Slayt 1 - Abdullah Demir
Transkript
Slayt 1 - Abdullah Demir
MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ SÜSPANSİYON SİSTEMİ Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR Dingil mesafesi ve Aks genişliği: Bir dingil üzerindeki lastiklerin merkezleri arasındaki bir yandan diğerine olan mesafeye aks genişliği denir. Ön ve arka lastiklerin merkezleri arasındaki mesafeye ise dingil mesafesi denir. Aracın doğru hizalanması durumunda tekerlekler, aracın geometrik merkez hattına paralel bir çizgide dönecektir. Lastikler ve yol arasındaki sürtünme ve tutuş, aracın nasıl hızlanacağını, manevra yapacağını ve duracağını sınırlayan önemli bir faktördür. Sürtünme ne kadar çok olursa, araç o kadar hızlı hızlanabilir, dönebilir ve durabilir. Yolla temas eden lastik, çeşitli kuvvetlerden etkilenir. Araç dinamiği, bu kuvvetleri ve hareket halindeki araca etkilerini konu alan bir araştırmadır. Bir aracın yol tutuşunu, araç geometrisi, süspansiyon ve direksiyon tasarımı etkiler. Yol izolasyonu aracın, yolcu bölmesini yol sarsıntılarından izole etme ya da sarsıntıları emme işlevidir. Bu işlemin seviyesi süspansiyon sisteminin ve parçalarının durumuyla kontrol edilir. Düzgün şekilde işleyen bir süspansiyon sistemi, engebeli yolda giderken araç gövdesinin göreceli olarak sarsıntısız hareket etmesini sağlar. Bu, burçların, yayların ve hidrolik sönümleyicilerin kombine kullanımıyla gerçekleştirilir. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Lastik kuvveti değişikliği, aracın yol tutuş kapasitesinin bir ölçüsüdür ve amortisör ya da amortisör kulesi performansı tarafından doğrudan etkilenir. Amortisörler ve gergi kolları aracın zıplamasına, yalpalamasına ve ağırlık aktarımı sırasında savrulmasına karşı direnç sağlayarak lastikler üzerine yerleştirilmiş dikey yükleri korumaya yardımcı olur. Dengeli bir sürüş sağlamak için burun kaldırma (şahlanma) ve fren dalmasını azaltmaya da yardım eder. Lastik yükü, aracın ağırlık merkezinin hızlanma, yavaşlama ve viraj alma esnasında değiştiği gibi değişir. Ağırlık merkezi, aracın merkezine yakın, denge noktasıdır. Araç fren yaparken, atalet aracın ağırlık merkezinde bir değişime yol açacak ve ağırlığı arka lastiklerden ön lastiklere aktaracaktır. Bu dalma olarak bilinir. Aynı şekilde, hızlanma sırasında ağırlık önden arkaya aktarılacaktır. Bu da, burun kaldırma (şahlanma) olarak bilinir. Bir araç viraj alırken, merkezkaç kuvveti aracın ağırlık merkezinde dışarıya doğru ilerler. Merkezkaç kuvvetine, lastiklerin çekişiyle direnç gösterilir. Bu kuvvetler arasındaki etkileşim, ağırlığı aracın dönüş iç tarafından dışına taşır ve araç yana yatar. Bu olay gerçekleşirken, ağırlık içteki yaylardan ayrılır ve aracın o tarafı kalkar. Bu ağırlık dıştaki yaylara gider ve aracın o tarafı alçalır. Bu duruma gövdenin yana yatması denir. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Şasi, lastikleri ve tekerlekleri aracın gövdesine bağlar. Şasi, süspansiyon sistemi, direksiyon sistemi, şasi, lastikler ve tekerleklerden oluşur. İskelet, yapısal olarak aracın motor ve gövdesine destek olan ve sırasıyla süspansiyon ve tekerleklerle desteklenen yük taşıma elemanıdır. Süspansiyon sistemi, ağırlığı desteklemek, yol sarsıntılarını emmek ve sönümlemek ve doğru tekerlek şasi ilişkisi gibi lastik temasını sağlamaya yardımcı olmak için kullanılır. Direksiyon sistemi, sürücünün araca kılavuzluk etmesine ve aracı yönlendirmesine izin veren bütün mekanizmadır. