ASTRA-F AF 13 jelű automatikus sebességváltója

A youngtimer elsősorban német területen elfogadott meghatározás és azokat az autókat jelöli, melyek még az oldtimer – veterán autó kategóriát nem érték el. Alapvetően a 20–30 év körüli autókról van szó, de nincs konkrétan meghatározott kor. Ez a kategória, a magyar helyzetet is figyelembe véve, lényegesen közelebb áll a „hétköznapi” autójavítókhoz, mint a klasszikus veterán autók. Ennek kapcsán, valamint a 150 éves Adam Opel AG évfordulójából fakadóan jelen írásunkban a Magyarországon is gyártott és igen népszerű Opel Astra F automatikus sebességváltójáról közlünk műszaki leírást.

Az F 13 jelű, Aisin gyártmányú 4-fokozatú automatikus sebességváltó – az AF 14/20 jelű váltó továbbfejlesztése – az Opel ASTRA-F modellben, a C 14 SE és C 16 SE motorokkal társítva került alkalmazásra.

A vezérlést elektronikus vezérlőegység végzi, amelyet a kesztyűtartó mögött helyeztek el. A tengelykapcsolók és fékek kapcsolását a jármű sebességétől, a fojtószelep helyzetétől, valamint a megválasztott menetprogramtól (economy, ill. sport és téli program) függően elektrohidraulikus mágnesszelepek vezérlik.

Az ehhez szükséges vezérlőjeleket a megfelelő szenzorok közvetlenül a sebességváltóból veszik és közvetítik a vezérlőegységhez. A kapcsolási folyamat valamennyi menetállapotban csaknem lökésmentes.

A korábbi AF 14/20 jelű sebességváltók már ismert előnyei mellett az AF 13 jelű automata sebességváltó a következő további előnyökkel rendelkezik:

– Kompakt konstrukció: új, egytengelyű, 4-fokozatú bolygómű, új, kompaktabb nyomatékváltó és a kompakt differenciálmű.

– Kb. 14 kg-mal csökkentett tömeg.

– Csekélyebb betöltendő olajmennyiség (kb. 2,0 literrel kevesebb).

– 150 Nm bemenő forgatónyomaték.

– A kábelköteg csatlakozóinak módosított kialakítása, kizárt szerelésnél a felcserélés.

Működés

Az AF 13 jelű automatikus sebességváltó 3 különböző, választható menetprogrammal és egy rögzített, nem választható menetprogrammal rendelkezik:

– economy (választható),

– sport (választható),

– téli (választható),

– bemelegítő (nem választható).

1. ábra: felépítés AF 13
1 4-fokozatú sebességváltó fogaskerékkészlete
2 Többtárcsás fék, B2
3 Lemezes tengelykapcsoló, CO
4 Lemezes tengelykapcsoló, C3
5 Lemezes tengelykapcsoló, C1
6 Szabadonfutó, FO
7 Szabadonfutó, F1
8 Lemezes tengelykapcsoló, C2
9 Differenciálmű
10 Fékszalag, B1
11 Olajszivattyú
12 Hidrodinamikus nyomatékváltó

Ennek során az economy és a bemelegítő program a gyújtás ráadásakor (minden bekapcsolásakor) automatikusan választott, a bemelegítő program a motor hőmérsékletétől függ. A másik két menetprogram a megfelelő kapcsoló (1= sport/economy átkapcsolás; 2 = tél) működtetésével a választókarnál, illetve a konzolban aktiválható.

2. ábra

A sport- és az economy-program választása mind a négy fokozatban lehetséges. A kapcsolási folyamatok a jármű sebességétől és a fojtószelep nyitásától függően kerülnek vezérlésre. Ennek során az elektronikus vezérlőegység az 1-2. / 3-4. és a 2-3. fokozat átváltására jelet küld a mágnesszelepekhez.

Economy-program

3. ábra: economy-program

Az economy-programnál korai felfelé kapcsolással, illetve késleltetett lefelé kapcsolással gazdaságos hajtási mód válik lehetővé.

