Transmissietechniek in motorvoertuigen (3) - Timloto

Transmissietechniek in motorvoertuigen (3)
E. Gernaat (ISBN 978-90-79302-02-4)
1 Automaat met koppelomvormer en planetairstelsel
De automatische versnellingsbak is een mechanische versnellingsbak die in
samenwerking met een koppelomvormer binnen vaste overbrengverhoudingen
een vrijwel traploze overbrenging mogelijk maakt 1 . De versnellingsbak kiest
automatisch de juiste overbrengverhouding aan de hand van de belangrijkste
parameters als de stand van het gaspedaal, de rijsnelheid en het toerental van
de motor. Er worden wel de volgende drie rijprogramma’s onderscheiden:
• Economisch rijden
De motor draait in het midden-toerengebied en de automaat schakelt
bij ongeveer 20 km/uur van de 1e trap naar de 2e trap en vervolgens
naar de 3e trap. Een minimaal verbruik staat centraal.
• Snel wegtrekken
De snelheid waarmee het gaspedaal wordt ingetrapt wordt geregisteerd.
De automaat schakelt later zodat bijv. pas bij 40 km/uur de
2e trap wordt geselecteerd. Ook de 3e trap en latere trappen komen
dienovereenkomstig later. Op deze wijze wordt een grotere acceleratie
verkregen.
• Plankgas wegtrekken (kick-down)
Men geeft volgas, dat wil zeggen, het gaspedaal wordt door de onderste
stand heengeduwd. Daardoor komt het maximale vermogen van de
motor beschikbaar. Men krijgt dan de maximale acceleratie van de auto
omdat de automaat voor de meest optimale overbrengverhouding in
relatie tot de trekkracht zorgt.
De selectiehefboom voor de automaat kent veelal een aantal verschillende
standen, tenminste 3 meestal meer voor het vooruit rijden, 1 achteruit, 1 vrijstand
en een parkeerstand (fig. 1). Het starten van de motor is slechts in de
vrijloopstand N (Neutraal) en parkeerstand (P) mogelijk. Het inschakelen naar
D kan soms alleen maar gebeuren wanneer het rempedaal is ingetrapt. Het
afremmen op de motor tot stilstand is in alle rij-keuzestanden mogelijk zonder
dat de motor afslaat. Alle vooruit-versnellingen zijn gedurende het rijden
inschakelbaar.
1. Op dit werk is de Creative Commons Licentie van toepassing
1

Figuur 1: Voorbeeld van een selectiehefboom van een automatische versnellingsbak.
• Stand P (Parking)
De parkeerstand wordt geselecteerd nadat de auto tot stilstand is
gekomen. Door een vergrendelmechanisme in de versnellingsbak staat
de auto in een geblokkeerde toestand.
• Stand R (Reverse)
De achteruitversnelling kan slechts bij stilstaand voertuig worden
gekozen. Bij een aantal systemen verhindert een mechanische sperinrichting
dat selectie plaatsvindt gedurende het rijden.
• Stand N (Neutral)
Deze stand is de vrijloopstand. De motor en de wielen hebben geen
verbinding meer. N is een stand om de auto te starten.
• Stand D (Drive)
De meest gebruikte rijkeuzestand. Het wegrijden geschiedt automatisch
in de 1e versnelling. Afhankelijk van de acceleratie schakelt de versnellingsbak
automatisch.
• Standen 1, 2, 3 etc
In de gekozen stand schakelt de automaat niet verder op dan de keuzestand.
Bijv. bij een viertrapsautomaat en een keuzestand ’3’ schakelt de
automaat geheel automatisch tot de derde trap. De vierde trap wordt
niet gebruikt. Deze stand zou bijv. in de bergen tijdens afdalingen kunnen
worden gebruikt. Stand ’1’ kan worden gebruikt bij het rijden van
bergpassen en het nemen van steile hellingen of bij het in/uitrijden van
garages etc. De automaat selecteert uitsluitend de eerste versnelling,
waardoor de auto slechts langzaam rijdt of er nu veel of weinig gas
wordt gegeven.
2

2 Algemene beschrijving van een automatische versnellingsbak
Als voorbeeld de doorsnede van de ZF-automaat 4 HP 22 met elektronischhydraulische
besturing. Fig. 2 geeft de opstelling van de verschillende onderdelen.
De gehele automatische versnellingsbak bestaat uit een aantal hoofdcomponenten,
te weten:
• De hydrodynamische koppelomvormer (1,2, 3,17 );
• Drie planetaire stelsels voor vier versnellingen (9 en 10);
• Verschillende koppelingen (4 t/m 8) ;
• Een hydraulische besturingsgedeelte dat momenteel uitsluitend elektronisch
wordt aangestuurd.
De hoofdonderdelen van de koppelomvormer zijn:
• pompwiel (P);
• turbinewiel (T);
• statorwiel (R) met vrijloop 17;
• lock-up koppeling (2).
Figuur 2: Doorsnede van een automatische versnellingsbak de ZF 4HP22
De gehele unit is gesloten en met olie gevuld. De olie, of beter gezegd, de
oliestroom van de koppelomvormer, zorgt voor de overbrenging van het motorkoppel
naar de viertrapsversnellingsbak. De koppelomvormer vervangt niet
alleen de droge plaatkoppeling maar zorgt ook nog voor een vergroting van
het koppel. Achter de in alle versnellingen werkzame koppelomvormer zijn een
drietal planetaire tandwielstelsel (9 en 10) gemonteerd met vier versnellingen
3

vooruit en één achteruit. Als schakelelementen dienen de hydraulische lamellenkoppelingen
(4 t/m 8). Door de ingebouwde vrijloopsystemen (15 en 16)
geschiedt het overschakelen zonder dat het motorkoppel wordt onderbroken. In
het voordeksel van de bak bevindt zich de oliepomp die de koppelomvormer, de
hydraulische besturingseenheid en de tandwielstelsels van olie voorziet. De besturingseenheid
met o.m. de selectieplunjer, de stuurplunjers en de drukregelkleppen
is in het onderste gedeelte van het versnellingshuis ondergebracht (niet
zichtbaar). De schakelmomenten zijn in hoofdzaak afhankelijk van de stand van
het gaspedaal, de stand van de keuzeselektor en de rijsnelheid van de auto. Een
impulsgever, die gemonteerd is op de uitgaande as van de versnellingsbak, geeft
impulsen af die afhankelijk zijn van de snelheid van de auto. Het gehele systeem
werkt elektrisch-hydraulisch en wordt bestuurd door een microcontroller.
3 De vloeistof-koppelomvormer
Hoewel men kan stellen dat de koppelomvormer de taak van de droge
plaatkopeling overneemt zijn er wat betreft de constructie en principiële werking
grote verschillen. De klassieke plaatkoppeling doet het wat betreft zijn
overbrengingsrendement niet echt goed. Uit de formule P = M x ω kan worden
geconcludeerd dat bij gelijkblijvend vermogen en vermindering van het
toerental het koppel dienovereenkomstig groter wordt. Dit geldt voor een versnellingsbak
maar zou natuurlijk ook voor een goed geconstrueerde koppeling
moeten gelden. In fig. 3 is het rendement weergegeven van een aantal verschillende
koppelingen. De droge plaatkoppeling heeft als eigenschap dat het koppel
aan de ene kant (de motorzijde) van de koppelingsplaat nooit groter kan worden
dan aan de andere kant (de versnellingsbak zijde). De veerspanning van
de drukgroep bepaalt het maximum over te brengen koppel. In formulevorm:
Min x ωingaand = Muit x ωuitgaand
Min = Muit
Dit betekent dat bij een gelijkblijvend koppel met een toerenverschil een vermogensverlies
optreedt en er derhalve sprake is van een vermindering van het
rendement. Algemeen geldt er:
Rendement (η) = Puit / Pin en wanneer
Min = Muit geldt
Rendement (η) = ωuit / ωin = nuit / nin
Tijdens het wegtrekken is het toerenverschil het grootst en het rendement het
laagst. Wanneer er geen toerentalverschil meer aanwezig is, is het rendement
100 %. De lijn a in fig. 3 laat de rendementslijn van de plaatkoppeling zien. Een
ideale koppeling zou een rendement moeten hebben van 100 %, dat betekent
dat het toerenverschil gecompenseerd wordt door het koppelverschil. Immers
volgens:
P = Min x ωingaand = Muit x ωuitgaand
4

100 %
rendement
50%
0,0
d
b
0,5 1,0
n versn. bak / n motor
Figuur 3: Rendementslijnen van verschillende soorten koppelingen
a
c
a = rendement plaatkoppeling
b = ideale koppeling
c = vloeistofkoppeling
d = koppelomvormer
zal wanneer het uitgaande toerental lager is dan het ingaande toerental het
koppel van het uitgaande toerental hoger moeten zijn dan het ingaande koppel
wil men P (het vermogen) gelijkhouden. Lijn b geeft dan ook het rendement
weer van een ideale koppeling. Volledigheidshalve wordt in de grafiek van fig. 3
ook nog de vrijwel niet meer toegepaste vloeistofkoppeling weergegeven. Deze
vloeistofkoppeling benaderde wat rendement betreft de plaatkoppeling. Het
rendement stortte echter volledig in bij het benaderen van de volledige koppeling.
In dat theoretische geval zou de oliestroom worden onderbroken waardoor
de aandrijving weg zou vallen en het rendement op nul zou uitkomen. Uit
het beschrevene zou het mogelijk moeten zijn om constructief een koppeling
te maken die koppelvergrotenden eigenschappen bezit en dus een groter rendement
laat zien, bijv. een rendement verlopend volgens lijn d. Wel, dit doet
de vloeistof-koppelomvormer door eerst het motorvermogen om te zetten in
kinetische- of bewegingsenergie (Ek) van een oliestroom en vervolgens deze
oliestroom tegen schoepen te laten botsen. Anders gezegd het arbeidvermogen
van beweging (Ek) wordt omgezet in arbeidsvermogen van plaats of potentiële
energie (Ep). In formulevorm:
Ek = 0,5 mv 2 (Nm) en
Ep = mgh of (Nm)
Ek = Ep = C
5