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Süspansiyon; yaylar, amortisörler ve aracı tekerleklerine bağlayan bir bağlantıdan oluşan sisteme verilen bir addır. Süspansiyon sistemleri iki amaca hizmet eder - düzgün aktif güvenlik ve sürüş keyfi için aracın hakimiyetine ve frenlemeye destek olmak ve araçtaki yolcuları yoldan gelen gürültüden, tümseklerden ve titreşimlerden oldukça iyi izole ederek konfor sağlamak. Süspansiyon aracın kendisini ve herhangi bir yükü de hasardan ve aşınmadan korur. Süspansiyonların ön ve arka tasarımı birbirinden farklı olabilir. Araç amortisörleri çoğunlukla titreşim damperleridir. Bununla birlikte, otomobil şasisinde “amortisör” uygulaması, sıkça kullanılan bir terim haline gelmiştir. Hareket halindeki araç birçok faktörün altındadır. Bunlardan bir kısmı; ağırlık dağılımı, hız, yol ve hava koşullarıdır. Bununla birlikte bütün bu değişkenlerin altında, araç süspansiyon sistemi, amortisörler, gergi kolları ve yaylar da dahil iyi durumda olmalıdır. Aşınmış süspansiyon parçaları, aracın stabilitesini ve sürücü hakimiyetini azaltabilir. Diğer süspansiyon parçalarındaki aşınmayı da hızlandırabilir. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Süspansiyonsuz: Araç sabittir ve tümseklerin üzerinden geçerken yolla temasını kaybeder. Yaylı fakat amortisörsüz: Araç tümsek etkilerini emebilir, ama sönümlenmemiş süspansiyonla, araç zıplamaya ve lastikler yoldan ayrılmaya devam eder. Yaylı ve amortisörlü: Araç yalnızca tümsek etkilerini emmez ayrıca amortisörler de yayları sönümler ve aracın zıplamasını önler. Birlikte, lastikleri yolla temas halinde tutar. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Süspansiyon Sisteminde Hareketlerin Oluşumu Yaylı ve yaysız kütlenin ağırlığı arasındaki ilişki sürüş konforu ile direksiyon kararlılığını etkiler. Otomobilin gövdesini alıp kaldırdığımız da; tekerlekler, akslar ve fren sistemi askıda kalır. Bu parçaların ağırlığı yaysız kütlenin ağırlığıdır. Gövde dahil diğer kısımların ağırlığına ise yaylı kütlenin ağırlığı denir. Yaysız kütle küçük olduğu zaman tekerlekler yoldaki pürüzlere hızlı bir şekilde tepki verir, yolu daha iyi kavrar ve bu şekilde direksiyon kararlılığının da gelişmesine yardımcı olur. Alüminyum jant kullanarak yaysız kütlenin ağırlığını azaltmak direksiyon kararlılığının gelişmesine yardımcı olur. Yaylı kütlenin ağırlığı büyük olduğu zaman, gövdenin sarsılmaya yatkınlığı azalır. Bu yüzden büyük ve ağır bir gövde daha konforlu bir sürüş sağar. Araçta Yaylanmayan Kütleler: Tekerlekler, frenler, aks tahrik milleri, tekerlek rulmanları ve tekerlek rulman muhafazaları Toyota, ProTeknisyen - Saşi Araçta Yaylanan Kütleler: Gövde dahil diğer kısımlardır. Temel olarak aracı geliştirirken yaylanmayan kütlelerin mümkün olduğunca az tutulmasına çalışılır. Böylece üst yapının sallantı davranışına mümkün olduğunca az etki edilerek süspansiyonların tepkisi ve sürüş konforu arttırılmış olur. Yaylanmayan kütlelerin azaltılmasına şu unsurlar katkı sağlar: • Hafif metalden oluşan yürüyen aksam parçaları, • Hafif metalden oluşan fren kaliperleri, • İçleri boş olan hafif jantlar, • Yüke uyumlu lastikler. Yaysız Kütlenin Salınımı Toyota, ProTeknisyen - Saşi Sallantı: Araç yol yüzeyindeki büyük sarsıntılardan geçtiği zaman, aracın önünün ve arkasının farklı yönlerde yukarı ve aşağı hareketidir. Yolcu bunu ileri ve geriye doğru eğilme olarak hisseder. Yana Yatma (Yalpa): Viraj esnasında veya bozuk bir yolda seyrederken, aracın yana doğru yuvarlanmasıdır. Zıplama: Engebeli bir yolda giderken, tüm gövdenin yukarı ve aşağı sallanmasıdır. Genellikle yaylar yumuşak olduğu zaman daha fazla hissedilir. Gez/in/me: Araç büyük tümseklerden geçtiği zaman veya pürüzlü bir yolda seyrederken, aracın önü ve arkası farklı yönlere doğru hareket eder. Yolcu bunu yan/lar/a doğru sallanma olarak hisseder. