Hareket Kontrol Sistemleri Ders Notları

Hareket Kontrol Sistemleri Ders Notları

Hareket Kontrol Sistemleri
Ders Notları
Namık Kemal Üniversitesi
Hayrabolu Meslek Yüksek Okulu
Öğretim Görevlisi Ahmet DURAK
1
Şasi ve Karoser
Şasi ve Karoseri, otomobilin gövdesini oluşturur. Şasi çerçevesi (
şasi çatkısı), aracın bütün parçalarını üzerinde taşıyan, motora, karosere
ve güç aktarma organlarına desteklik eden bir temeldir. Karoseri ise
aracın kaporta yada gövde diye tabir edilen sac aksamıdır.
2
Otomobiller karoser olarak şasinin üzerine inşa edilir ve şasi ile
tekerleklerin bağlantısını askı sistemi sağlar. Askı sisteminin yol ve araçla
en iyi uyumu sağlaması için birçok yardımcı unsur vardır; bunların
hepsine birden süspansiyon sistemi denir. Aşağıdaki resim şasisüspansiyon sistemi ve süspansiyon sisteminin parçalarını gösteriyor.
3
Süspansiyon Sistemi
Süspansiyon sistemi şasiye bağlı olup, oluşan enerjileri absorbe ederek şasiye
iletilmesini mümkün olduğunca azaltmayı hedefler.
• Süspansiyon Sisteminin Parçaları
• 1. Yaylar
Tekerlekler hariç aracın bütün yükünü üzerlerinde taşırlar. Esnek yapıları sayesinde
tekerleğin tümseklerde şasiye yaklaşıp, çukurlarda şasiden uzaklaşmasına izin vererek
sarsıntıların hissedilmesini en aza indirirler.
• Yay Çeşitleri Şunlardır;
• Yaprak yaylar
• Helisel yaylar
• Burulma çubuklu yaylar
• Pnömatik(hava yastıklı) yaylar
• Hidro pnömatik yaylar
4
Yaprak Yaylar
Genellikle kamyon ve eski tip otomobillerde kullanılır. Yay
çeliğinden üretilen bu yapraklar üst üste konularak kelepçelerle sabit
durmaları sağlanır. Boyları birbirinden farklı, yaprakların üst üste
dizilmesiyle oluşturulan bu sistem genellikle ağır yük taşımacılığı yapan
araçlarda kullanılır. Parçaların tümü, bir merkez cıvatasıyla birbirine
bağlanır. Ana yaprağın her iki ucu kıvrılarak ön dingile ve askı
sistemlerine bağlanır. Yaylanma sırasında yay yaprakları birbiri üzerine
sürtünerek kayma yaparlar, sürtünmenin en aza indirilmesi yaprakların
ömrünü uzatır. Yapraklar birbiri üzerinde kayma yaparak yaylanması
sağlarlar ve dikey ivmelenmeden oluşan enerjiyi absorbe ederler.
Günümüzde artık neredeyse hiç kullanılmayan bu sistem, en verimsiz
süspansiyon sistemlerinden birisidir.
5
Helisel Yaylar
Binek arabalarının ve yolcu otobüslerinin askı sistemlerinde
kullanılır. Yuvarlak kesitli yay çeliğinden yapılmış çubukların ısıtıldıktan
sonra kalıplar üzerine sarılmasıyla şekillendirilir. Uçları yay tablasına
düzgün olarak oturacak şekilde yapılır. Her aracın ağırlığı farklı
olduğundan yay çapı ve bakla sayısı buna göre üretilir. Helisel yaylar, ön
askı sisteminde alt ve üst salıncaklar arasına bağlıdır. Helisel yaylar,
kırıldığında veya esnekliğini kaybettiğinde yenileriyle değiştirilir. Bunun
dışında herhangi bir bakıma gerek yoktur.
6
Burulma Çubuklu Yaylar
Burulma çubuklu yaylar bir veya birden fazla uzun çelik çubuklardan
meydana gelir. Bu çubuklar burulmaya karşı dirençli malzemelerden
üretilir. Çubuğun bir ucu kare şeklinde yapılarak aracın şasisine
dönmeyecek şekilde sabitlenir. Diğer ucu da askı sisteminin uçlarından
birisine bağlanarak, yolda tekerleğin hareketlerini yumuşatıp
yaylanmayı sağlar. Çok uzun ömürlü olmazlar ve ani ve sert
yüklenmelerde kırılabilirler. Günümüzde genellikle araçların arka
süspansiyonlarında kullanıldıkları görülür.
7
Pnömatik(hava yastıklı) Yaylar
Havalı askı sistemlerinde kullanılır. Her tekerde yay yerine hava yastığı bulunur.
