus:

Aluksi venttiilien kannat putsattiin ja hiekkapuhallettiin.

 Venttiilienkoneistuslaite.

 Venttiilien tiivistyspinta hiottiin 45° kulmassa.

 Koneistetut venttiilit.

Venttiilien istukoiden koneistus: 

Venttiilien oli aika huonossa kunnossa.

 Venttiilien istukat hiottiin ventiiliien istukoiden koneistuslaitteella.

 

 Koneistetut tiivistyspinnat.

 Venttiilien tiivistyspinnan kohta testattiin väriaineella. Tiivistyspinta haluttiin n. 1mm päähän venttiilin tiivistyspinnan reunasta.

Venttiilien tiiveys tarkastettiin vielä alipainemittarilla.

Sylinterikannen höyläys:

Kansi kiinnitettiin höyläyskoneeseen ja tarkastettiin vesivaa'alla, että kansi oli suorassa.

Mittakellolla vielä tarkistettiin uudestaan että kansi on suorassa.

Ensimmäisellä höyläyksellä kone asetettiin niin että terä vain juuri ja juuri kosketti kantta.

Kansi ensimmäisen höyläyksen jälkeen. Kansi oli ajansaatossa hieman kieroutunut koska terä ei ottanut joka paikasta kiinni, mutta puhutaan kuitenkin millin sadasosista, jolla ei kuitenkaan ole suurta merkitystä moottorin käynnin kannalta, sillä kannentiiviste tiivistää kannen kuitenkin sylinteriin.

Kannesta otettiin kerralla pois 0,06mm-0,08mm. Koska kone tulee jokkiskäyttöön madalsimme kantta 1,5mm jotta puristussuhde kasvaa. 

Sylinterien hoonaus:

Sylinterit hoonattiin porakoneeseen kiinnitetävällä hoonauskivellä. Kitkan vähentämiseen hoonauksessa käytettiin tärpättiä.

Hoonausjäljel kuuluu olla kevyt salmiakkikuvion näköinen, jotta öljy tarttuu sylinterin reunoille paremmin.

Moottorin kasaus:

 Moottorin kasauksessa tärkeää oli pitää osat puhtaana ja öljytä liikkuvat osat hyvin. Moottoriin vaihdettiin uusi kannentiiviste, vauhtipyörän puoleinen kampiakselintiiviste, sekä venttiilien ohjurikumit.

 Mäntiin vaihdettiin uudet männänrenkaat.

 Lohko ja venttiillikoppa maalattiin räikeän punaisella.

Puristuspaineiden ja venttiilien ohivuotomittaus

Puristuspaineiden mittaus:

Puristuspaineiden mittaus suoritettiin sytytystulpan reiän kautta. Sytytystulppa otettiin ensin irti, sitten puristuspainemittaria painettiin sytytystulpan reikään ja moottoria pyöritettiin startista. Puristuspainemittari kertoi paineen näytöllään baareina.

Kuva puristuspainemittarista

Venttiilien ohivuodon mittaus: 

 Ohivuotomittaus aloitettiin irroittamalla sytytystulpat ja tulpan tilalle ruuvattiin sovitusholkki, johon kiinnitettiin pilli. Moottoria pyöritettiin kampiakselista niin kauan että pilli alkoi viheltää. Pillin vihellys tarkoittaa että moottorissa on puristustahti meneillään ja kaikki venttiilit ovat kiinni. Moottoria pyöritettiin niin kaun että vihellys loppui ja moottori jätettiin siihen asentoon.

 Pillin tilalle liitettiin letku joka on yhteydessä ohivuotomittariin.

Ohivuotomittari oli kytketty paineilmajärjestelmään. Tässä tapauksessa ohivuotomittari näytti oranssin asteikon alkupäätä, mikä tarkoittaa että vuotoa oli aika paljon.

Sytkärin liekillä oli helppoa tunnistaa tuleeko vuoto imu- vai pakosarjan puolelta. Myös männänrenkaat ovat yksi mahdollinen vuotokohde ja silloin ilmavirta tulisi öljytikun aukosta.