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Süspansiyon Tipleri ve Özellikleri – SABİT AKSLI Her iki tekerlek de bir aks yuvası veya aks kirişince desteklenir. Bu yüzden, sağ ve sol tekerlekler birlikte hareket eder. Sabit akslı süspansiyonların özellikleri: 1. Süspansiyonu meydana getiren parçaların sayısı azdır ve yapısı basittir. Bu nedenle bakımı da kolaydır. 2. Ağır hizmetlerde kullanım için yeterli dayanıklılığa sahiptir. 3. Dönüşlerde, gövdede bir miktar eğim oluşur. 4. Tekerleklerin yukarı – aşağı hareketlerinde küçük sapmalar vardır. Onun için lastik aşıntıları daha azdır. 5. Yaysız kütlenin büyük olmasından dolayı, sürüş konforu zayıftır. 6. Sağ ve sol tekerleklerin hareketi karşılıklı olarak birbirini etkilediği için, titreşim ve salınım oldukça kolay meydana gelir. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Süspansiyon Tipleri ve Özellikleri – SABİT AKSLI Toyota, ProTeknisyen - Saşi Süspansiyon Tipleri ve Özellikleri – SABİT AKSLI Toyota, ProTeknisyen - Saşi Sabit Akslı Süspansiyon Tipleri Toyota, ProTeknisyen - Saşi Sabit Akslı Süspansiyon Tipleri Toyota, ProTeknisyen - Saşi Paralel Yaprak Yaylı (Makaslı Tip) Bu tipteki süspansiyon kamyon, otobüs ve benzeri araçların ön süspansiyonları ve ticari araçların arka süspansiyonları için kullanılır. Özellikleri: • Süspansiyonun yapısı basit ancak basitliğine kıyasla sağlamdır. • Çok yumuşak yay (makas) kullanılması zordur, bu sebepten dolayı sürüş konforu açısından iyi değildir. Toyota, ProTeknisyen – Saşi Yatay Kontrol Rodlu Ön Kol Tipi (Yatay Kontrol Rodlu Süspansiyon Kol Tipi) Özellikleri: • Sürüş konforu iyidir. • Sağlamdır. Kullanıldıkları araçlar: Bu tipteki süspansiyon Land Cruiser’larda veya kamyon ve benzeri vasıtalarda ön ve arka süspansiyonlar için kullanılır. Toyota, ProTeknisyen – Saşi Yatay Kontrol Rodlu Ön Kol Tipi (Yatay Kontrol Rodlu Süspansiyon Kol Tipi) Toyota, ProTeknisyen – Saşi 4 Bağlantılı Tip Süspansiyon Bu tip arka süspansiyonlar için kullanılır. Tüm sabit akslı süspansiyonların içinde en yüksek sürüş konforunu sağlayan bu tiptir. Toyota, ProTeknisyen – Saşi ÖRNEK UYGULAMALAR KİA Sabit Arka Süspansiyon Tipleri Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Sabit Arka Süspansiyon Tipleri Sabit Aks, Makaslı: Bu sistemde tahrik aksı, normal olarak aksa cıvatalanmış amortisörlere ve makaslara bağlıdır. Yaprak yayların uçları, amortisörlerin üstündekiler gibi doğrudan şasiye bağlıdır. Bu düzenlemenin temel dezavantajı, içinde yanlara pek çok eğimi olduğu anlamına gelen, aksın yanal konumunun düzgün olmayışıdır. Sabit Aks, Helezon/Helisel yay: Temel fikir aynıdır, ama makaslı süspansiyonun yerine, ya yay ve amortisör kombinasyonu, ya da burada gösterildiği gibi, ayrı helezon yayları ve amortisörler kullanılır. Makas yaylar söküldüğü için, aks bir çift kontrol kolunun yanal desteğine ihtiyaç duyacaktır. Bunların ön uçları şasiye, arka uçları aksa bağlıdır. Aks Kirişi: Bu sistem, arka aksın tahrik edilmediği, önden çekişli araçlarda kullanılır. Kiriş, aracın altında, bir ucuna bağlı tekerlekler arasındadır. Yay / amortisör birimleri ya da gergi kolları, birer ucuna cıvatalanmıştır ve araç gövdesindeki ya da şasideki süspansiyon boşluğuna yerleştirilmiştir. Kirişin, sabitaks helezon-yay sisteminde gerekli olan ayrı kontrol kolları yerine yerleşik iki adet iç çekme kolu vardır. Bu sistemdeki değişiklikler, ya ayrı yay ve amortisörlere, ya da burada gösterildiği gibi kombine olabilir. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Sabit Arka Süspansiyon Tipleri Arka Çubuğu (veya Panhard Çubuğu) bu sistemin belirgin bir özelliğidir. Bu, kirişin bir ucundan karşısındaki kontrol kolunun (buradaki gibi) önündeki bir noktaya, ya da bazen çapraz olarak karşısındaki yay bağlantısının üstüne doğru hareket eden çapraz bir çubuktur. Bu, yol tutuş sorunlarına yol açabilen, kirişteki yana doğru hareketi önlemektedir. Bunun üzerindeki değişiklik, Panhard çubuğu hariç aynı olan bükülme aksıdır. Bükülme aksında aks, hafifçe bükülebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu, geçerli, yarı-bağımsız bir sistem sağlar; ancak tekerlek üzerindeki bir tümsek, kirişin bükülme hareketiyle kısmen içine çekilir. Bu sistemdeki diğer bir değişiklik, yayları ortadan kaldırır ve şasiye denk gelen ve kontrol kollarının ön ucuna bağlı burma çubuklarıyla değiştirir. Dört (4) Çubuklu Sistem: 4-Çubuklu süspansiyon, aracın arka veya ön tarafında kullanılabilir ve çeşitlilik gösterir. Paralel tasarım, "paralelkenarın sürekli hareketi" prensibiyle çalışır. 4Çubuklu tasarımda, arka uç yere dik konumdadır ve pinyon açısı asla değişmez. Bu, Panhard Çubuğunun yanal stabilitesiyla kombine olarak, arka ucu mükemmel bir şekilde yerleştirir ve düzgün hizada tutar. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. EK AÇIKLAMA - PANHARD ÇUBUĞU Yan yönlendirme için belirlenmiş olan enine yön verici olan ve bir ucu aksta diğer ucu aracın gövdesine yataklanmış olan panhard çubuğu kullanılır. Bu çubuk eğik yerleştirilmiş olsa bile ani dönme merkezinin aks tarafındaki çok az miktarda kayması pratikte dikkate alınmayabilir. Yaylanma esnasında aracın karoseri yana doğru belirli bir miktar kaymakta ve bu kayma enine yön verici ne kadar eğikse o kadar fazla olmaktadır. Bu nedenle panhard çubuğu aracın bütün genişliğini kaplamalı ve yüklü araçta yola paralel olmalıdır (İşlek, 1992; Kuralay, 1987; Demirsoy, 1991; Tekgürler, M.). A Panhard rod (also called Panhard bar or track bar) is a suspension link that provides lateral location of the axle. While the purpose of the suspension of an automobile is to allow the wheels to move vertically with respect to the body, it is undesirable to allow them to move forward and backwards (longitudinally), or side to side (laterally). The Panhard rod is designed to prevent lateral movement. This is not to be confused with a traction bar which controls axle wrap and suspension loading. The track bar or Panhard bar is a simple device, consisting of a rigid bar running sideways in the same plane as the axle, connecting one end of the axle to the car body or chassis on the opposite side of the vehicle. The bar is attached on either end with pivots that permit it to swivel upwards and downwards only, so that the axle is allowed to move in the vertical plane only. This does not effectively locate the axle longitudinally, therefore it is usually used in conjunction with trailing arms which stabilize the axle in the longitudinal direction. This arrangement is not usually used with a leaf spring suspension, where the springs themselves supply enough lateral rigidity, but only with coil spring suspensions. The advantage of the Panhard rod is its simplicity. Its major disadvantage is that the axle must necessarily move in an arc relative to the body, with the radius equal to the length of the Panhard rod. If the rod is too short, there will be excessive sideways movement between the axle and the body at the ends of the spring travel. Therefore, the Panhard rod is less desirable on smaller cars than larger ones. A suspension design