Genellikle yolcu otobüsleri, kamyon gibi basınçlı hava sistemi bulunan ağır taşıma
araçlarında kullanılır. Hava yastığı, koruyucu bir kap içinde hava ile şişirilmiş lastik
körükten meydana gelir. Aracın bütün ağırlığı bu hava yastıklarına biner. Hava
yastıkları, araç kompresöründen gelen basınçlı hava ile şişirilir. Sistemde bulunan
seviye ayar supabı, kasa ile dingil arasındaki mesafenin her konumda eşit kalmasını
sağlar. Seviye ayar supabının komuta kolu dingiller ile irtibatlıdır. Araç yükünün fazla
olması halinde kasa yastıklar üzerine oturup dingillere yaklaşmak ister. Yastığın
çökmesiyle komuta kolu, seviye ayar supabını etkileyerek yastıklara dolan havanın
basıncının artmasını sağlar. Yastıklar, kasa ile dingil arasında ayarlanmış mesafeye
gelene kadar şişer. Araç yükünün azalması halinde hava yastıkları serbest kalarak
dingil ile kasa arasındaki mesafeyi açmak ister. Bu durumda da komuta kolu, seviye
ayar supabını ters yönde etkileyerek yastık hava basınçlarını gerektiği kadar düşürür.
Havası indirilen yastıklar, kasa ile dingil arasındaki ayarlanan mesafenin sabit
kalmasını sağlar. Komuta kolu, seviye ayar supabı ile birlikte çalışarak araç yükünün
artması halinde hava yastıklarına basılan havanın basıncını arttırır. Yük azalması
halinde yastık hava basınçlarını düşürülür. Sonuç olarak dingil ve kasa arasındaki
mesafe her zaman sabit tutar.
8
Amortisörler
• Süspansiyon sistemini şu ana kadarki kısmıyla düşündüğümüzde bir fırlatma
mekanizmasından farklı olmadığını göreceksiniz. Çünkü yaylar üzerlerine
gelen yükü yumuşatarak tersi yönde iletme görevini üstlenirler. Yani
tümsekten geçen araçta tekerlek şasiye yaklaşır ve yay iyice sıkışır, yay eski
haline dönerken büyük bir kuvvetle tekerleği geri iter ve yukarı doğru seken
araç yerçekimiyle tekrar yere konar ve yayı sıkıştırır. Bu salınımlar hiç
durmadan devam eder. İşte bunun olmasını engelleyen sadece ufak bir
parçadır. Süregelen salınımları absorbe ederek yok eden bu parçaya
amortisör adı verilir.
• Günümüz araçlarının tamamında boru amortisörler kullanılır. Bu amortisörler
tesir yönünden ikiye ayrılı bunlar; tek tesirli ve çift tesirlidir. Tek tesirli
amortisörler, açılma veya kapanma halinden yalnız birinde görev yapar
diğerinde serbesttir. Çift tesirli amortisör ise hem açılma ve hem de kapanma
halinde görev yaparlar ve en çok kullanılan amortisör tipi de budur.
• Amortisör üzerine yük bindiğinde kapanmaya zorlanır. Bu sırada amortisörün
kapanmaya başlamasıyla beraber ucunda piston olan amortisör mili, içi
hidrolik yağ ile dolu silindir içinde aşağı doğru ilerlemeye çalışır. Fakat sıvıların
sıkıştırılamaz prensibine bağlı olarak, hidrolik sıvı yer değiştirir. Pistonun
baskısı devam ederken, hidrolik sıvı pistonun ucundaki çift yönlü sübaplı
küçük deliklerden dışarı çıkmaya çalışır. Bu sayede amortisör yavaş yavaş
kapanır ve üzerine etkiyen basıncın büyük bir kısmını hidrolik sıvının
sürtünme kuvveti olarak absorbe eder. Amortisör ters yönde yüklendiğinde
yani açılmaya zorlandığında ise, piston üzerindeki çift yönlü sübaplı
deliklerden sıvı tekrar alt tarafa dolmaya çalışır ve yavaşça amortisör genişler.
Sonuçta gerek genişleme gerek sıkışma olsun, amortisör içerisindeki pistonun
hareketi yavaşlatılarak iletilir.Bu da tekerleğin salınım hareketinin ve
titreşimlerin mümkün olduğunca kısa sürede yok edilmesini sağlar.
9
Askı Sistemleri
• Tekerleklerin araçla bağlantısını sağlayan sistemlerin tümüne “askı
sistemi” denir. Ön tekerleklerin araca bağlantısını sağlayan sisteme ön
askı sistemi, arka tekerleklerin araca bağlantısını sağlayan sisteme ise
arka askı sistemi denir. Askı sistemi, tekerleklerin virajlarda yanal
kuvvetlerin etkisinde yola sürekli düz basmasını ve yol yüzeyindeki
girinti-çıkıntıların oluşturduğu yanal titreşimlerin en aza indirilmesini
sağlar.