De laatste formule is de zgn. wet van behoud van arbeidsvermogen. Theoretisch
zou dat betekenen dat een rendement van 100 % zou kunnen worden verkregen.
Dat het rendement van de koppelomvormer aanzienlijk lager is dan 100 %
wordt veroorzaakt door de stromings- en botsingsverliezen van de oliestroom.
3.1 Constructie en werking van de koppelomvormer
Fig. 4 toont ons de constructie van een koppelomvormer. Het koppelingshuis
omvat het turbine-, pomp- en statorwiel (6, 7, 8) alsmede de lock-up koppeling
(5) en vormt een oliedicht geheel. In dit geheel circuleert voortdurend de
hydraulische olie welke wordt verkregen vanuit het hydraulische systeem van
de automaat (a is het het toevoer- en b het afvoerkanaal). Wanneer de koppelomvormer
werkzaam is ontstaat door de wrijving een verhoging van de olietemperatuur.
Deze warmte kan via een oliekoeler worden afgevoerd.
3.2 De werking
In de koppelomvormer wordt de stroming van de olie gebruikt om de energie
over te brengen van de motor naar de versnellingsbak en wel door gebruik
te maken van de massakrachten. De schoepen van de wielen vormen een
gesloten circuit waarin de olie vanuit het pompwiel naar het turbinewiel en
stator circuleert en vervolgens weer terugkeert naar het pompwiel. Hierbij
brengen de schoepen van het pompwiel de mechanische motorenergie over op
de olie die zich ten gevolge van de centrifugaalkracht naar buiten beweegt en
door het turbinewiel wordt gedrukt. In het turbinewiel botst de stromende olie
tegen de turbineschoepen, waardoor de bewegingsrichting wordt veranderd en
de stromingsenergie wordt omgezet in mechanische energie. Het turbinewiel
begint hierdoor te draaien en de auto begint te rijden. De schoepen van de
stator buigen tenslotte de uit het turbinewiel tredende olie af en wel zo dat
de beweging overeenkomt met de draairichting van het pompwiel. De voor
deze verandering van bewegingsrichting noodzakelijke kracht zet zich af tegen
het statorwiel dat door middel van een vrijloopkoppeling is verbonden met
het transmissiehuis waardoor een tegengestelde rotatie van de stator wordt
voorkomen (fig. 5).
De extra bewegingsverandering in het statorwiel maakt het mogelijk dat
de oliestroom zich als het ware afzet, waardoor een vergroting van het
toegevoerde motorkoppel wordt bewerkstelligd en derhalve het rendement.
De omkering van de vloeistofstroom in de stator alsmede de vergroting van
het motorkoppel is het grootst wanneer het voertuig nog niet in beweging
is gekomen en vermindert met toenemende rijsnelheid, waardoor de binnenkomende
stromingsrichting in het statorwiel overeenkomstig verandert
(fig. 6).
Op het koppelingspunt van de koppelomvormer is de stroomrichting, waarin
6

Figuur 4: Doorsnede van een koppelomvormer. Benaming van de onderdelen: 1) krukas, 2)
meenemer, 3) deksel van de koppelomvormer, 4) plunjer, 5) lamellen, 6) turbinewiel, 7) pompwiel,
8) statorwiel, 9) vrijloopmechanisme, 10) statoras, 11) pompwielflens, 12) aandrijfas, 13)
vliegwiel, a) olietoevoer, b) olie-afvoer
7

Figuur 5: Boven: stromingsrichting van de vloeistof in een koppelomvormer. Onder: verandering
van de stromingsrichting wanneer de turbine begint te draaien.
8

de vloeistof de stator binnenkomt, gelijk aan de uittredende stroomrichting
en derhalve zal het koppel van het pompwiel gelijk zijn aan dat van het
turbinewiel. Vanaf dit moment komt het vrijloopmechanisme in werking, waardoor
de stator in dezelfde richting als pomp- en turbinewiel gaat meedraaien.
Kort voor het bereiken van deze bedrijfstoestand verbindt de lock-up koppeling
de aandrijvende as met de aangedreven as. Pomp-, turbine- en statorwiel
draaien dan met dezelfde snelheid. Door deze overbruggingskoppeling wordt
de zgn. slip, een toerenverschil tussen aandrijvende en aangedreven as,
hetgeen karakteristiek is voor een koppelomvormer, opgeheven. De als lamellenkoppeling
uitgevoerde lock-up koppeling wordt bekrachtigd, afhankelijk
van het motortoerental en vermogen, dat wil zeggen dat bij deelbelasting
de koppeling de omvormer reeds bij lage rijsnelheden vastzet. Dit geschiedt
door middel van de oliedruk die met behulp van een plunjer de lamellen
bekrachtigt.
3.3 Karakteristiek van een koppelomvormer
De eigenschappen van een koppelomvormer kunnen in een grafiek worden
weergegeven (fig. 6) In deze grafiek zijn een drietal variabelen weergegeven,
Figuur 6: Karakteristiek van een koppelomvormer
nl. het rendement, het ingaande (motor) toerental en de koppelvergrotingsfactor
(i), allen als functie van het toerenverhoudingsgetal T (T = nturbine / n pomp
of nt / np). We kunnen dit vergelijken met de slip van de koppelomvormer, maar
dan zo dat 100 % slip overeenkomt met T = 0 en dat 0 % slip overeenkomt met
9

T = 1. Bij de meeste koppelomvormers geldt, dat de koppelvergrotingsfactor i
ongeveer 2 bedraagt op het moment van wegtrekken en afneemt naarmate het
toerental van het turbinewiel toeneemt. Wanneer de oliestroom op de achterzijde
van de stator komt en deze begint mee te draaien, is de vergrotingsfactor
i gelijk aan 1 geworden. Dit bedrijfspunt ligt bij moderne koppelomvormers bij
een T waarde tussen de 0,86 en 0,91 en wordt het koppelingspunt genoemd.
Boven dit koppelingspunt wordt een rendement van maximaal 89 % bereikt.
Met een lock-up koppeling is er uiteraard geen verlies meer. Het verband tussen
de verschillende in de grafiek weergegeven variabelen komt tot uiting in de
rendementsformule. Zie verder de grafiek. Er geldt voor de algemene rendementsformule:
rendement (ρ) = afgegeven vermogen / toegevoerd vermogen (x 100 %)
Ingevuld voor de koppelomvormer wordt dit:
η = Pturbine / Ppomp
Met de vermogensformule P = M x 2πn wordt dit:
waarin:
Mt = koppel turbine
Mp = koppel pompwiel
nt = toerental turbine
np = toerental pompwiel
T = nt / np
Nu geldt voor de overbrengverhouding
zodat het geheel over kan gaan in:
Mt x nt x 2π / Mp x np x 2π of
Mt x nt / Mp x np of
(MT / Mp) x T
i = Mt/Mp
η = i x T
Berekeningsvoorbeeld: Het rendement bij T = 0,5 kan als volgt worden
bepaald:
Rendement η = i x T
= 1,55 x 0,5 = 0,775 of 77,5 % (controleer dit in de grafiek)
Wanneer er sprake zou zijn van een uitvoering met een conventionele plaatkoppeling
dan zou het rendement:
1 x 0,5 = 0,5 of 50 %
bedragen. Men zou ook kunnen zeggen dat dit wordt veroorzaakt doordat de
plaatkoppeling door het ontbreken van een ’afzetpunt’ geen koppelvergroting
kan bewerkstelligen.
10

3.4 Invloed koppelomvormer op het trekkrachtdiagram
Het trekkrachtdiagram van fig. 7 waarin de maximale trekkracht van de aangedreven
wielen is uitgezet tegen de rijsnelheid, geeft een indruk omtrent de
invloed van de koppelomvormer op de maximaal beschikbare trekkracht. In
de grafiek wordt de trekkracht in 1e, 2e en 3e en 4e versnelling van een conventionele
handgeschakelde versnellingsbak vergeleken met een automaat met
koppelomvormer en een CVT (Continu Variabele Transmissie ) versnellingsbak.
In de grafiek is tevens de benodigde trekkracht (luchtweerstand + rol-
Figuur 7: Trekkrachtdiagram van verschillende versnellingsbaktypen. De onderbrokenlijn geeft
de ideale situatie weer zoals bij een CVT-bak wordt bereikt. De licht getekende lijnen laten een
conventionele handgeschakelde bak zien terwijl de dikke lijnen het trekkrachtverloop van een
conventionele automaat tonen.
weerstand) uitgezet, waarbij dan het snijpunt van deze twee curven de maximale
rijsnelheid geeft. De invloed van de koppelomvormer is het grootst bij
het wegtrekken (1e versnelling) omdat de vertraging van de versnellingsbak
(en eindreductie) vermenigvuldigd moet worden met de koppelvergrotingsfac-
11

tor van de koppelomvormer. Omdat deze koppelvergrotingsfactor snel afneemt,
zien we in de grafiek dat bij ongeveer 25 km/h de invloed hiervan is verdwenen.
Desalniettemin beschikt men tijdens het wegtrekken over een aanmerkelijk
grotere trekkracht in vergelijking met een klassieke versnellingsbak met
plaatkoppeling. Ook tijdens het schakelen onder vollastomstandigheden kan
de slip tussen pomp en turbine ervoor zorgen dat er koppelvergroting optreedt
zodat de overgang van de ene naar de andere versnelling met de bijbehorende
trekkrachtverandering geleidelijk gebeurt, hetgeen de souplesse ten
goede komt.
3.5 Stallpunt en stallspeedtest
Volgens de grafiek van fig. 8 loopt het koppel dat kan worden overgebracht op
met het toerental van de pomp. Dit is een sterk progressieve lijn. Wanneer deze
lijn, de lijn van het maximum koppel van de motor bereikt, neemt het motortoerental
niet verder toe. Dat snijpunt noemt men het stallpunt. Dit stallpunt
wordt door de fabrikant vastgelegd. Men kan dan kiezen voor wat meer vermogen
of een zuiniger auto. Fig. 8 geeft de grafiek weer van een koppelomvormer
met een hoog en een laag stallpunt. De werking van de koppelomvormer kan
koppel
stallpunt−laag
stallpunt−hoog
motorkoppel
0 1000 2000 3000 4000 5000
t/min.
koppel op turbine
Figuur 8: Een koppelomvormer met een laag en een hoog stallpunt
gecontroleerd worden door het ’stallpunt’ te controleren. De zgn. stallspeedtest.
Dat is het snijpunt van de lijn van het koppel van de koppelomvormer en
het motorkoppel. Dat kan gecontroleerd worden, als de auto in de versnelling
staat en op de (bedrijfs)rem, zodat het voertuig geblokkeerd staat. Als er volgas
wordt gegeven, loopt het motortoerental op tot het stallpunt-toerental.
Afhankelijk van de motor en de koppelomvormer zal dat liggen tussen 2500
en 3500 t/min. Deze stalltest mag maar enkele seconden duren, omdat er veel
12