that is similar but dramatically reduces the sideways component of the axle's vertical travel is Watt's linkage. http://vorshlag.smugmug.com/Product-Pictures/Whiteline-Suspension/i-T47mLBk/0/L/Adjustable-Panhard-Bar-L.jpg 1 2 BEAM ASSY., RR. AXLE 11 LINK COMP., R. RR. LOWER 21 BOLT, FLANGE, 14X120 SPRING, RR. STABILIZER 12 LINK COMP., L. RR. LOWER 22 BOLT, FLANGE, 12X72 3 HOLDER, RR. STABILIZER 13 LINK COMP., R. RR. UPPER 24 BOLT, UPPER ARM, 10X68 4 BUSH, RR. STABILIZER 14 LINK COMP., L. RR. UPPER 25 NUT, SELF-LOCK, 12MM 5 LINK COMP., R. RR. STABILIZER 15 BRACKET, R. RR. LINK 26 NUT, SELF-LOCK, 10MM 6 LINK COMP., L. RR. STABILIZER 16 BRACKET, L. RR. LINK 27 BOLT-WASHER, 6X12 7 ROD COMP., PANHARD 17 SENSOR ASSY., R. RR. 29 BOLT, FLANGE, 8X14 8 BUSH B, PANHARD ROD 18 SENSOR ASSY., L. RR. 30 BOLT, FLANGE, 8X20 9 BUSH A, PANHARD ROD 19 NUT, FLANGE, 10MM 20 BOLT, FLANGE, 12X88 10 WASHER, PANHARD ROD http://www.lingshondaparts.com/honda_car_parts_selection_pfk.php?block_01=17S2H01&block_02=B__2900&block_03=19460 http://www.who-sells-it.com/cy/bearmach-land-rover-parts-accessories-4834/range-rover-p38-parts-24968/page-25.html Sabit Arka Süspansiyon Tipleri Üçgenlere bölünmüş tasarım, aynı prensiple çalışır, ama üst iki çubuk içeriye eğilir ve merkeze daha yakın olan arka uç muhafazasına bağlıdır. Bu, Panhard çubuğuna olan gereksinimi ortadan kaldırır, başka bir deyişle bütün sistemin daha da küçülmesini sağlar. 4-Çubuklu sistemde pek çok çeşit vardır, örneğin. Dört açılı çubuklar, aksın yanından orta çizgiye yakın olan şasiye gidiyorsa, buna "Satchell bağlantısı" denir. Bu açılı bağlantıların her ikisi de açılı bağlantılar aksın altında olacak şekilde ve paralel bağlantılar üstte olacak şekilde tersine çevrilebilirler. Dönme merkezi, aksın altındaki açılı çubuklarla alçaltılacaktır; bu tasarım olmadan bu işlevi gerçekleştirmek güçtür. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. BAĞIMSIZ SÜSPANSİYON Bağımsız Süspansiyonlar Bağımsız Süspansiyon: Her tekerlek, araç gövdesine bağlanmış olan bağımsız bir salıncak tarafından desteklenir. Bundan dolayı, sağ ve sol tekerlekler birbirinden bağımsız hareket eder. Bu tip süspansiyonların özellikleri: • Yaysız kütlenin ağırlığı az ve sürüş konforu yüksektir. • Yayların tekerleklerin konumlandırılmasıyla doğrudan ilgisi yoktur, bu nedenle daha yumuşak yaylar kullanılabilir. • Sağ ve sol tekerlekleri birbirine bağlayan aks olmadığından, döşeme ve motor bağlantı konumu daha aşağıda olabilecektir. Bu durum aracın ağırlık merkezinin daha aşağıda olabileceğini ifade eder. • Yapısı oldukça karmaşıktır. • Tekerleklerin yukarı-aşağı hareketiyle lastik sırtının sürtünme yüzeyi ve tekerlek düzen ayarları değişebilir. • Birçok model, viraj alma esnasında yan yatmayı azaltmak ve sürüş konforunu artırmak için denge çubuğu ile donatılmıştır. Toyota, ProTeknisyen -Saşi Bağımsız Süspansiyonlar Toyota, ProTeknisyen -Saşi Bağımsız Süspansiyonlar MacPherson Gergi Çubuklu Tip: Bu tip bağımsız süspansiyon sistemi, küçük ve orta büyüklükteki araçların ön süspansiyonları için geniş ölçüde kullanılır. Aynı zamanda, önden çekişli araçların arka süspansiyonlarında da bu tip kullanılır. Özellikleri: • Süspansiyonun yapısı nispeten basittir. • Parça sayısı az olduğundan hafiftir, dolayısıyla yaysız kütle azaltılabilir. • Süspansiyon az yer kaplayacağından, motor bölümünde kullanılabilir alan arttırılabilir. • Süspansiyon destek noktaları arasındaki mesafe çok olduğundan, ön düzen ayarının bozulmasına neden olabilecek imalat veya montaj hatalarından çok az etkilenir. Bu nedenle, toe-in ayarı hariç, başka bir ayara gerek duyulmaz. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Bağımsız Süspansiyonlar MacPherson Gergi Çubuklu Tip Toyota, ProTeknisyen - Saşi Bağımsız Süspansiyonlar Yay Ekseninin Kaçıklığı MacPherson gergi çubuklu tip süspansiyonda, amortisörler, dikey yükü alarak süspansiyonun bağlantı parçası gibi davranırlar. Ancak, amortisörler lastiklerden gelen yüke de tabi oldukları için, çok hafifçe eğilirler. Bu yanal bir stres (çizimde gösterilen A ve B) oluşmasına sebep olurken; piston rodu ile gaydı arasında ve de piston ile iç silindir arasında sürtünme oluşturur, bu da anormal gürültüye neden olur ve sürüş konforunu olumsuz etkiler. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Bağımsız Süspansiyonlar Çift Salıncaklı - Double Wishbone Tip: Bu tip süspansiyonlar çoğunlukla binek araçların ön ve arka süspansiyonları ile küçük kamyonların ön süspansiyonları için kullanılırlar. Özellikleri: Bu tip süspansiyonda, tekerlekler gövdeye üst ve alt kollar vasıtasıyla monte edilmiştir. Süspansiyon geometrisi, üst ve alt kolların uzunluğuna ve bunların montaj açılarına göre tasarlanabilir. Örneğin, üst ve alt kollar paralel ve uzunlukları da eşitse, lastik izi ve lastiğin lastikten – zemine kamberi değişir. Sonuç olarak, viraj alma performansı elde etmek mümkün olmaz. İlaveten, ön iz mesafesinin değişmesi, lastiğin fazla aşınmasına sebep olabilecektir. Bunu çözmek için, normal olarak üst kolun alt koldan daha kısa olacağı bir tasarım uygulanması neticesinde, lastik izinin ve lastiğin lastik – yer arası kamberinin daha az etkilenmesi sağlanabilir. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Bağımsız Süspansiyonlar Çift Salıncaklı - Double Wishbone Tip Toyota, ProTeknisyen -Saşi Toyota, ProTeknisyen -Saşi Yarı – Çeki Salıncaklı Tip Bağımsız Süspansiyon: Bu tip, pek az modelin arka süspansiyonunda kullanılmıştır. Bu tip süspansiyonda, aracın sürüş özelliklerini saptamak bakımından, toe açısı ve kamber açısının ne miktarda değişeceği (tekerleklerin yukarı – aşağı hareketleri nedeniyle) tasarım safhasında düzenlenebilir. Toyota, ProTeknisyen -Saşi Salıncaklar Salıncak kolları süspansiyon sisteminin bir parçası olup ön süspansiyon sistemlerinde aks taşıyıcısı, direksiyon sistemi elemanları, denge çubuğu, yay ve amortisörlerle bir bütün oluşturur. Salıncaklar, tekerlekleri düzgün konumda tutar, çeşitli yönlerden gelen kuvvetlere karşı hareketlerini sınırlar ancak yukarı ve aşağı yöndeki hareketlere izin verir. Her tekerlek için, aracın boyuna olan eksenine dik bir üst bir de alt salıncak bulunur. Genel olarak üst salıncak tek, alt salıncak ise iki koldan oluşmaktadır ve araç ekseni boyunca uzanan bir gergi çubuğu tarafından desteklenmektedir. Üst salıncağın bir ucu burçlar ile süspansiyon çatısına diğer ucu ise bir rotil vasıtasıyla aks taşıyıcısına tutturulmuştur. ÖRNEK UYGULAMALAR Bağımsız Ön Süspansiyon Tipleri Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Bağımsız Ön Süspansiyon Tipleri McPherson süspansiyon: Sistem temel olarak, bir yay ve tek alt koldaki bilyeli mafsalda dönen amortisörden oluşur. Üst uçta, daha gelişmiş sistem üzerinde iğneli konik rulman bulunur. Gergi kolu, aslında aracı kaldırmaya karşı olan görevlerini yerine getiren yay ve amortisörle, bu gruptaki yük taşıma elemanıdır. Direksiyon dişlisi ya doğrudan alt amortisör muhafazasına, ya da dingilin arkası veya önünden bir kola bağlanmıştır. Direksiyonu çevirdiğinizde, tekerleği döndürmek için, fiziksel olarak gergi kolunu ve amortisör muhafazasını (ve sonuç olarak yayı) büker. Yay, bu bükülme hareketinin gerçekleşmesine