Sportprogram

A választókarban lévő kapcsoló működtetésével aktiválásra kerül a sportprogram. Vizuális jelzésként egy fogaskoszorúval körülvett „S” gyullad fel a műszerfalon. Ilyenkor késleltetett felfelé, illetve korai lefelé kapcsolással jobb gyorsítás érhető el. A maximálisan elérhető végsebesség ennek során változatlan marad.

A sportprogram a következő feltételek mellett kerül kikapcsolásra:

– a kapcsoló újbóli megnyomásával,

– átkapcsolás a téli programra,

– a gyújtás kikapcsolásával,

– esetleg bekövetkező hibás működés esetén.

Téli program

4. ábra: sportprogram​​​​​​​

A téli programnál, amely a konzolban lévő kapcsolóval aktiválható, átugorjuk az 1. és a 2. fokozatot. Az elindulás a 3. fokozatban történik, hogy kb. 80 km/h sebességig meggátoljuk a hajtott kerekek kipörgését.

A téli program funkciója csak „D” menetfokozatban és az economy-programmal egybekötve lehetséges.

A téli program újbóli kikapcsolása a következő feltételek mellett történik:

– kapcsoló újbóli működtetésével,

– kickdown-kapcsoló 2 másodpercnél hosszabb ideig való működtetésével,

– gyújtás kikapcsolásával,

– járműsebesség 80 km/h feletti értéke,

– esetleg fellépő hibás működés esetén.

Komfortvezérlés

Annak érdekében, hogy a „D” menetfokozatnak a semleges helyzetből való bekapcsolásánál lehetőleg csekély szinten tartsuk a lökést, az AF 13 jelű automatikus sebességváltó komfortvezérléssel rendelkezik. Ennek során először a 3. és ezt követően az 1. fokozat kerül kivezérlésre.

Ez a komfortvezérlés azonban csak akkor működik, ha az alábbi feltételek egyike teljesül:

– féklámpakapcsoló működtetve,

– zárva kell lennie a fojtószelepnek,

– járműsebesség < 7 km/h,

– sport-/economy-program kiválasztva.

Hátrameneti fokozat zár

A sebességváltó elektronikusan vezérelt hátrameneti fokozat zárral van felszerelve. Ez meggátolja a hátrameneti fokozat bekapcsolását, ha az előremenet közben – tévedésből vagy szándékosan – „R" helyzetbe kapcsoljuk a választókart és a sebesség 7 km/h felett van.

Ennek során a vezérlőegységtől érkező jel lekapcsolja a 2-3. fokozat és bekapcsolja az 1-2./3-4. fokozat mágnesszelepét. Ez megakadályozza a B2 hátrameneti fokozat fékműködtetését, aminek következtében a bolygómű első gyűrűskereke továbbra is szabadon foroghat és meggátolja az erőzárást.

Bemelegítő program (Warm Up – Shift Pattern)

Ezzel a programmal magasabbra (nagyobb fordulatra) vannak helyezve a felfelé kapcsolási pontok hideg motornál, miáltal 2...3 percre kapcsolási késleltetések lépnek fel az egyes fokozatokban. Ennek következtében a nagyobb fordulatszámmal hosszabb ideig fut a motor, ami kiváltja a motor üzemi hőmérsékletének gyorsabb elérését és a katalizátor gyorsabb üzembeállását. A program további előnye a belső tér fűtésének gyorsabb beindulása.

A felfelé kapcsolás a következő értékeknél történik:

Paraméterként ennek során a hűtőközeg hőmérséklete szolgál.

A program kikapcsolása a következő feltételek mellett történik:

– hűtőközeg hőmérséklete kb. 40 oC felett van,

– „Téli program" kiválasztása,

– „Sportprogram" kiválasztása,

– gyújtás kikapcsolása.

Klímaberendezés-kompresszor lekapcsolása

Az automatikus sebességváltó vezérlőegysége a klímaberendezés kompresszorának lekapcsoló reléje segítségével lekapcsolja a klímaberendezést, ha a jármű 22 km/h sebességnél lassabban halad, a fojtószelep nyitása 1 másodpercnél tovább 80% felett van és a jármű gyorsulása 0,55 m/s2. Ezzel az intézkedéssel minden üzemeltetési állapotban maximális teljesítményt érünk el.