warmte in de koppelomvormer wordt ontwikkeld en er nauwelijks koeling is.
De stalltest wordt door sommige fabrikanten sterk afgeraden.
3.6 Smering, koeling en onderhoud
Een koppelomvormer kent geen slijtagedelen zoals bijv. een plaatkoppeling. De
lagers draaien in olie, zodat ook daar nauwelijk slijtage ontstaat. Doordat een
koppelomvormer bijna altijd met een planetairstelsel (automaat) gecombineerd
wordt is hij aangesloten op het hydraulische systeem van de versnellingsbak.
Daarin past men ATF (Automatic Transmission Fluid) toe. Dat is een dunne olie,
met een hoge viscositeitsindex en een zware anti-schuimdope. Wel ontstaat er
warmte, die in sommige gevallen wordt afgevoerd door een warmtewisselaar.
Verder koelt de olie in het carter van de bak af door de rijwind. De koeling is
bij een aantal personenwagens afgestemd op normaal gebruik. Dat wil zeggen,
zonder aanhanger. Wanneer een trekhaak gemonteerd wordt, schrijven sommige
fabrikanten voor dat een (extra) oliekoeler gemonteerd moet worden. Een
probleem doet zich voor bij het peilen. Als de auto namelijk enige tijd stil staat is
een deel van de olie uit de koppelomvormer teruggelopen naar het carter. Omdat
het niet zeker is hoeveel olie er uit de koppelomvormer is gelopen, moet een
automaat met draaiende motor en (meestal) op bedrijfstemperatuur gepeild
worden. De informatie uit het werkplaatshandboek is echter doorslaggevend.
Bij het verversen van de olie blijft olie achter in de koppelomvormer. Er wordt
dus maar een deel ververst. Het is raadzaam om te controleren of de olie niet
te heet geweest is. De olie is dan meestal zwart en ruikt branderig. Ook de slijtage
van de koppelingen en rembanden van een automaat laat sporen in de olie
achter. Bij sommige versnellingsbakken moet de carterpan losgenomen worden
om olie te verversen. Oliefilters moeten gecontroleerd en gereinigd worden of
worden vervangen.
3.7 Storingen aan koppelomvormers
Bij koppelomvormers kunnen zich een aantal storingen voordoen. We noemen:
• Axiale speling waardoor turbine en pomp elkaar raken. Dat is goed
merkbaar door het slepende geluid dat ontstaat. Meestal is ook de aandrijfkracht
minder, doordat de koppelvergroting niet optimaal is.
• Doorslippen van de vrijloop- (éénrichtings) koppeling, waardoor er
geen koppelvergroting is. Dit is te merken aan de trekkracht en het
hogere brandstofverbruik.
• Vastzitten van de éénrichtingskoppeling in beide richtingen geeft een
zeer slecht rendement bij hogere toerentallen. De wagen trekt niet goed
en gebruikt te veel brandstof. Ook kan het systeem te heet worden.
• Te weinig olie veroorzaakt een slechte koppeloverdracht, waardoor het
motortoerental bij hoge belasting sterk oploopt en er weinig trekkracht
is.
13

• Te veel olie geeft ook problemen dat meestal resulteert in een slecht
schakelende versnellingsbak.
• Loszittende schotten van de stator, pomp en turbinewiel.
• Vastkoekende olie ten gevolge van oververhitting.
4 Introductie planetaire tandwielstelsels
Het turbinewiel van de koppelomvormer is verbonden met de automatische versnellingsbak.
Dit versnellingsbaktype is opgebouwd uit één of meerdere planetaire
tandwielstelsels, die in samenhang zorgdragen voor drie, vier of meer
vaste overbrengverhoudingen. Het geheel is in functie, maar zeker niet in opbouw
vergelijkbaar met een conventionele versnellingsbak. Een enkel planetair
tandwielstelsel (fig. 9 links) bestaat uit een zonnewiel, een ringwiel en een aantal
(meestal drie) satelliettandwielen, die bevestigd zijn op een zgn. drager. De
satellietwielen kunnen vrij roteren om de asjes van de drager. Aangezien het
geheel in elkaar grijpt zullen de grootte van de tandwielen een zekere relatie
met elkaar hebben. Bekijken we de diameters van de verschillende tandwielen
dan zal, wanneer we voor de eenvoud een stelsel met twee satelliettandwielen
nemen, de diameter van het ringwiel gelijk moeten zijn aan de diameter van het
zonnewiel plus 2x de diameter van een satelliettandwiel. Aangezien de moduul
van in elkaar grijpende tandwielen gelijk moet zijn kunnen we (voor ons doel)
ook zeggen dat het aantal tanden van het ringwiel gelijk moet zijn aan het aantal
tanden van het zonnewiel vermeerdert met 2 x het aantal tanden van het
satellietwiel. Wanneer het ringwiel bestaat uit 110 tanden en het zonnewiel uit
50 dan hebben de satellieten elk (110 - 50) / 2 = 30 tanden (fig. 9 rechts) De
Figuur 9: Links: opbouw van een planetair tandwielstelsel. Rechts: het aantal tanden van de
satellietwielen bedraagt (110 - 50) / 2 = 30 tanden 1) ringwiel, 2) satellietwiel, 3) zonnewiel,
4) drager
14

overbrengverhouding wordt met behulp van het overbrengverhoudingsgetal i
gedefiniëerd en wel:
i = toerental (of hoeksnelheid) van de ingaande as / toerental (of
hoeksnelheid) van de uitgaande as
Dit houdt in dat wanneer i groter is dan 1 er sprake is van een vertraging en dat
wanneer i kleiner is dan 1 er sprake is van een versnelling. Voor de berekening
van de overbrengverhouding komen nog een aantal begrippen ter sprake en
wel:
• het toerental (n) in omw/s ;
• de hoeksnelheid ω in rad/s (ω = omega);
• de omtreksnelheid v in m/s.
De relatie tussen het toerental (n) en de hoeksnelheid (ω) wordt weergegeven
door ω = 2 π n (rad/s) omdat de omtrek van een cirkel uit 2 π radialen bestaat.
De relatie tussen de omtreksnelheid en het toerental komt tot uiting in: v = 2 π
r x n (m/s) waarin r de straal van de steekcirkel (cirkel waarop de tandwielen
in elkaar grijpen) van het tandwiel voorstelt. Uit bovenstaande twee vergelijkingen
kan dan de derde worden afgeleid en wel:
ω = v / r (rad/s)
en dit is de formule waarmee wordt gerekend. Voor de berekening van de overbrengverhouding
van planetaire tandwielstelsels bestaan een aantal methodes,
waarvan de methode met snelheidsfiguren de meest universele is. We zullen
deze dan ook aanhouden.
4.1 Overbrengingsmogelijkheden van een enkel stelsel
Het bijzondere van een planetair tandwielstelsel is het feit, dat door het
vastzetten van een onderdeel (de drager, het zonnewiel of het ringwiel) een
andere overbrengverhouding kan worden verkregen. Wanneer we uitsluitend
de vertragingsmogelijkheden bekijken dan kunnen een drietal overbrengverhoudingen
met behulp van één stelsel worden verkregen (fig. 10). We maken
dan gebruik van een aantal veel gebruikte overbrengings-opstellingen. Deze
zijn:
• Stertype, situatie:
drager staat vast, zonnewiel drijvend, het ringwiel gedreven.
• Planetairtype, situatie:
ringwiel staat vast, zonnewiel drijvend, de drager gedreven.
• Solairtype, situatie:
zonnewiel staat vast, ringwiel drijvend, drager gedreven.
4.2 Overbrengverhouding van het stertype
(drager vast, zonnewiel drijvend, ringwiel gedreven)
We stellen: ringwiel 110 tanden en zonnewiel 50 tanden.
15

Figuur 10: De drie meest voorkomende overbrengingsmogeljkheden van een enkelvoudig planetairstelsel.
Het is mogelijk om een drie-versnellingsbak met achteruit te construeren uit één enkel
planetair tandwielstelsel.
In fig. 11 is het principe van het stertypestelsel weergegeven. Gemakshalve
wordt hier gewerkt met stralen waarvan de grootte de helft is van het aantal genoemde
tanden. Dit is toegestaan zolang we de stralen maar zien als verhoudingsgetallen
en niet als absolute waarden. Met behulp van een ’vorkje’ wordt in
de tekening aangegeven dat de drager vast staat. Het drijvende zonnewiel zal
bij rotatie een omtreksnelheid hebben van vz m/s, in de figuur voorgesteld
door een snelheidsvector (pijl) van een bepaalde aangenomen lengte. Deze
omtreksnelheid vz, zal bij in elkaar grijpende tandwielen overal aan de omtrek
hetzelfde zijn, zodat het zonnewiel, het satellietwiel en het ringwiel dezelfde
omtreksnelheid hebben. Alleen de draairichting zal, zoals duidelijk in de tekening
door de onderbroken lijnen wordt aangegeven, worden omgekeerd. De
overbrengverhouding kan nu door de definitie van ’i’ worden bepaald, n.l.:
waarin:
i = ωz / ωr = vz / rz : vr / rr
• ωz = hoeksnelheid zonnewiel;
• ωr = hoeksnelheid ringwiel;
• vz = omtreksnelheid zonnewiel;
• vr = omtreksnelheid ringwiel;
• rz = (steek)straal zonnewiel;
• rr = (steek)straal ringwiel.
16

