Automaattivaihteistot voivat olla monimutkaisempia kuin uskotkaan

29 / 03 / 2021

Marketing

Automaattivaihteistot ovat yhä suositumpia: esimerkiksi Ford raportoi, että sen Euroopassa myytävien automaattivaihteisten autojen ja tila-autojen määrä on kolminkertaistunut kolmen viime vuoden aikana. Vuonna 2017 automaattivaihteisten ajoneuvojen määrä oli 10 % kaikista myydyistä ajoneuvoista, ja vuonna 2020 määrä oli noussut jo yli 31 %:in. Samaan aikaan Yhdysvalloissa myytävistä ajoneuvoista vain joka kahdeksas on varustettu käsivaihteistolla.

Toisin kuin käsivaihteisissa ajoneuvoissa, joissa kuljettaja valitsee haluamansa vaihteen vaihteenvalitsimen ja kytkimen avulla, sähköisesti ohjattu automaattivaihteisto hyödyntää useita antureita, jotka mittaavat, milloin vaihteen vaihto on tarpeen. Nämä anturit syöttävät tietoja voimansiirron ja vaihteiston ohjausmoduuleille ja tarjoavat kokonaiskuvan, jota pulssikoodimodulaatio hyödyntää päättäessään vaihteiden vaihtamisesta.

Vaihteiston tulo- ja lähtöakselin nopeusanturi
Vaihteiston tuloakselin nopeusanturi mittaa tuloakselin kierrosluvun, ja vaihteiston lähtöakselin nopeusanturi mittaa puolestaan lähtöakselin kierrosluvun. Nämä kaksi anturia toimivat rinnakkain ja auttavat voimansiirron ohjausmoduulia laskemaan nopeuseron kampiakseliin verrattuna ja samalla välityssuhteen. Näiden anturien tärkeyttä korostaa se, että EOBD-standardissa on vikakoodit sekä tulo- että lähtöakselin nopeusantureille. Esimerkiksi vikakoodi P0723 ilmaisee vaihteiston lähtöakselin nopeusanturin ajoittaisen virtapiirihäiriön, jonka todennäköisenä syynä on johdotusvika tai heikko yhteys pulssikoodimodulaatioon.

Kaasuläpän asentotunnistin
Kaasuläpän asentotunnistin (toiselta nimeltään TPS-anturi) sijaitsee tyypillisesti perhosakselin päällä ja valvoo suoraan kaasuläpän asentoa. Nykyaikaisissa autoissa kyseessä on kontaktiton anturi, joka saattaa hyödyntää Hall-ilmiötä tai induktiota liikkuvan magneetin ja vaihdelaatikon suojukseen asennetun anturin välisen vastuksen seurantaan.

Turbiinin nopeusakselin anturi
Turbiinin nopeusakselin anturi muodostuu yleensä käämistä, joka on kiedottu kestomagneetin ympärille – kun magneettista materiaalia kulkee kestomagneetin luoman magneettikentän läpi, materiaali muuttaa magneettikenttäviivoja ja synnyttää näin virtaa käämissä. Kun materiaali liikkuu kenttiä kohti ja niistä pois päin, virran suunta muuttuu eli tuloksena on vaihtovirtajännite. Syntyneen jännitteen amplitudi ja taajuus vastaavat turbiinin nopeutta ja anturin ja turbiinin välistä etäisyyttä.

Imuilman lämpötila-anturi
Imuilman lämpötila-anturit mittaavat sähkövastusta – mitä korkeampi imuputken lämpötila on, sitä pienempi on vastus, mikä puolestaan vähentää anturin jännitettä ja päin vastoin. Moottorin ohjausyksikkö käyttää usein imuilman lämpötila-antureita polttoaineseoksen säätämiseen, joten viat tallennetaan todennäköisesti vikakoodimoduuliin. Esimerkiksi vikakoodi P0095 ilmaisee virtapiirin toimintahäiriötä toisessa imuilman lämpötila-anturissa. Vian todennäköinen syy on tällöin heikko liitäntä.