Rendszeráttekintés

5. ábra
1 Diagnosztikai csatlakozóaljzat
2 Féklámpakapcsoló
3 Kickdown-kapcsoló
4 Impulzusadó – sebességváltó bemenő fordulatszám
5 Csatlakozó sebességmérő tengelyhez
6 Kapcsoló, sport-/economy program
7 Kapcsoló, téli program
8 Vezérlőegység, AF 13
9 Vezérlőegység, MUL TEC-M
10 Fojtószelep-potenciométer
11 Kettős gyújtótekercs, DIS
12 Fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló
13 Csatlakozó mágnesszelephez
14 Impulzusadó – sebességváltó kimenő fordulatszám

Hidraulikus vezérlés

6. ábra
Ha egy paraméter a táblázatban körrel van megjelölve, akkor ez a következőket jelenti az egyes alkatrészek számára:
C1, C2, C3 és C0: Tengelykapcsoló bekapcsolva
B1 és B2: Fék működtetve
F1 és F0: Szabadonfutó zárva
2-3 és 1-2/3-4: Mágneses szelep kivezérelve

A következő táblázat megmutatja, hogy melyik tengelykapcsolók, fékek és szabadonfutók vannak bekapcsolódva a választókar esetenkénti helyzeteiben.

Blokkdiagram

7. ábra​​​​​​​

Alkatrészek leírása

Alkatrészek elrendezése

8. ábra
1 Fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló
2 Kábelköteg, mágnesszelepek
3 Sebességváltó-levegőztető
4 Impulzusadó – sebességváltó bemenő fordulatszám
5 Fedél, vezérlőtömb
6 Impulzusadó - sebességváltó kimenő fordulatszám
X 46 Csatlakozó, választókar helyzetkapcsoló, 7-pólusú
X 47 Csatlakozó, fokozatválasztó- kar helyzetkapcsoló, 4-pólusú
X 63 Csatlakozó, mágnesszelepek, 8-pólusú

Vezérlőtömb

9. ábra
1 Csatlakozók – olajnyomás-vizsgálat
1.1.Olajnyomás, B1 féket működtet
1.2 Olajnyomás, B1 féket old
1.3 Olajnyomás, C0 tengelykapcsoló
1.4 Kenőolajnyomás
1.5 Olajnyomás, C1 tengelykapcsoló
1.6 Olajnyomás, C3 tengelykapcsoló
2 Olajnyomás-szabályozó szelep
3 Mágnesszelep, 2-3. átváltó
4 Mágnesszelep, 1-2./3-4. átváltó
5 Mágnesszelep, rövidrezáró-tengelykapcsoló
6 Vezérlőtömb
7 Kábelköteg
8 Hőmérséklet-érzékelő – sebességváltó-olaj

Elektrohidraulikus alkatrészek

Mágnesszelep – nyomásszabályozó

10. ábra​​​​​​​

A nyomásszabályozó mágnesszelepe vezérli az olajnyomást a sebességváltóban. Jeleit a sebességváltó vezérlőegységétől kapja és a kapcsolási folyamatok alatt gondoskodik a helyes olajnyomásról, hogy lehetőleg puha fokozatváltást érjünk el.

Mágnesszelepek – 2-3. és 1-2./3-4. átváltó

11. ábra​​​​​​​

A 2-3. és az 1-2./3-4. átváltó mágnesszelepek felépítésüket tekintve azonosak. A vezérlőegység által nyitásra, ill. zárásra kerülnek az egyes fokozatok megfelelő olajkörei.

Az átváltáshoz a mágnesszelepek az egyes menetfokozatokban a következők szerint vannak kivezérelve:

0 = Mágnesszelep kivezérelve X = Mágnesszelep nincs kivezérelve

0 = Mágnesszelep kivezérelve X = Mágnesszelep nincs kivezérelve

Mágnesszelep - rövidrezáró-tengelykapcsoló

Ez a mágnesszelep vezérli az olajáramlást a rövidrezáró-tengelykapcsolóhoz. Ennek során a motor terhelési állapotától és a bekapcsolt fokozattól függően (bekapcsolva kell lenni a 4. fokozatnak) jelet küld a vezérlőegység a mágnesszelephez. Ezáltal be-, ill. kikapcsolásra kerül a hidrodinamikus nyomatékváltó.