Figuur 11: Bij het stertype zit de drager vast en is het zonnewiel drijvend.
Aangezien vz = vr (= v) kan het geheel worden uitgerekend:
i= v / 25 : v / 55 = (-) 2,2
Hierbij geeft het - teken aan dat de draairichting werd omgekeerd. In deze situatie
zou de berekening ook veel eenvoudiger kunnen omdat het satellietwiel als
tussentandwiel dient en derhalve geen invloed heeft op de overbrengverhouding:
Er geldt:
i = zr / zz = 110 / 50 = (-) 2,2
waarin zr = aantal tanden ringwiel en zz = aantal tanden zonnewiel. Deze
overbrengverhouding kan als een achteruitversnelling worden gebruikt.
4.3 Overbrengverhouding van het planetaire type
(ringwiel vast, zonnewiel drijvend, drager gedreven)
We houden hetzelfde stelsel aan: ringwiel 110 tanden, zonnewiel 50 tanden.
In deze overbrengsituatie staat het ringwiel vast, terwijl het zonnewiel door
het turbinewiel van de koppelomvormer wordt aangedreven met een omtreksnelheid
vz (fig. 12). Let wel: in deze situatie zullen de satellietwielen tevens
om de as van de drager draaien, ze maken derhalve een dubbele beweging.
Doordat het ringwiel vastzit zullen de satellieten, die door het zonnewiel worden
aangedreven, zich tegen de tanden van het ringwiel afzetten, waardoor de
drager zelf in beweging komt en derhalve drijvend wordt. De omtreksnelheid
van de drager kan grafisch volgens fig. 12 worden bepaald, waarna duidelijk
is te zien dat de omtreksnelheid van de drager de helft van de omtreksnelheid
van het zonnewiel bedraagt (meetkundige verhoudingen van de driehoek). De
overbrengverhouding laat zich weer op gelijke wijze bepalen, nl.:
ωz = hoeksnelheid zonnewiel
i = ωz / ωdr = vz / rz : vdr / rdr
17

Figuur 12: Bij het planetaire type zit het ringwiel vast en is het zonnewiel drijvend.
ωdr = hoeksnelheid drager
vz = omtreksnelheid zonnewiel
vdr = omtreksnelheid drager
rz = (steek)straal zonnewiel
rdr = (steek)straal drager
Ingevuld geeft dit:
i= v/25 : 0,5v/40 = 3,2
waarbij de draairichting hetzelfde blijft. Deze vertraging zou bijvoorbeeld kunnen
worden gebruikt voor een eerste versnelling. Eenvoudiger maar minder
universeel kan de overbrengverhouding worden bepaald door gebruik te maken
van de volgende formule:
i = (zr + zz) / zz = (110 + 50) / 50 = 3,2 waarin:
zr = aantal tanden ringwiel
zz = aantal tanden zonnewiel
4.4 Overbrengverhouding van het solaire type
(zonnewiel vast, ringwiel drijvend, drager gedreven)
Ringwiel weer 110 tanden en zonnewiel 50 tanden.
Door het vastzetten van het zonnewiel zal het aandrijvende ringwiel de
satellietwielen meenemen. De satellieten zelf zetten zich dan af tegen de
tanden van het geblokkeerde zonnewiel waardoor de drager wordt gedreven.
Wanneer we de omtreksnelheid van het ringwiel vr stellen dan kan op dezelfde
wijze de omtreksnelheid van de drager worden bepaald (fig. 13). Er geldt weer:
i = ωr / ωdr = vr / rr : vdr / rdr
18

Figuur 13: Bij het solaire type drijft het ringwiel en zit het zonnewiel vast.
waarin:
ωr = hoeksnelheid ringwiel
ωdr = hoeksnelheid drager
vr = omtreksnelheid ringwiel
rr = straal ringwiel
vdr = omtreksnelheid drager
rdr = straal drager
Ingevuld geeft dit:
i = vr/55 : 0,5vr /40 = 1,45 (vr = 2vdr)
Een overbrenging die als tweede versnelling zou kunnen worden gebruikt. Ook
hier kan men tot een snellere oplossing komen door gebruik te maken van de
volgende formule:
zr+zz
zr
= 110+50
110
= 1,45
Wanneer we ook nog rekening houden met het feit dat een geheel geblokkeerd
stelsel een overbrengverhouding van i = 1 heeft, hebben we alle (vertragende)
mogelijkheden bekeken van een enkelvoudig planetair stelsel. Resumerend:
• Stertype
i = -2,2, achteruit versnelling;
• Planetair type
i = 3,2 , 1e versnelling;
• Solair type
i = 1,45, 2e versnelling;
• Alles geblokkeerd
i = 1, 3e versnelling (prise direct).
19

4.5 Berekening van de overbrengverhouding wanneer alle
componenten draaien
Bij de voorgaande situaties werd altijd uitgegaan van één onderdeel dat (door
de koppelingen in de versnellingsbak) werd vastgezet. In de meeste gevallen
kan de gewenste overbrengverhouding slechts door aaneenschakeling van
meerdere planetaire stelsels worden verkregen. De berekening van de overbrengverhouding
kan dan veelal niet meer door toepassing van een simpele formule
plaatsvinden, maar zal moeten worden uitgevoerd met behulp van de al
genoemde snelheidsfiguren. Als voorbeeld bekijken we de ’achteruit versnelling’
waarbij het zonnewiel wordt aangedreven, de drager geblokkeert en het ringwiel
drijvend wordt (fig. 14). Stel nu eens voor dat de drager niet geblokkeerd
staat, maar bijvoorbeeld vanuit een ander stelsel met een zekere omtreksnelheid
wordt aangedreven. Fig. 14 b, c en d geven dan de bijzondere situaties
aan die zich voor kunnen doen. Bij de bestudering van de figuren 14 b t/m d
zal opvallen, dat door de drager een zekere snelheid te geven er een variabele
overbrenging ontstaat, die zowel een positieve of negatieve waarde aan kan
gaan nemen. Als berekeningsvoorbeeld nemen we de laatste situatie (afb. d),
Figuur 14: Door de drager niet vast te zetten maar bijv. aan te drijven vanuit een ander stelsel
kunnen verschillende overbrengen worden gerealiseerd.
waarbij we aannemen dat de omtreksnelheid van de drager 3/4 bedraagt van
die van het drijvende zonnewiel. Voor de overbrengverhouding geldt weer:
20

i = ωdrijvend/ωgedreven
i = vz / rz : vr / rr
Voor de stralen nemen we weer de eerder aangenomen waarden, zodat de
omtreksnelheden nog moeten worden bepaald. Wanneer we de omtreksnelheid
van het zonnewiel vz stellen, is volgens de gegevens de omtreksnelheid
van de drager 3/4 vz. Uit deze twee waarden kan met behulp van de hulplijnen
in afb. d de omtreksnelheid vr, worden afgeleid. Dit kan door bepaling van de
meetkundige verhoudingen binnen de driehoek ABC, maar is eenvoudiger te
zien door de driehoekjes DBE en EFG te beschouwen. Ook kan de omtreksnelheid
door opmeten worden vastgesteld. vr is dan 0.5 vz. Ingevuld krijgen we
dan:
i = v / 25 : 0,5v / 55
i = 4,4
waarmee de overbrengverhouding is bepaald.
5 Beschrijving van de ZF automatische versnellingsbak 3 HP 22
De ZF automatische versnellingsbak 3HP22 bestaat uit een hydrodynamische
koppelomvormer en een dubbel planetair tandwielstelsel met drie versnellingen.
De betrekkelijk eenvoudige constructie van de planetaire stelsels
met de drie vooruit versnellingen en één achteruit is gekoppeld aan de koppelomvormer,
die in alle versnellingen werkzaam is. De schakelelementen
bestaan uit hydraulisch bekrachtigde meervoudige plaatkoppelingen en vrijloopconstructies.
De automatische controle en bediening hangt af van de
stand van het gaspedaal, de stand van de selectiehefboom en de rijsnelheid.
De handbediende selectiehefboom maakt een programmakeuze mogelijk. De
bestuurder kan de automatische besturing beïnvloeden door het snel of volledig
intrappen van het gaspedaal (Het kick-down effect). Hierdoor wordt een lagere
versnelling gekozen in verband met de verlangde maximale acceleratie terwijl
het overschakelen niet plaatsvindt voordat het maximum motortoerental wordt
bereikt. De maximale koppelvergroting van de koppelomvormer bedraagt 2,1.
Algemene gegevens type 3 HP 22:
• 1e versnelling 2,73
• 2e versnelling 1,56
• 3e versnelling 1,0
• Achteruit versnelling 2,09
Fig. 15 geeft de schematische opstelling De constructie met een gemeenschappelijk
zonnewiel (stelsel 9a en 9b) staat bekend onder een Simpson constructie.
De hierop volgende afbeeldingen geven het krachtverloop in de diverse versnellingen
weer. De dik getrokken lijnen geven aan welke onderdelen actief
zijn. We bekijken elke versnelling afzonderlijk.
21

Figuur 15: Schematische opstelling van de 3HP 22. 1 aandrijving motor, 13 uitgaande as, 3
koppelomvormer, 4 t/m 8 koppelingen, 9 planeetstelsels (9a en 9b), 15,17 vrijloopkoppelingen.
22

