Wanneer je een krakend geluid hoort bij het schakelen naar de derde versnelling of wanneer een versnelling overslaat op een helling, is de eerste vraag van de monteur gericht op de interne onderdelen van de versnellingsbak. Begrijpen uit welke onderdelen een automatische versnellingsbak bestaat, helpt om sneller een diagnose te stellen en om met een monteur te overleggen zonder blind te navigeren. De componenten variëren afhankelijk van het type transmissie, maar een gemeenschappelijk mechanisch fundament komt voor in de grote meerderheid van de voertuigen.
Mechatronische blok en hydraulische bediening bij dubbele koppeling versnellingsbakken
Bij een dubbele koppeling versnellingsbak bundelt het mechatronische blok de elektronische bediening en de hydraulische onderdelen die de versnellingsovergangen aansturen. Deze module beheert de oliedruk die naar de koppelingen wordt gestuurd, beslist welke versnelling moet worden ingeschakeld en met welke snelheid dit moet gebeuren. In de werkplaats kan een foutcode die verband houdt met de versnellingsbak wijzen op dit blok in plaats van op een versleten tandwiel.
Het mechatronische blok is een functioneel geheel op zich. Het combineert toerental-sensoren, elektromagnetische kleppen en een regeleenheid in een compact behuizing dat direct op de behuizing van de versnellingsbak is bevestigd. Een storingsdiagnose betreft zowel de bediening als de mechanische onderdelen. Het vervangen van een koppeling zonder de staat van het mechatronische blok te controleren, is vergelijkbaar met het vervangen van remblokken zonder de remklauw te controleren.
Om beter te begrijpen uit welke onderdelen een automatische versnellingsbak bestaat, is het nuttig om elk onderdeel en zijn rol in de transmissieketen te onderscheiden.
Tandwielen, assen en synchronisatoren: de tandwieloverbrenging van een handgeschakelde versnellingsbak
In een handgeschakelde versnellingsbak komt de kracht van de motor binnen via de primaire as, die via de koppeling met het vliegwiel is verbonden. Deze as draagt vaste tandwielen die voortdurend in verbinding staan met de tandwielen van de secundaire as. De overbrengingsverhouding hangt af van de respectieve diameter van elk paar tandwielen.
Primaire as en secundaire as
De primaire as draait met de snelheid van de motor zolang de koppeling gesloten is. De secundaire as daarentegen, levert het koppel aan de aangedreven wielen via het differentieel. Beide assen draaien parallel, en het selecteren van een tandwiel op de secundaire as bepaalt de ingeschakelde versnelling.
Elke versnelling komt overeen met een paar tandwielen van verschillende groottes. In de eerste versnelling drijft het kleine tandwiel van de primaire as een groot tandwiel op de secundaire as aan, wat het motorkoppel vermenigvuldigt ten koste van de rotatiesnelheid. In de vijfde versnelling is de verhouding omgekeerd.
Rol van de synchronisatoren bij het schakelen
De synchronisatoren (of synchros) egaliseren de rotatiesnelheid tussen het geselecteerde tandwiel en de secundaire as voordat de vergrendeling het tandwiel vastzet. Zonder hen zou elke versnellingsovergang een mechanische schok veroorzaken tussen onderdelen die met verschillende snelheden draaien.
- De frictieconus van de synchronisator remt of versnelt het vrije tandwiel totdat het dezelfde snelheid heeft als de as.
- De glijring duwt vervolgens de vergrendeling om het tandwiel aan de secundaire as te koppelen.
- De slijtage van de synchronisatiering verklaart de versnellingsovergangen die na verloop van tijd moeilijk of luidruchtig worden.
Wanneer je een versnelling forceert zonder volledig te ontkoppelen, zijn het de synchros die de overbelasting opvangen. Hun vervanging is een van de gebruikelijke reparaties aan handgeschakelde versnellingsbakken met een hoge kilometerstand.
Koppeling en differentieel: de verbindende onderdelen
De koppeling en het differentieel bevinden zich niet letterlijk in de behuizing van de versnellingsbak, maar vormen de in- en uitgangen van het transmissiesysteem.
De koppeling bestaat uit een schijf bekleed met frictiemateriaal, een drukmechanisme (plaat en membraan) en het vliegwiel. Wanneer de bestuurder het pedaal indrukt, laat het membraan de schijf los, waardoor de verbinding tussen motor en versnellingsbak wordt verbroken. Zonder een functionele koppeling is het niet mogelijk om van versnelling te wisselen in een handgeschakelde versnellingsbak.
Het differentieel, dat zich aan de uitgang van de versnellingsbak bevindt, verdeelt het koppel tussen de twee aangedreven wielen. In een bocht legt het buitenste wiel een grotere boog af dan het binnenste wiel. Het differentieel staat deze snelheidsverschillen toe terwijl het vermogen wordt doorgegeven. Bij voertuigen met voorwielaandrijving is het vaak direct in de behuizing van de versnellingsbak geïntegreerd.
Samenstelling van een automatische versnellingsbak in vergelijking met een handgeschakelde versnellingsbak
Een klassieke automatische versnellingsbak (met koppelomvormer) vervangt de koppeling door een hydraulische omvormer en de synchronisatoren door epicyclische tandwielstelsels. De omvormer gebruikt een vloeistof om het motorkoppel over te brengen, waardoor het koppelingspedaal overbodig wordt.
- De epicyclische tandwielstelsels combineren planeten, satellieten en kronen om verschillende verhoudingen te verkrijgen zonder tandwielen op een as te verplaatsen.
- Meervoudige schijven en bandremmen vergrendelen of ontgrendelen de elementen van het tandwielstelsel om de versnelling te selecteren.
- De regeleenheid van de versnellingsbak analyseert het motortoerental, de positie van het gaspedaal en de snelheid van het voertuig om de juiste versnelling te bepalen.
De automatische versnellingsbak bevat meer hydraulische en elektronische componenten dan een handgeschakelde. De transmissieolie speelt een veel grotere rol: het smeert, koelt en draagt het vermogen over via de omvormer. Een onvoldoende oliepeil of een verontreinigde vloeistof veroorzaakt haperingen en versnelt de slijtage van de interne koppelingen.
Bij hybride architecturen kan de versnellingsbak ook een of meer elektrische motoren direct in de aandrijflijn integreren. De samenstelling hangt dan af van de hybride architectuur die door de fabrikant is gekozen, niet alleen van het type versnellingsbak. Een moderne versnellingsbak beschrijven zonder de stuur-elektronica te vermelden, zou onvolledig zijn.
Of het nu gaat om een handgeschakelde versnellingsbak met vijf versnellingen of een automatische transmissie bestuurd door een mechatronisch blok, elk onderdeel vervult een specifieke functie in de transmissieketen. Het identificeren van het defecte onderdeel, of het nu een versleten synchro, een vermoeide koppeling of een vastzittende elektromagnetische klep is, blijft het startpunt voor elke betrouwbare interventie op een automatische versnellingsbak.