12. ábra

Az átváltó mágnesszelepek és a rövidrezáró-tengelykapcsoló mágnesszelepe meghibásodás esetén egyenként kicserélhetők. A nyomásszabályozó mágnesszelepe a vezérlőtömbbel összeszerelve kerül szállításra.

Sebességváltóolaj- hőmérsékletérzékelő

A sebességváltóolaj-hőmérsékletérzékelővel kerül megmérésre az olaj hőmérséklete a sebességváltó olajteknőjében. A mérési eljárás a villamos ellenállás változásán alapul. A hőmérséklet-érzékelő kicserélése csak a mágnesszelepek kábelkorbácsával együtt lehetséges.

13. ábra

Fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló

A fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló a sebességváltóházra van rácsavarozva. Villamos jelekkel közli a vezérlőegységgel, hogy melyik helyzetben van fokozatválasztó kar.

14. ábra
X 46 csatlakozó, fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló, 7-pólusú
X 47 csatlakozó, fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló, 4-pólusú

A csatlakozók pólusai a fokozatválasztókar-helyzetkapcsolóban lévő csúszó érintkezőkön keresztül vannak ellátva feszültséggel. A pólusok kombinációi adják a fokozatválasztó kar helyzeteit.

Sebességváltó bemenő fordulatszám impulzusadó

15. ábra​​​​​​​

A C1 tengelykapcsolónál (2) ezzel az impulzusadóval (1) kerül megállapításra a sebességváltó bemenő fordulatszáma. Ennek során a vezérlőegység indukciósan fordulatonként 20 impulzust kap a behajtótengelytől.

Sebességváltó kimenő fordulatszám impulzusadó

Ez az impulzusadó (1) megállapítja a sebességváltó kimenő fordulatszámát a kihajtótengelynek. Ennek során a vezérlőegység indukciósan fordulatonként 12 impulzust kap a kihajtótengelytől (2).

16. ábra

Diagnosztika, szükségfutási program

Ez az impulzusadó (1) megállapítja a sebességváltó kimenő fordulatszámát a kihajtótengelynek. Ennek során a vezérlőegység indukciósan fordulatonként 12 impulzust kap a kihajtótengelytől (2).

A kábelköteg elhelyezkedése a járműben

17. ábra
1 Csatlakozó, MULTEC – AT X 26
2 Csatlakozó, műszerfal – AT X 27
3 Csatlakozó a vezérlőegységnél K 85
4 Fojtószelep-potenciométer P 34
5 Impulzusadó – sebességváltó bemenő fordulatszáma P 45
6 Kapcsoló, sport-/economy program S 106
7 Kapcsoló, téli program S 105
8 Csatlakozó, fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló, 4-pólusú X 47
9 Csatlakozó, fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló, 7-pólusú X 46
10 Hőmérséklet-érzékelő – sebességváltó olaj U 13.5
11 Csatlakozó, mágnesszelepek, 8 pólusú X 63
12 Impulzusadó – sebességváltó kimenő fordulatszám P 48
13 Csatlakozó a kickdown-kapcsolóhoz S 104
14 Csatlakozó a kapcsolóhoz, sport-/economy program S 106
15 Diagnosztikai aljzat X 13

Kapcsolási rajz

18. ábra
E 12 Lámpa – választókar 296, 297
F 6, F 25 Biztosíték 295, 292
K85 Vezérlőegység – automata sebességváltó 271 .. 294
P 45 Impulzusadó – sebességváltó bemenő fordulatszám 287, 288
P 48 Impulzusadó – sebességváltó kimenő fordulatszám 285, 286
S 10 Kapcsoló – fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló 271 .. 277
S 104 Kapcsoló – kickdown 291
S 105 Kapcsoló – téli program 293 .. 295
S 106 Kapcsoló – sport-/economy program 290
U13 Vezérlőtömb 278 .. 285
U 13.1 Mágnesszelep – 2-3. átváltó 278
U 13.2 Mágnesszelep – 1-2./3-4. átváltó 280
U 13.3 Mágnesszelep – rövidrezáró-tengelykapcsoló 281
U 13.4 Mágnesszelep – nyomásszabályozó 282
U 13.5 Hőmérséklet-érzékelő – sebességváltó-olaj 284
X 13 Diagnosztika csatlakozóaljzat 275, 276
X 26 Csatlakozó, MUL TEC, 4-pólusú 271 .. 273, 281
X 27 Csatlakozó, műszerfal, 8-pólusú 274 .. 297
X 46 Csatlakozó, fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló, 7-pólusú 271 .. 277
X 47 Csatlakozó, fokozatválasztókar-helyzetkapcsoló, 4-pólusú 280
X 63 Csatlakozó, mágnesszelepek, 8-pólusú 279 .. 284