5.1 1e versnelling ingeschakeld (fig. 16)
De koppeling 4 staat vast, waardoor het ringwiel van het stelsel 9b kan worden
aangedreven. De planeetdrager van stelsel 9a zet zich tijdens de aandrijving
af op de vrijloop 15 (vrijloop vast). Tijdens het afremmen op de motor is het
vrijloopmechanisme in werking (vrijloop los). In de keuzestand 1 van de selectiehefboom
staat bovendien koppeling 8 vast teneinde op de motor te kunnen
afremmen. In deze overbrenging is dus stelsel 9a van het stertype (drager vast)
terwijl alle onderdelen van het stelsel 9b roteren. Voor de berekening geeft fig.
Figuur 16: De eerste versnelling is geselecteerd. Koppeling 4 vast, twee stelsels draaien.
17 de vooraanzichten van de twee stelsels, waarbij we uitgaan van de al eerder
aangenomen gegevens. Aangezien van het stelsel 9a de drager geblokkeerd is,
stellen we de omtreksnelheid van het ringwiel v m/s, waardoor de hoeksnelheid
(ω) van de uitgaande as (13) v/55 rad/s wordt. Deze hoeksnelheid is
gelijk aan de hoeksnelheid van de drager van het stelsel 9b (ringwiel en drager
aan elkaar gekoppeld). Volgens de grafische bepaling van fig. 17 links (stelsel
9a) zal het zonnewiel ook een omtreksnelheid van v m/s krijgen. Aangezien de
zonnewielen gekoppeld zijn zal ook het zonnewiel van stelsel 9b een omtreksnelheid
hebben van v m/s. De omtreksnelheid van de drager van stelsel 9b is
te berekenen daar de hoeksnelheid v/55 rad/s bedroeg. De omtreksnelheid is
(v/55) x 40= 0,73 v. Op schaal uitgezet kan grafisch de omtreksnelheid van
het ringwiel worden bepaald (9b). Door de meetkundige verhoudingen in de
driehoek te beschouwen komen we grafisch of door berekening op:
v drager = 2,46 v
ω ingaande as is dan 2,46v / 55 (rad/s)
De overbrengverhouding wordt dan in dit voorbeeld:
i = ω ingaande as : ω uitgaande as
i = (2,46 v/55) : v/55
i = 2,46
23

waarbij de draairichting van de ingaande as gelijk is aan de draairichting van
de uitgaande as.
Figuur 17: Vooraanzichten van de twee stelsels voor de 1e versnelling. Ringwiel stelsel 9b drijvend.
Gedreven ringwiel stelsel 9a.
5.2 2e versnelling ingeschakeld (fig. 18)
De koppelingen 4, 6 en 7 staan vast. De vrijloop 15 staat los (vrijloopmechanisme
in werking). De holle as met het zonnewiel van het planeetstelsel 9b staat
vast. Hiermee is dus een overbrenging verkregen volgens het solaire type (ringwiel
drijvend, drager gedreven en zonnewiel vast). De overbrengverhouding is
reeds eerder bepaald.
Figuur 18: Tweede versnelling ingeschakeld. Koppelingen 4,6 en 7 geblokkeerd. Van stelsel 9b:
zonnewiel vast, ringwiel drijvend, drager gedreven.
5.3 3e versnelling ingeschakeld (fig. 19)
De koppelingen 4, 5 en 7 staan vast. De vrijloopkoppelingen 15 en 16 staan los
(vrijloopmechanisme in werking). Het planeetstelsel 9b draait als één geheel
mee (overbrengverhouding i = 1).
24

Figuur 19: Derde versnelling ingeschakeld, koppelingen 4,5 en 7 vast, stelstel 9b geblokkeerd.
5.4 Achteruit versnelling ingeschakeld (fig. 20)
De koppelingen 5 en 8 staan vast. Ten gevolge van de geblokkeerde voorste
planeetwieldrager wordt de draairichting van de aandrijvende as omgekeerd.
Er is dus sprake van een overbrenging volgens het stertype (zonnewiel drijvend,
ringwiel gedreven, drager vast). De overbrengverhouding is reeds eerder
bepaald.
Figuur 20: Achteruitversnelling ingeschakeld. Koppeling 5 en 8 vast, zonnewiel stelsel 9a drijft,
ringwiel 9a gedreven.
5.5 Vrijloop
In de vrijloopstand zijn alle koppelingen los.
6 Ravigneaux stelsel
Hoewel er relatief eenvoudig een drie-versnellingsbak met achteruit van een
enkelvoudig stelsel kan worden gemaakt voldoet een dergelijke versnellingsbak
niet. Immers bij de keuze van de tandwielen liggen onmiddellijk alle verhoudingen
vast. Oplossingen kunnen worden gevonden door meerdere stelsels
25

aan elkaar te koppelen. Ook slimme combinaties zijn mogelijk. Het Ravigneaux
maar ook het Simpson-stelsel zijn hiervan voorbeelden. Het Ravigneaux-stelsel
ziet men vaak bij personenwagens toegepast. Het betreft een systeem met twee
zonnewielen, lange en korte satellietwielen met een gemeenschappelijk drager
en één ringwiel. Het gaat om een compacte constructie die vier versnellingen
mogelijk maakt. Hoewel het bepalen van de overbrengverhoudingen een ingewikkelde
zaak lijkt, zijn de meeste overbrengingen tot een enkelvoudig stelsel
terug te voeren. Fig. 21 geeft een overzicht van een Ravigneaux versnellingsbak.
We zien een planetair tandwielstelsel waarvan het ringwiel altijd het uitgaande
tandwiel vormt. De turbine-as kan door de diverse koppelingen gekoppeld
worden aan het voorste of achterste zonnewiel of met de satellietrager. Om
Figuur 21: Automatische versnellingsbak met een planetairstelsel van het Ravigneaux type (Seat
001 automaat)
de diverse versnellingen te activeren zullen een aantal koppelingen en remmen
moeten worden bekrachtigd. Fig. 22 met bijbehorende tabel geeft aan welke
koppelingen bekrachtigd worden. Onderscheid tussen bijv. 3H en 3M wordt
26

gemaakt door de koppelomvormer. Bij een 3H(ydraulische)-overbrenging zorgt
de koppelomvormer voor een extra vertraging. Bij de 3M(echanisch) is de koppelomvormer
geblokkeerd door het inschakelen van de lock-up koppeling. Bij
de 001M bak van VAG (Seat) zijn de overbrengverhoudingen als het volgt:
• 1e versnelling 2,7;
• 2e versnelling 1,4;
• 3e versnelling 1;
• 4e versnelling 0,7;
• achteruit versnelling -2,9;
• tussenoverbrenging (ringwiel-tandwiel) 0,978;
• eindreductie 4,2
Figuur 22: De verschillende overbrengverhoudingen van een Ravigneaux versnellingsbak worden
verkregen door de koppelingen en remmen volgens de tabel te bekrachtigen. X = geactiveerd
element, K = koppeling, H = hydraulisch, B = rem, M = mechanisch, F = vrijloop, BR
= lock-upkoppeling (tek. Seat)
27

Fig. 23 geeft het vooraanzicht van het stelsel waarin duidelijk is te zien dat het
grote (korte) satelletwiel het voorste zonnewiel met het ringwiel verbindt. Dit
vormt dan een enkelvoudig stelsel.
Figuur 23: Drie dimensionale weergave en het vooraanzicht van het Ravigneaux stelsel. Het
aantal tanden is vanuit een bestaande versnellingsbak geteld. Voor het ringwiel is het aantal
tanden 85 + 1 aangenomen (tek. Seat).
6.1 Eerste versnelling
Koppeling K1 wordt bekrachtigd waardoor de holle as Z2 aandrijft. Koppeling
B1 zet de drager van S1, S2 en S3 vast. Via een normale tandwieloverbrenging
(Z2, S1, S3 en S2 drijft S2 het ringwiel aan. Omdat Z1 vrij draait kan het stelsel
worden gezien als een satellietwiel dat het ringwiel aandrijft. De overbrengverhouding
wordt dan bepaald door de tandwielverhouding van het zonnewiel, de
satellietwielen en het ringwiel (tandwiel met binnen en buitenvertanding). Stel
(zie ook fig. 23):
Z1 aantal tanden 32; S2 aantal tanden 27
Z2 aantal tanden 34; S3 aantal tanden 20
S1 aantal tanden 22; Ringwiel 85+1 tanden
De overbrengverhouding (i) is dan:
(22/34) x (27/20) x (86/27) =
0,64 x 1,35 x 3,15 = 2,7
28

Figuur 24: 1e versnelling, K1 en B1 bekrachtigd. De overbrengverhouding kan worden gezien
als ’gewoon’ stelsel van tandwielen (tek. Seat).
6.2 Tweede versnelling
De tweede versnelling wordt verkregen door weer Z2 te laten aandrijven (K1
bekrachtigd) maar nu Z1 vast te zetten door de remband B2 te bekrachtigen. B1
wordt niet meer bekrachtigd waardoor de drager vrij kan draaien. Het geheel
wordt nu ingewikkeld omdat S2 zich over het zonnewiel Z1 gaat afrollen. Het
ringwiel wordt meegenomen maar ook de drager gaat roteren. Fig. 26 geeft
de rotatie van de verschillende tandwielen weer waarbij gemakshalve maar is
aangenomen dat S1 = S3. Voor het bepalen van de overbrengverhouding kunnen
we weer gebruik maken van snelheidvectoren. Omdat het geheel lastig
is om te overzien worden alle tandwielen boven elkaar getekend (fig. 27).
We kunnen beginnen om de uitgaande snelheid vr aan te nemen. Omdat het
voorste zonnewiel (in fig. 27 de grootste) vast staat kunnen we de ’v’ van de
drager grafisch bepalen. Omdat de dragervork op ongelijke afstanden van het
middelpunt ligt moet de ’v’ van de drager van de andere vorkhelft ook grafisch
worden vastgelegd. Als dat is gebeurt kan de ’v’ van het aandrijvende achterste
zonnewiel worden bepaald. Nu is vin en vuit bepaald en kan wanneer we de
actieve stralen weten de overbrengverhouding worden vastgesteld (i =1,4).
29

Figuur 25: Het inschakelen van de tweede versnelling wordt verkregen door K1 en B2 te
bekrachtigen. De drager roteert nu om Z1 heen.
Figuur 26: Rotatie van de verschillende tandwielen in de 2e versnelling. Z2 drijft , S2 wentelt
zich af over Z1 en neemt de drager en het ringwiel mee.
30