Jäähdytysnesteen lämpötila-anturi
Polttoaineen hallintajärjestelmä mittaa moottorin toimintalämpötilan jäähdytysnesteen lämpötila-anturilla. Myös pulssikoodimodulaatio käyttää tätä anturia ilman ja polttoaineen suhteen hallintaan sekä kytkimen säätelyyn. Imuilman lämpötila-anturin tapaan jäähdytysnesteen anturi mittaa jännitettä: anturin vastus muuttuu lämpötilan muuttuessa.

Ilmavirtausanturi
Pulssikoodimodulaatio käyttää ilmavirtausanturin lukemia määrittäessään, kuinka nopeasti ilma siirtyy moottoriin. Nykyaikaisissa ajoneuvoissa käytetään yleisimmin kuumalanka-ilmanvirtausantureita (ilmamassamittari). Se muodostuu kuumennettavasta filamentista ja lämpötila-anturista: Kun moottori on tyhjäkäynnillä, filamentin kuumana pitäminen vie vain vähän virtaa. Kaasuläpän avautuessa ilma virtaa kuuman filamentin yli ja jäähdyttää sitä; mitä enemmän ilmaa virtaa, sitä enemmän virtaa tarvitaan filamentin kuumana pitämiseen. Ilmamäärämittari käyttää ilmasiipeä, jonka jousi on yhdistetty säätövastukseen. Samalla, kun ilmasiiven kulma muuttuu moottorin imuilman vastuksesta johtuen, myös mitattu jännite muuttuu.

Ilmavirta-anturiin liittyvät ongelmat saatetaan tallentaa voimansiirron vikakoodiksi – esimerkiksi P0102 ilmaisee alhaista syöttöä ilmamassa- tai ilmamäärämittarista. Vian mahdollinen syy on tällöin johdotuksen oikosulku.

Kun pulssikoodimodulaatio on määrittänyt, että vaihteen vaihto on tarpeen, kuvaan astuu vääntömomenttiliitin. Vääntömomenttiliitin muodostuu kampiakseliin liitetystä juoksupyörästä ja turbiinista, joka on kiinnitetty vaihteiston tuloakseliin. Vääntömomentin muunnin täyttyy vaihteistonesteestä: juoksupyörän kääntyessä muunnin liikuttaa nestettä, joka puolestaan liikuttaa turbiinia – tätä kutsutaan nestekytkimeksi. Staattori sijaitsee liittimen keskikohdassa ja säätelee vaihteistonesteen liikettä. Suurilla nopeuksilla lukitusmuunnin yhdistää moottorin mekaanisesti vaihteiston tuloakseliin välityssuhteessa 1:1. Kun vaihdetta vaihdetaan, tämä yhteys katkeaa ja irrottaa vedon moottorista. Kun tuloakseliin on syötetty voimaa, yksinkertainen planeettavaihde liittää oikean rattaiden yhdistelmän vaihteistonesteen paineella ja pienikitkaisten kytkimien välityksellä.

Autodatan Vaihteiston huolto -sivulla käytiin kuluneiden 12 kuukauden aikana yli 100 000 kertaa, mikä osoittaa, kuinka tärkeitä tarkat ja luotettavat vaihteiston huollon tiedot ovat korjaamoille.

Autodatan toimitusjohtaja Chris Wright kertoi näkemyksensä autokorjaamoiden muutoksesta: “Ajoneuvojen muuttuessa sähköisiksi ja entistä monimutkaisemmiksi helppo pääsy moottorin ohjausmoduulitietoihin ja vikakoodeihin on entistäkin olennaisempi osa autokorjaamoiden arkea.” Me Autodatalla pyrimme varmistamaan, että autokorjaamosovelluksemme on valmiina muutokseen: olemme lisänneet 3 375 uutta vikakoodia ja 1 983 sähkökomponenttien sijaintia Diagnostic & Repair -ratkaisuumme kuluneiden 12 kuukauden aikana. Tarjoamme myös Service & Maintenance -ratkaisun, johon sisältyy pienempi määrä moduuleja, mukaan lukien vaihteiston huoltomoduuli, joka sisältää tiedot tyhjennys- ja täyttöaukkojen sijainneista, öljyluokituksista ja täyttömääristä.”

Kokeile Autodatan alkuperäisten laitteiden korjaustietoja jo tänään vierailemalla osoitteessa www.autodata-group.com