Lábkiosztás

19. ábra
​​​​​​​1-es láb Mágnesszelep, 2-3. átváltó
2-es láb Nincs lefoglalva
3-as láb Mágnesszelep, 1-2./3-4. átváltó
4-es láb Diagnózis gerjesztővezeték, diagnosztika csatlakozóaljzat, X 13/C pont
5-ös láb Relé – klímaberendezés
6-os láb Nincs lefoglalva
7-es láb Ellenőrzőlámpa, téli program
8-as láb Kickdown-kapcsoló
9-es láb Fokozatválasztó kar, 1-es helyzet
10-es láb Fokozatválasztó kar, 2-es helyzet
11-es láb Test, 31-es pont
12-es láb Impulzusadó – sebességváltó bemenő fordulatszám
13-as láb Gyújtás
14-es láb Nincs lefoglalva
15-ös láb Nincs lefoglalva
16-os láb Mágnesszelep – nyomásszabályozó
17-es láb 15-ös pont
18-as láb 30-as pont
19-es láb Mágnesszelep – rövidrezáró-tengelykapcsoló
20-as láb Kapcsoló, sport-/economy program
21-es láb Kapcsoló, téli program
22-es láb Test, 31-es pont
23-as láb Kétirányú adatvezeték, diagnosztikai csatlakozóaljzat, X 13/G pont
24-es láb Ellenőrzőlámpa – program-/hibakijelző
25-ös láb Motorterhelés jel
26-os láb Féklámpakapcsoló
27-es láb Fokozatválasztó-kar, „D” helyzet
28-as láb Fokozatválasztó-kar, 3-as helyzet
29-es láb Motorfordulatszám-jel
30-as láb Impulzusadó – sebességváltó kimenő fordulatszám
31-es láb Test, sebességváltó be- és kimenő fordulatszám
32-es láb Nincs lefoglalva
33-as láb Hőmérséklet-érzékelő – sebességváltó-olaj
34-es láb Mágnesszelep – nyomásszabályozó
35-ös láb Test, 31-es pont

Diagnosztika, szükségfutási program​​​​​​​

Az AF 13 jelű automatikus sebességváltó vezérlőegysége öndiagnosztikát tartalmaz. Ez állandóan felügyeli a sebességváltónál található valamennyi elektronikus szenzort. Ha a vezérlőegység hibás működést jelentett, akkor a vezérlőegységben tárolódik a hiba, mely a TECH 1 segítségével a bal oldalon lévő biztosítékdobozban elhelyezett diagnosztikai csatlakozóaljzatnál lehívható.

20. ábra

Véletlen hibák, melyek csak rövid időre lépnek fel (pl. laza kontaktusok révén), 20 indítási folyamat után automatikusan törlődnek. Az olyan hibák, melyek befolyásolják a működést, vizuális jel formájában (a sportprogram jelképének villogása) járulékosan kijelzésre kerülnek a vezető számára. A vezérlőegység egyidejűleg szükségfutási programra kapcsol át, amely lekapcsol valamennyi mágnesszelepet és aktivál egy előre megadott fix kapcsolási programot. A jármű ennek során kézi kapcsolással üzemeltethető.

21. ábra

A kapcsolókar kiválasztott helyzetétől függően a következő fokozatok állnak rendelkezésre:

Az AF 13 jelű sebességváltó vizsgálata a TECH 1 rendszerteszterrel történhet, valamint az „OPEL VAUXHALL 87-93 ECU” Programm-Modul rendszerrel lehetséges.

A vizsgálatot az „AF 14/20 jelű, 4-fokozatú elektronikus automatikus sebességváltó-vizsgálati útmutatója” szerint kell elvégezni.