Figuur 27: Voorstelling van de grafische bepaling van de overbrengverhouding in de 2e versnelling
van het Ravigneaux stelsel. Voor de eenvoud zijn de satellietwielen boven elkaar getekend.
6.3 Derde versnelling
De resterende derde, vierde en achteruitversnelling zijn (gelukkig) eenvoudiger
vast te stellen. Bij de derde versnelling worden de koppelingen K1 en K3 vastgezet
waardoor het geheel als één geheel meedraait. De overbrengverhouding
is dan 1 (i=1). Zie fig. 28.
Figuur 28: Door K1 en K3 vast te zetten draait het stelsel al één geheel mee (i=1). Tek. Seat
31

6.4 Vierde versnelling
De vierde versnelling wordt verkregen K3 en B2 te bekrachtigen. B2 zet het
voorste zonnewiel Z1 vast en de koppeling 3 zorgt ervoor dat de drager wordt
aangedreven. Hier ontstaat een enkelvoudig stelsel dat versnelt (zie fig. 29 ).
Figuur 29: De vierde versnelling wordt verkregen door de drager via K3 aan te drijven en het
voorste zonnewiel via B2 vast te zetten (tek. Seat).
Houden we de eerder genoemde afmetingen van de tandwielen aan dan kan de
overbrengverhouding op de inmiddels gebruikelijke manier worden berekend
nl.
i = (vin / rin) : (vuit / ruit)
i = (v / 29,5) : (2v / 43) = 0,72
32

6.5 Achteruit versnelling
Tot slot de achterruitversnelling. Nu wordt de koppeling K2 en de rem B1
bekrachtigd. Ook hier zien we dat het geheel teruggebracht kan worden tot
een enkelvoudig planetairstelsel. Door de koppeling K2 wordt het voorste zonnewiel
Z1 aangedreven en de drager via B1 vastgezet. Zie fig. 30. Met behulp
Figuur 30: Voor de achteruitversnelling wordt de drager door B1 vastgezet en Z1 via B2 aangedreven
(tek. Seat).
van snelheidsvectoren kan dan weer de overbrengverhouding worden vastgesteld
(fig. 30). Nemen we weer de eerder aangenomen afmetingen aan dan
wordt de overbrengverhouding:
i = (vz1 / rz1) : (vr / rr )
(1 / 16) : (1 / 43) = 2,7
33

7 Hydraulisch circuit
We bekijken dit circuit aan de hand van de Ravigneaux versnellingsbak, de zgn.
001 transmissie die in de kleinere VAG modellen wordt toegepast. De koppelingen
die hydraulisch worden bekrachtigd worden verdeeld in koppelingen (K)
en remmen (B). Uiteraard bezit de koppelomvormer een lock-up koppeling. De
regeling zelf is elektronisch. De schakelmomenten worden afhankelijk van de
rijsnelheid en rijomstandigheden door de automatische transmissiecomputer
bepaald. De transmissievloeistof (ATF) is een uiterst zwaar belaste vloeistof.
Deze dient voor:
1. overdracht van het motorkoppel (koppelomvormer);
2. bediening van de koppelingen (K) en remmen (B);
3. warmteoverdracht (koeling van de automatische transmissie);
4. smeren van de onderdelen.
De transmissievloeistofpomp wordt aangedreven door het pompwiel van de
koppelomvormer. De ATF(luid) wordt aangezogen vanuit het carter van de automatische
transmissie. Het passeert een filter voordat de vloeistof de pomp binnenkomt.
De pomp brengt de vloeistof op druk en stuurt deze naar de schuiven
van het hydraulische huis. De hydraulische schuiven worden door magneetkleppen
aangestuurd. Wanneer een magneetklep wordt aangestuurd wordt de olie
onder druk naar de betreffende koppeling of rem getransporteerd (fig. 31). De
drukselector (N93) is een modulerende klep waarmee de vloeistofdruk wordt
geregeld op basis van het stand van het gaspedaal. De magneetkleppen N88,
N89 selecteren de diverse versnellingen.
Figuur 31: Opstelling van de componenten voor het AT oliecircuit. De drukselector (N93) regelt
de vloeistofdruk afhankelijk van de stand van het gaspedaal. De magneetkleppenkleppen N88,
N89 (1 getekend) selecteren de versnellingen (tek. Seat).
34

7.1 Regelen van de hydraulische drukken
Voor de correcte hydraulische aansturing zijn diverse van de centrale oliedruk
afgeleide hydraulische drukken nodig. Voor het principe bekijken we de
drukregelplunjer van fig. 32. De vloeistof waarvan de druk moet worden
geregeld komt bij I binnen terwijl vloeistof met de afgeregelde druk bij U naar
buiten stroomt (fig. links). Een veerspanning Fveer zorgt er aanvankelijk voor
dat de openingen I en U geopend zijn, waardoor de vloeistof in eerste instantie
via kanaal U naar de verbruiker gaat. Wanneer dit echter het geval is zal de
ruimte C onder de plunjer volstromen en een druk opbouwen die een kracht Fvl
(pvloeistof x Aplunjer) veroorzaakt tegen de veerdruk Fveer in. Op een gegeven
moment zal door de toenemende vloeistofdruk de opening I worden afgesloten,
waardoor de druk niet verder kan oplopen. Wanneer de druk bij U, bijv. door
verbruik, daalt zal de opening I weer vrijgegeven worden, waarna het proces
zich weer kan herhalen. Mocht er in het uitgaande circuit geen olieverbruik
optreden dan zou ten gevolge van lekverschijnselen de druk te hoog in het
U-circuit kunnen oplopen. De plunjer wordt in dat geval nog verder omhoog
geduwd waardoor de retouropening R wordt vrijgegeven en de druk weer zal
dalen (fig. 32 links). Wanneer we bijv. de druk willen afregelen op 3 bar, dan
zal bij een plunjerdiameter (d) van 5 mm, de veerspanning volgens F = p x A:
300.000 N/m 2 X 0,25 π 0,005 m 2 = 5,9 N moeten bedragen.
Wanneer we met een veer onder een vaste constante voorspanning werken zal
de afgeregelde vloeistofdruk een vaste door de veer bepaalde waarde gaan
aannemen. Variatie in de afgeregelde druk is onder meer mogelijk door ook
vloeistof onder druk, bijv. vanuit een ander drukregelorgaan, in de veerruimte
te laten vloeien, dus deze samen te laten werken met Fveer. Ook kan de veer
mechanisch worden opgespannen.
Figuur 32: Het regelen van hydraulische drukken. Links: de plunjer wordt omhoog geduwd
wanneer de afgeregelde druk wordt bereikt. Rechts: wordt de uitgangsdruk te hoog dan wordt
de retouropening vrijgegeven.
35

7.2 Lock-up koppeling
Wanneer er geen blokkering plaatsvindt (koppelomvormer actief) dan komt
de transmissieolie onder druk via de blokkeringsselector door de opening A
binnen. Via opening C kan de transmissieolie het koppelomvormershuis weer
verlaten (fig. 33). De lock-up koppeling ligt dan vrij omdat de druk de koppel-
Figuur 33: De oliestroom van en naar de lock-up koppeling. Links: koppelomvormer actief omdat
de lock-up koppeling wordt vrijgedrukt. Rechts: oliedruk duwt de koppelingsschijf tegen het
pomphuis waardoor pomp en turbine aan elkaar gekoppeld worden (tek. Seat).
ingsplaat van het huis afduwt. De magneetklep N91 is niet bekrachtigd. Wanneer
het toerentalverschil tussen motor en transmissie zodanig klein wordt dat
er geen koppelvergroting meer nodig of gewenst is dan bekrachtigt de versnellingsbakcomputer
de magneetklep N91. De hydraulische blokkeringsselector
neemt vervolgens de positie in van fig. 33 rechts. De olietoevoer vindt dan
plaats via kanaal C terwijl kanaal A de retour wordt. De koppelingsplaat van de
lock-up wordt tegen het huis gedrukt waardoor een directe verbinding tussen
pomp en turbine verkregen is. De magneetklep N91 ontvangt een pulsbreedte
gemoduleerd signaal waardoor de druk geleidelijk kan worden opgebouwd.
Stoten in de transmissie worden zodoende voorkomen.
7.3 Meervoudige plaatkoppelingen
De als voorbeeld gekozen rem B1 is een meervoudige plaatkoppeling en dient
om de satellietdrager tegen te houden (fig. 34 boven). De rem wordt
bediend wanneer de achteruitversnelling wordt gekozen of de 1e versnelling
wordt geselecteerd. De rem heeft enige speling welke door de fabrikant wordt
afgesteld. In fig. 34 (midden) heeft de hydraulische vloeistof de plunjer tegen
de veerspanning in aangedrukt waardoor de platen aanliggen. In fig. 34 (onder)
heeft de veer de koppeling vrij gedrukt. De koppelingen K1, K2 en K3 dienen in
36

Figuur 34: Boven: opstelling van de remmen B in het systeem. Onder links: rem in bekrachtigde
toestand. Onder rechts: De rem niet bekrachtigd (Tek. Seat)
37

tegenstelling tot de rem B1 om krachten over te brengen. De praktische uitvoering
is echter in grote lijnen gelijk (fig. 35). Om de koppeling te activeren wordt
Figuur 35: Werking van de hydraulische bekrachtigde koppelingen (tek. Seat).
de druk op de transmissievloeistof verhoogd, de kogelklep sluit en de plunjer
drukt aan waardoor de platen contact maken en de koppeling actief wordt.
Voor het lossen van de koppeling wordt de druk op de transmissievloeistof verminderd.
De kogelklep opent ten gevolge van de afnemende vloeistofdruk en
de centrifugaalkracht. De benodigde speling wordt door de fabrikant afgesteld.
Reparatie en afstelling in de werkplaats is niet mogelijk.
7.4 Rembanden
De remband B2 (fig. 36) heeft als functie om het voorste zonnewiel tegen te
houden. De rem heeft de vorm van een band en wordt bediend door middel
van een hydraulische cilinder. De band wordt aan de ene kant vastgehouden
door een stelschroef. De stelschroef wordt door de fabrikant ingesteld. De andere
kant wordt door een bedieningsstang aangedrukt waardoor de band zich
om de trommel spant. Het hydraulische gedeelte bestaat uit twee plunjers, één
voor de 2e versnelling en één voor de 4e versnelling. De besturingsdruk voor
de 2e versnelling komt het middelste kanaal binnen en duwt de remband aan.
Voor de 4e versnelling wordt het bovenste kanaal gebruikt. Om de remband
te ontspannen, nodig voor het inschakelen van de 3e versnelling wordt een ontkoppelingsdruk
gebruikt waardoor de remband zich ontspant en het zonnewiel
weer loskomt.
38