• Askı sistemleri ikiye ayrılır;
1) Serbest Askı Sistemi
2) Sabit Askı Sistemi
10
• Sabit Askı Sistemi
Bu sistemde dingil her iki tekerleği birbirine bağlar. Yani bir tekerlek üzerine gelen
kuvvet ve oluşan titreşim diğer tekerleği de etkiler. Titreşimlerin fazla olması
oldukça konforsuz bir sürüşe neden olmaktadır. Fakat buaskı sistemini meydana
getiren parça az ve sistem basit olduğundan darbe dayanımı ve ömrü daha
uzundur. Bu nedenle ağır taşımacılık yapan araçlarda sık kullanılan bir sistemdir.
• Serbest Askı Sistemi
Binek arabaların tümünde ön askı sistemi olarak kullanılır, bazı araçlarda arkada
da serbest askı sistemi kullanıldığı görülür. Bu sistemde süspansiyonlar birbirinden
bağımsız olarak çalışırlar. İki tekerlek arasında doğrudan aks bağlantısı
bulunmadığından, sağ ve sol tekerleklerde süspansiyon mekanizmaları bağımsız
olarak çalışır ve çok daha konforlu bir sürüş sağlanmış olur. Yaysız kütle az
olduğundan ve aşağıda tutulabildiğinden lastiklerin yol tutuşu çok iyidir ve
titreşimler çok daha iyi absorbe edilebilir. Fakat bu sistemlerde tekerlekler çok
hareketli olduğundan ve birbirleri ile bağlı olmadıklarından yanal kuvvetlere
dayanıklılıkları daha az ve aşınmaları daha kolaydır. Fakat binek otomobillerde bu
sistemin kullanılması rahat bir sürüş ve konfor için olmazsa olmazlardandır. En çok
kullanılan serbest askı sistemi MacPherson sistemidir.
11
Denge Çubukları
Denge çubuğu veya diğer adıyla stabilizatör, virajlarda merkez kaç
kuvvetinin etkisiyle araç gövdesi dışa doğru savrulan aracın tekerlekler
arasındaki açı farkını azaltarak daha kontrollü hareket etmesine olanak
verir. Kısaca savrulma sunucu dışta kalan yay basılmaya içte kalan yay
açılmaya zorlanır. Bu durumda denge çubuğu tekerlek arasındaki farklı
durumu burulmak suretiyle azaltır. Böylelikle direksiyon hakimiyetini
çoğaltıp aracın savrulmasını ve sağa sola yatmasını ve bir miktar da
kaymayı önler. Bazı araçlarda denge çubuğunun yanı sıra birde dayanma
çubuğu bulunur. Dayanma çubuğu alt salıncakla şasi arasına bağlanır ve
salıncakta meydana gelen kaymayı önler.
12
Rotiller
Rotil bir küresel mafsal olup aks başının salıncaklara bağlantısını yapan
parçadır. Aks başının üst salıncağa bağlantısını yapan parçaya üst rotil,
alt salıncağa bağlantısını yapan parçaya da alt rotil denir. Rotiller üretim
sırasında yağlanıp hazır hale getirilirler, sonradan bir yağlama yapılması
mümkün değildir. Rotillerin genel görevi, aks bağlantılarının tekerleğin
değişik durumlarında dahi bağlantısının sürekliliğini sağlar. Örneğin
aracın ön tekerleği bir tümsekteyse, rotiller hareketli bir mekanizma
olduğundan aksı hafif yukarı kaldırarak yine bağlı kalmasını sağlar. Yani
bir nevi insan kolunun gövdeye bağlanması işlevini üstlenir. Bunlara
otomobillerin eklemleri de denilebilir.
13
Ön Düzen Geometrisi
Direksiyon ve süspansiyon sistemlerinin görevlerini kusursuz bir
şekilde yapabilmeleri için ön tekerlek açıları doğru olarak
düzenlenmelidir. Ön düzen geometrisinin uygun ayarlanması ile dinamik
gerilmeler ve parçaların aşınmaları azalacaktır. Ön düzen açı ve
boyutlarının ayarları süspansiyon sistemine, tekerlek tahrik sistemine ve
direksiyon sistemine göre değişir. Bu ayarlar sürüş performansını,
direksiyon kararlılığını ve parçalarının dayanıklılığını artırmak için yapılır.
Bağımsız arka süspansiyona sahip araçlarda, arka tekerleklere de ön
tekerleklerde olduğu gibi kamber ve toe açısı verilir.