Figuur 36: Opstelling van de remband B2 (tek. Seat)
7.5 Vrijloopkoppelingen (fig. 37)
Vrijloopkoppelingen bestaan uit blokkeerelementen, die vrijgegeven worden in
één draairichting en geblokkeerd raken wanneer de draairichting omkeert. Er
zijn constructies met kogels en schuin naar elkaar toelopende banen of met
zichzelf klemlopende blokkeringspallen .
Figuur 37: Constructie van een vrijloopkoppeling met pallen (tek. Seat)
39

7.6 Elektro-hydraulische besturing
Om de hydraulische drukken te regelen en toe te laten tot de verschillende remmen
en koppelingen wordt gebruik gemaakt van elektromagnetische kleppen
die door de versnellingsbak-besturingscomputer kunnen worden bekrachtigd.
Fig. 38 geeft een overzicht van de plaatsing van de gebruikte kleppen, de aansturing
hiervan door de computer en voor welke versnelling welke klep wordt
gebruikt.
Figuur 38: Links boven: overzicht kleppenblok. Rechts boven: klepaansturing computer. Onder:
activeringsschema. (Seat)
KLEPPEN N88 EN N89
Deze kleppen zijn van het aan/uit type en zorgen ervoor dat de
versnellingen worden ingeschakeld die door de regeleenheid worden
aangegeven.
KLEP N90
Klep N90 is van het aan/uit type en dient om de activeringsduur van
40

de remmen en de koppelingen te regelen. Dankzij deze klep wordt het
mogelijk de remmen en koppelingen soepel te bedienen.
KLEP N91
Klep N91 is een modulerende klep die de druk van de transmissievloeistof
regelt om de slipblokkering van de koppelomvormer in
te schakelen.
KLEP N93
Magneetklep N93 is een modulerende klep waarmee de transmissievloeistofdruk
wordt geregeld voor de koppelingen en de remmen
op basis van de actuele stand van het gaspedaal (gaskleppotentiometer).
Teneinde de klep snel te kunnen laten reageren, moet de klep worden
aangestuurd met een hoge spanning die weer snel afvalt zodra de
klep is aangestuurd. Om dit te bereiken, wordt de klep gevoed via een
voorschakel-weerstand (N207).
Om de diverse kleppen aan te sturen en derhalve de gewenste versnelling te
kunnnen selecteren maakt de versnellingsbakcomputer gebruik van diverse signalen.
Te weten:
• gaskleppotentiometer;
• Hallsensor;
• transmisiesensor;
• wagensnelheidssensor;
• temperatuursensor transmissievloeistof;
• multischakelaar;
• elektromagneet blokkering keuzehefboom;
• remlichtschakelaar;
• kickdownschakelaar.
7.7 Gaskleppotentiometer
De gaskleppotentiometer G69 verschaft het motorstuurapparaat doorlopend informatie
over de stand van de gasklep alsmede over de snelheid waarmee het
gaspedaal wordt bediend. De regeleenheid van de transmissie ontvangt het signaal
van de potentiometer via het motorstuurapparaat (fig. 39). De informatie
die wordt ontvangen van de potentiometer wordt gebruikt voor:
• het berekenen van het schakelmoment afhankelijk van de motorbelasting;
• het afstelling van de transmissievloeistofdruk afhankelijk van de belasting
en de ingeschakelde versnelling;
• reductie van het motorkoppel (verlating van het ontstekingstijdstip)
gedurende de schakelcyclus;
• schakelen tussen de programma’s ECO en SPORT.
41

Figuur 39: De versnellingsbakcomputer ontvangt de informatie van de gasklep via de
motormanagement-computer.
7.8 Hallsensor
De Hallsensor (G40) bevindt zich in de verdeler en wordt direct aangedreven
door de nokkenas. Deze sensor registreert het motortoerental en geeft dit door
aan het motorstuurapparaat. Deze laatste stuurt de informatie weer door naar
de regeleenheid van de automatische transmissie (fig. 40). De informatie van
de Hall-sensor wordt door de regeleenheid gebruikt om de slipblokkering te
regelen.
Figuur 40: De Hall-impulsgever. De managementcomputer J382 geeft via pin 27 het Hall-signaal
door aan de versnellingsbakcomputer J217 (tek. Seat).
42

7.9 Transmissiesensor
De transmissiesensor (G38) bevindt zich in het transmissiehuis en registreert
het toerental van koppeling K3 (fig. 41). Koppeling K3 is direct aan de turbineas
gekoppeld. Aan de hand van dit signaal bepaalt de versnellingsbak-computer
het ingaande toerental van de transmissie. Het signaal dient om de regeleenheid
de volgende functies te kunnen laten uitvoeren:
• berekening van het schakelmoment;
• reductie van het motorkoppel gedurende de schakelcyclus.
Figuur 41: Het toerental van de turbineas wordt door de transmissiesensor G38 gemeten (tek.
Seat).
7.10 Wagensnelheidssensor
De wagensnelheidssensor (G68) bevindt zich in het transmissiehuis (fig. 42).
De sensor is een inductieve sensor die de snelheid van het uitgaande ringwiel
van het planetaire tandwielstelsel registreert. De informatie m.b.t. de snelheid
is van belang om:
• te kunnen bepalen welke versnelling moet worden ingeschakeld;
• de slipblokkering te kunnen inschakelen.
7.11 Temperatuursensor-transmissievloeistof
De sensor voor de meting van de temperatuur van de transmissievloeistof (G93)
bevindt zich boven het schuivenhuis en registreert de temperatuur van de genoemde
vloeistof (fig. 43). Het signaal wordt gebruikt voor de regeling van de
43

Figuur 42: Het wagensnelheidssignaal bevindt zich in het transmissiehuis (tek. Seat).
44

transmissievloeistofdruk. In geval van te koude transmissie-olie wordt de slipblokkering
niet ingeschakeld en kan het motorkoppel niet worden gereduceerd.
Figuur 43: De temperatuursensor van de transmisie-olie (tek. Seat).
7.12 Multischakelaar
De multischakelaar F125 bevindt zich in het transmissiehuis en wordt bediend
door middel van de bedieningskabel aan de keuzehendel (fig. 44). Functies:
• De multischakelaar neemt de stand van de keuzehendel waar en geeft
deze door aan de versnellingsbakcomputer. Verder regelt deze:
• Het startblokkeringsrelais wanneer de keuzehendel in de stand P of N
staat (zie fig. 45);
• de achteruitrijlichten.
Figuur 44: De keuzehefboom is verbonden met de multischakelaar (tek. Seat).
45

Figuur 45: Het startblokkeringsrelais (j207) bevindt zich in de relaiskast. Het relais heeft tot doel
te voorkomen dat de motor start wanneer de keuzehendel niet in de stand N of P staat.
Elektrisch circuit: 10) signaal voor 1e versnelling, 9) signaal voor 2e versnelling, 8) signaal voor
3e versnelling, 7) signaal voor stand D, 6) signaal voor stand N, 5) signaal voor stand R, 4)
signaal voor stand P, 2) aansluiting blokkeringsrelais (tek. Seat).
46

7.13 Elektromagneet voor blokkering keuzehefboom
De elektromagneet (N110) bevindt zich onder de keuzehefboom en dient om
deze te blokkeren. De elektromagneet blokkeert de hefboom om te voorkomen
dat per ongeluk wordt geschakeld met de keuzehefboom. Om te schakelen dient
eerst de blokkeerpal te worden ingedrukt (fig. 46). De regeleenheid stuurt de
Figuur 46: Elektromagneet van blokkering keuzehefboom (tek. Seat)
elektromagneet aan door deze met de massa te verbinden. Telkens wanneer de
blokkeerpal wordt ingedrukt, ontvangt de regeleenheid een signaal, waarna de
de elektromagneet afvalt en de keuzehefboom kan worden bediend.
7.14 Remlichtschakelaar (fig. 47)
Deze schakelaar (F) bevindt zich aan de steun van het rempedaal. De schakelaar
stuurt een signaal naar de regeleenheid wanneer het rempedaal wordt
ingedrukt. Wanneer dit signaal wordt ontvangen dan:
• schakelt de AT-computer bij stilstaande auto de blokkering van de keuzehefboom
uit;
• schakelt de computer de blokkering uit wanneer de wagen wordt
afgeremd terwijl de slipblokkering is ingeschakeld en een snelheid van
60 km/h wordt bereikt.
7.15 Kick-downschakelaar (fig. 48)
De kick-downschakelaar (F8) bevindt zich in de kabel van het gaspedaal. De
schakelaar wordt geactiveerd wanneer het gaspedaal volledig wordt ingetrapt.
Het signaal van de schakelaar wordt gebruikt om onmiddellijk terug te schakelen
naar de vorige versnelling (bijv. van de 4e naar de 3e). Tevens wordt de
airco gedurende 8 seconden uitgeschakeld.
47

Figuur 47: Remlichtschakelaar (tek. Seat)
Figuur 48: De kick-down schakelaar zorgt voor terugschakelen en het tijdelijk uitschakelen van
de airco (tek. Seat).
48