14
Kamber Açısı
Taşıtın ön tekerleklerine önden bakıldığında düşey eksene göre,
tekerleğin üst kısmının aracın merkezine ya da dışarı doğru eğimine
kamber açısı denir. Tekerleğin üst kısmı dışa doğru belirli bir açı ile eğim
yapıyorsa pozitif kamber, içe doğru eğimli ise negatif kamber olarak
tanımlanır. Kamber açıları genellikle pozitif verilir. Bazı küçük çaplı
tekerlekler için negatif kamber daha iyi sonuçlar vermektedir.
15
Kamber Açısının Amacı ve Etkileri
• 1-Lastiğin yol yüzeyine iyi bir temas yapmasını sağlar,
• 2-Pozitif kamber, lastiğin yere temas noktasını yük ekseninin yola temas noktasına
getirerek, meydana gelen momenti azaltır. Böylece direksiyon kolaylığı sağlar,
• 3-Aracın ağırlığını aks başına momentsiz bindirerek, aks pimi burcunda veya
rotillerdeki sürtünmeyi azaltır direksiyon kolaylığı sağlar,
• 4-Tekerleğe gelen normal tepki kuvvetinden dolayı aks pimi veya rotillerde
meydana gelen yük ve aşınmaları azaltır,
• 5-Gereğinden fazla pozitif kamber açısı tekerleğin dıştan aşınmasına negatif
kamber ise içten aşınmasına sebep olur,
• 6-Kamber açısının iki tarafta eşit olmaması taşıtın bir tarafa çekmesine neden olur.
Taşıt, pozitif (+) kamber açısının büyük olduğu tarafa çekme yapar. İki tekerlek
arasındaki kamber açısı farkı 0,5 dereceden büyük olmamalıdır.
16
Kaster Açısı
Taşıt tekerleklerine yandan bakıldığında
görülen, aks piminin veya alt ve üst
salıncak rotillerini birleştiren doğrunun
taşıtın önüne veya arkasına doğru yaptığı
eğime kaster denir. Tekerleğe yan
tarafından bakıldığında pimin üst
kısmının arkaya doğru eğimi “Pozitif
Kaster“, tersi ise “Negatif Kaster” olarak
adlandırılır. Günümüz taşıtlarında her iki
duruma da rastlamak mümkündür.
17
Kaster Açısının Amacı ve Etkileri
• 1-Kaster açısının asıl amacı taşıta hareket kararlılığı sağlamaktır. Pozitif
veya negatif kaster verilmiş araç tekerleklerinde, yolun durumundan
dolayı sapma meydana geldiğinde, tekerlekler tekrar eski konumuna
gelir.
• 2-Dönüşlerden sonra tekerlekler tekrar düz duruma getirilmeye
çalışıldığında direksiyonun kolayca toplanmasına yardımcı olur.
Örneğin sağ tarafa dönen araçta sağ tekerlek aksı yere yaklaştırılmaya
çalışılır. Ancak, tekerlek yere gömülmeyeceğinden, aracın sağ
direksiyon mafsalı yukarı doğru kalkar ve araç gövdesini de yukarı
kaldırır. Dönüşten sonra direksiyon serbest bırakıldığında aracın
ağırlığı ve yol direncinin etkisiyle sağ direksiyon mafsalı tekrar aşağıya
doğru itilir ve tekerlekler tekrar düz konumuna döndürülür.
18
Toe Açısı (Toe-in veya Toe-out)
Araca hareket veren ön
tekerleklere
üstten
bakıldığında
görülen, tekerleklerin ön kısmının
arkaya göre farklı mesafede olması
durumudur. Ön tarafın arkaya göre
kapalı olmasına toe-in, açık olmasına
da toe-out denir.
19
Toe Açısının Amaç ve Etkileri
• 1-Taşıt düz yolda hareket ederken tahrik tekerleklerinin ve yükün
etkisi ile ön tekerlekler, arkadan itişli araçlarda genellikle dışa doğru
açılmaya, önden çekişli araçlarda ise içe doğru kapanmaya zorlanır. Bu
nedenle önden çekişli araçlarda ön tekerleklere toe-out,arkadan
çekişli araçlarda toe-in verilir.
• 2-Taşıt ön tekerleklerine, üretici firma tarafından belirlenmiş
değerlerin dışında fazla miktarda toe-in veya toe-out verilmişse bu
durum tekerleklerde yuvarlanma direncinin artmasına neden olur.
Ayrıca tekerleklerin, içten veya dıştan anormal derecede düzensiz
aşınmalarına yol açar. Bu aşınma, yanal yönde testere dişi şeklinde
kendisini gösterir.
20
King-Pim Açısı
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43