7.16 Motorstuurapparaat
De regeleenheid van de automatische transmissie stuurt een signaal naar de
motormanagement-computer op het moment dat geschakeld gaat worden.
Wanneer het motorstuurapparaat dit signaal van de regeleenheid ontvangt, verlaat
deze computer de ontsteking, wat resulteert in een tijdelijke verlaging van
het motorkoppel. Hierdoor wordt een soepeler schakelgedrag verkregen. Voor
dit hele proces, d.w.z. het verlagen van het motorkoppel en het schakelen zelf,
heeft het systeem niet meer dan een halve seconde nodig (fig. 49). Het elek-
Figuur 49: Tijdens het schakelen wordt het ontstekingstijdstip verlaat (tek. Seat).
trische schema van de automatische versnellingsbak toont ons fig. 50 .
49

Figuur 50: Elektrisch schema van de automatische versnellingsbak.
B/50 startmotor (50), G40 motortoerentalsensor, J207 startblokkeerrelais,
N88 magneetklep, D/50 contactslot (50), G68 voertuigsnelheidsensor,
J217 computer automaat, N89 magneetklep D/15, contactslot (15),
G69 gaskleppotentiometer, J 382 motor computer, N90 magneetklep,
F remlichtschakelaar, G93 temp.schak. versn. olie, L79 led indicatie selector,
N91 magneetklep, F125 multischakelaar, Pin 12 airco,
M16 achteruitrijlichten, N93 magneetklep, G38 n-sensor versn.bak,
N110 blokkermagn.selector, M9/M10 remlichten, N207 weerstand, F8 kickdownschakelaar. 50

8 Diagnose
Elektrische storingen van de automatische transmissie 001 kunnen worden
opgespoord door gebruik te maken van de seriële diagnosetester. Met behulp
van dit apparaat kan een belangrijk deel van de elektrische installatie van de automatische
transmissie worden gecontroleerd. De computer beschikt over een
zelfdiagnose-systeem waarmee de werking van alle onderdelen bewaakt wordt.
Wanneer de versnellingsbak-computer een storing vaststelt wordt deze in het
storingsgeheugen opgeslagen. Vervolgens kan de storing in de werkplaats worden
uitgelezen. Zodra een storing optreedt gaat het systeem in de zgn. noodloop.
Er worden dan vervangende parameters gebruikt. De zelfdiagnose van het
regelapparaat omvat onder meer:
• Uitvoering regelapparaat uitlezen
• Storingsgeheugen uitlezen
• Actuatordiagnose
• Basisafstelling voorbereiden
• Storingsgeheugen wissen
• Meetwaardenblok lezen
De belangrijkste zijn:
1) Storingsgeheugen uitlezen
In het storingsgeheugen worden storingen opgeslagen die zich voordoen in de
meeste sensoren en actuatoren van de automatische versnellingsbak.
2) Basisafstelling voorbereiden
De basisafstelling van de automatische transmissie moet worden uitgevoerd na
de volgende reparaties:
• vervanging motor;
• vervanging motormanagement-computer;
• vervanging regeleenheid van de automatische transmissie;
• vervanging van de gaskleppotentiometer.
Om de afstelling uit te voeren moet het gaspedaal tot in de kick-downstand
worden ingetrapt en gedurende 3 seconden in deze stand worden gehouden.
3) Meetwaardeblok lezen
Het meetwaardeblok verschaft informatie omtrent de werking van de afzonderlijke
componenten. In veel gevallen kunnen de meetwaarden worden gebruikt
om storingen op te sporen en te verhelpen. De functie bestaat uit groepen en
indicatievelden. Zie voorbeeld fig. 51.
8.1 Stall-speedtest of blokkeerstest
De Stallspeedtest of blokkeertest wordt wel uitgevoerd om de automaat (rembanden
en koppelingen) en de koppelomvormer (statorfunctie) te controleren.
51

Figuur 51: Meetwaardeblok automatische versnellingsbak
Omdat het hier om een extreme belasting gaat wordt deze test niet door
alle fabrikanten ondersteund. De stallspeed is het motortoerental dat bij ingeschakelde
transmissie (D, R,1,2,3 of 4) bij stilstaand voertuig en volledig
ingetrapt gaspedaal en rempedaal bereikt wordt. Nogmaals: Een stall-speedtest
mag alleen worden uitgevoerd wanneer deze door de fabrikant wordt toegestaan.
9 Vragen en opgaven
1. Uit welke hoofdcomponenten is een klassieke automatische versnellingsbak
opgebouwd?
2. Wat verstaat men onder het kick-down effect?
3. Is het starten van de motor onder alle versnellingsbakstanden mogelijk?
4. Wat is het verschil tussen de D en de 3-stand van de selectiehefboom?
5. Hoe worden de tandwielstelsels genoemd waaruit de automaat is opgebouwd?
6. Wat is de functie van de besturingshydrauliek in een automaat?
7. Waar zijn de schakelmomenten van een versnellingsbak van afhankelijk?
8. Waarom kan een klassieke plaatkoppeling het motorkoppel niet vergroten?
9. Hoe groot is het rendement van een enkelvoudige droge plaatkoppeling
wanneer het motortoerental 1500 t/min en het toerental van de koppelingas
500 t/min bedraagt terwijl het over te brengen koppel 50 Nm
is.
10. Wat is het verschil tussen een vloeistofkoppeling en een koppelomvormer?
11. Het motorvermogen wordt in de koppelomvormer omgezet in kinetische
energie van een oliestroom. Wat wordt daarmee bedoeld?
52

12. Wat zijn de vier voornaamste onderdelen waaruit een koppelomvormer
is opgebouwd?
13. Hoe noemt men het gedreven gedreven gedeelte van een koppelomvormer?
14. Wat is de functie van de stator?
15. Verklaar met behulp van fig. 5 waarom de stator op een gegeven moment
gaat meedraaien?
16. Bestudeer fig. 6. Gevraagd wordt:
(a) Wat is het toerental van het turbinewiel wanneer de koppelvergrotingsfactor
2 bedraagt?
(b) Toon met behulp van de rendementsformule en de gegevens uit de
grafiek aan dat het in de grafiek aangegeven maximale rendement
inderdaad 89% bedraagt (η = afgegeven vermogen / toegevoerd
vermogen).
17. In welke gebieden is volgens het trekkracht diagram van fig. 7 de koppelomvormer
werkzaam?
18. Wat verstaan we onder het stallpunt van een koppelomvormer?
19. Niet alle fabrikanten staan een stallspeedtest toe. Wat zou daar de reden
van kunnen zijn?
20. Waarom wordt de olie van een automaat vaak speciaal gekoeld?
21. Wat is het probleem bij het peilen van de olie van een automaat?
22. Uit welke onderdelen is een planetair tandwielstelsel opgebouwd?
23. Bepaal met behulp van de gegevens (fig. 9) de overbrengverhouding
van een planetair stelsel wanneer het stelsel geschakeld is als:
(a) stertype
(b) planetair type
(c) solairtype
24. In fig. 10 zijn drie overbrengingsmogelijkheden getekend. Er zijn er
zeven te maken. Verklaar dit.
25. Welke versnelling wordt vanuit het stertype verkregen?
26. Welk type geeft de grootste vertraging?
27. Op welke wijze wordt een vertraging i = 1 verkregen?
28. Uit hoeveel planetaire stelsels bestaat de 3HP22 versnellingsbak van
ZF?
29. Wat hebben deze stelsels gemeenschappelijk?
30. Wat is de functie van een vrijloopkoppeling?
31. Welke verbingen maken koppelingen 4 en 5 (fig. 15)?
32. Welke koppelingen zijn verbonden met het versnellingsbakhuis?
33. Hoe groot is de max. vertraging (dus met inbegrip van de koppelomvormer)
van de 3HP22?
34. Wat verstaat men onder een Ravigneaux stelsel?
35. Geef aan met behulp van fig. 21 en/of fig. 22 welke ’assen’ door het
turbinewiel kunnen worden aangedreven. Geef vervolgens aan welke
koppeling hiervoor moet worden bekrachtigd.
53

36. Wat is het verschil tussen de 3H en 3M versnelling (fig. 22)?
37. Welke koppeling moet worden bekrachtigd om van 3H naar 3M te
schakelen?
38. Welk zonnewiel wordt aangedreven wanneer de 1e versnelling wordt
geselecteerd (fig. 24)?
39. Geef de belangrijkste functies weer van de AT-olie.
40. Waarom is het nodig dat de hydraulische besturingsdruk wordt
afgeregeld?
41. Waarom ontvangt de magneetklep N91 van fig. 33 een PWM-signaal?
42. Men maakt onderscheidt tussen een rem en een koppeling. Mechanisch
betreft het allebei een constructie met plaatkoppelingen (fig. 34). Wat
is het verschil?
43. Wanneer is het constructief eenvoudiger om een remband aan te brengen
dan een plaatkoppeling?
44. Op welke wijze verkrijgt men constructief een vrijloopkoppeling?
45. Geef een compleet overzicht van de gebruikte koppelingen en magneetkleppen
voor het inschakelen van de diverse versnellingen. Of in
andere woorden: maak van de tabellen in fig. 22 en 38 één tabel volgens
het voorbeeld van fig. 52.
Figuur 52
46. Waarvoor wordt de informatie van de gaskleppotentiometer gebruikt?
47. Welke sensoren geven de signalen af die bepalen of de lock-up koppeling
al dan niet geactiveerd moet worden?
48. Welke sensoren geven de signalen af die bepalen welke versnelling geselecteerd
moet worden?
49. Waarom is de functie van de temperatuursensor in de versnellingsbak
zo belangrijk?
50. Welke uitgangspin van de multischakelaar zal hoog worden wanneer
we ’Drive’ selecteren?
51. Teken in fig. 44 een stand van de multischakelaar waarin niet gestart
kan worden.
52. Welke gegevens worden uitgewisseld tussen de MM-computer en de ATcomputer?
54

53. Tussen welke pinnen van de AT en MM-computer vindt de gegevensuitwisseling
plaats (fig. 50)?
54. Wat is de relatie tussen veld 1 en 2 van groep nummer 2 in het meetwaardeblok?.
55