izin veren grubun üstündeki özel bir plakaya yerleştirilmiştir. Çift salıncak (Helezon Yay tipi 1): Bu, bir çift-A ya da çift salıncaklı süspansiyon tipidir. Tekerlek milleri, üstte ve alttaki A şeklindeki kollarla desteklenir. Bu tipte, yükün çoğunu alt kol taşır. Bu sisteme tepeden baktığınızda, dingillerin yukarı ve aşağı dikey olarak hareket etmesine olanak tanıyan, paralelkenar bir sistem göreceksiniz. Bunu yaptıklarında, kendi muylu noktaları etrafında belirtilen salıncakların oluşturduğu kavisten kaynaklanan hafif, yandan yana bir harekete sahip olacaklardır. Bu yandan yana harekete sürtünme denir. Bu bağlantılar çok uzun değilse, sürtünme hareketi her zaman görülür. Süspansiyon birleştirdiğinde gövdeyle ilgili iki tekerlek hareketi daha vardır. Birincisi, toe açısıdır (direksiyon açısı). İkincisi kamber açısıdır. Direksiyon ve kamber lastikleri aşındırır. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Bağımsız Ön Süspansiyon Tipleri Çift salıncak (Helezon Yay tipi 2): Bu sistemlerde alt kolun bazen tek sabit bir kolla değiştirilebilmesine rağmen, bu bir çift-A kollu süspansiyondur. Bu ve daha önce bahsedilen sistem arasındaki tek gerçek fark, yay/amortisör kombosunun kolların arasından üst kola taşınmasıdır. Bu, süspansiyonun yük taşıma kabiliyetini hemen hemen tamamıyla üst kola ve yay bağlantılarına taşır. Bu örnekteki alt kol, kontrol koludur. Çoklu bağlantılı süspansiyon: Çoklu bağlantılı süspansiyonun temel prensibi, çift salıncaklı olanla aynıdır; fakat sabit üst ve alt salıncaklar yerine, salıncağın her bir kolu ayrı bir parça sayılır. Bunlar dingilin altına ve üstüne bağlıdır, böylece salıncak şeklini oluşturur. Dingil sürüş sırasında dönerken, dört süspansiyon kolunun torku yardımıyla süspansiyon geometrisini değiştirir. Bunun gerçekleşmesine olanak tanıyan karmaşık pivot sistemleri vardır. Sayısı, bağlantılarının karmaşıklığı, kol sayısı ve parça konumlandırılması, vb. özelliklerinde büyük farklılıklar olan çeşitleri mevcuttur, ancak hepsi genel olarak aynıdır. Bu sistemde yayın (kırmızı) amortisörden (sarı) ayrı olduğu unutmayın. Arka kolu tipi süspansiyon: Arka kolu sistemi, şasiye önden bağlı, arkasının yukarıya ve aşağıya hareket etmesine izin veren bir süspansiyon koluna sahiptir. Bu çiftler, çift arka kolu sistemlerini oluşturur ve daha önce bahsedilen çift salıncaklı sistemle tam olarak aynı prensiple çalışır. Farkı, şasi tarafından ayrılan kollar yerine, şasiye paralel olarak hareket etmesidir. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Bağımsız Arka Süspansiyon Tipleri Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Arka Süspansiyon Tipleri Aracın önüne sabitlenebildiği gibi, arkasına da direksiyon dişlisinin karmaşıklığı olmadan sabitlenebilir. Tüm bağımsız sistemlerin sadeleştirilmiş versiyonları, araçların arka akslarında bulunabilir. Bu durum, bütün tekerleklerin birbirinden bağımsız bir şekilde monte edilmiş ve asılı olduğunu gösterir. Bu tip süspansiyonun birincil kullanım amacı, araçtaki mevcut iç alanı artırmaktır. Kullanılan çoğu süspansiyon sistemi, önde ve arkada amortisör kulelerine sahiptir. Önde sorun oluşturmaz; ama arkada, bagaj alanına engel olur. Bağımsız arka süspansiyon tipi amortisörü yaylardan ayırır. Bunu yapmak için çekme-kol tipi bir süspansiyon gereklidir, böylece tekerlek davlumbazlarının altından yukarıya dönme koluna gerek kalmaz. Yaylar kısaltılır, içeriye ve alta taşınır. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Bağımsız Arka Süspansiyon Tipleri Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. YAYLAR YAYLAR Yayların Özellikleri 1. Elastikiyet: Eğer lastik malzemeden yapılmış bir nesneye kuvvet (yük) uygulanırsa, o nesnede bir gerilim (deformasyon), yani şekil değişikliği oluşturacaktır. Kuvvet kalktığı zaman nesne tekrar orijinal haline geri dönecektir. Biz bu özelliğe “elastikiyet” diyoruz. Bir aracın yayları, gövdeyi ve araçta yolculuk edenleri yoldan gelebilecek her türlü darbeden korumak için, bu elastikiyet prensibini kullanır. Çelik yaylar bükülme veya kıvrılma elastikiyetini kullanırlar. Önemli Not: Bir nesnesin elastikiyeti olsa bile, eğer ona uygulanan kuvvet aşırı derecede büyükse, elastikiyet sınırı aşılmış olacak, dolayısıyla nesnenin tam olarak kendi orijinal şekline dönmesini engelleyecektir. Buna da “plastikiyet” denir. Toyota, ProTeknisyen - Saşi YAYLAR 2. Yaylanma Oranı (Yay Sabiti): Bir yayın sıkışması ona uygulanan kuvvet (yük) ile orantılı olarak farklılıklar gösterir. Yani, kuvvetin (W) sıkışma miktarına (a) bölünmesiyle elde edilen değer sabittir. Bu sabit değere (k) “yaylanma oranı” veya “yay sabiti” denir. Yay sabiti düşük olan yaya “yumuşak”, yüksek olana “sert” yay denir. Toyota, ProTeknisyen - Saşi 3. Yay Salınımı: Aracın tekerlekleri bir tümseğe rastlayınca, aracın yayları hızla sıkışacaktır. Her yay derhal kendi orijinal şekline ve uzunluğuna dönmeğe çalışacağından geri sıçrayarak aracın gövdesini yukarıya kaldıracaktır. Sıkışma esnasında yay üzerinde depolanmış enerjinin serbest kalması ve aracın yukarı hareketi yayın orijinal uzunluğundan daha fazla açılmasına neden olacaktır. Aracın gövdesi aşağıya doğru harekete tekrar başladığında, yayı aşağıya doğru iterek tekrar sıkıştıracaktır. Yay salınımı denen bu durum, yay sonunda orijinal uzunluğuna dönene kadar bir çok kez tekrarlanacaktır. Eğer yay salınımı kontrol edilmezse, sadece sürüş konforunu bozulmasına neden olmakla kalmayıp, aynı zamanda direksiyon hakimiyetini de olumsuz etkileyecektir. Bunu önlemek için, yayların yanısıra amortisörler de kullanılmıştır. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Toyota, ProTeknisyen - Saşi Yaylar; aracın ağırlığını destekler, yerden yüksekliğini korur ve yol sarsıntılarını emer. Yaylar, lastikler ve süspansiyon yoldaki tümseklerden etkilenirken, iskelet ve gövdenin göreceli olarak sarsıntısız hareket etmesine izin veren esnek bağlantılardır. Yaylar, iskelet ve gövde arasında bastırılabilir bir bağlantıdır. Yaylar üzerine ek bir yük konulduğunda ya da araç yolda bir tümsekle karşılaştığında, sıkışarak yükü çeker. Yaylar, süspansiyon sisteminin konforlu sürüş sağlayan çok önemli bir parçasıdır. Yaylar üzerine yapılan çalışma sırasında kullanılan zıplama terimi, süspansiyon sisteminin dikey (yukarı ve aşağı) hareketini ifade eder. Yayı ve amortisörü bastıran yukarıya doğru süspansiyon hareketi sıkıştırma veya bastırma olarak adlandırılır. Lastik ve tekerleğin, yayı ve amortisörü genişleten aşağıya doğru hareketi ise, esneme veya genişleme olarak adlandırılır. Ref: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Yay Tipleri: Otomotiv süspansiyon sistemlerinde kullanılan yaylar, metalik ve metalik olmayan yaylar şeklinde sınıflandırılabilir. Metalik Yaylar: • Yaprak (Makas) yaylar • Helezon(Helisel) yaylar • Burulma çubuklu yaylar Metalik olmayan yaylar • Lastik takozlar • Havalı yaylar Ref: Toyota. Makas/Yaprak yay: Makas yaylar iki şekilde tasarlanır: Çok yapraklı ve tek yapraklı. Çok yapraklı yay, birbiriyle üst üste dizilmiş farklı uzunluklarda birkaç çelik plakadan oluşur. Normal çalışma esnasında yay, yol sarsıntılarını emmek için sıkışır. Makas yaylar bükülür ve süspansiyon hareketine izin verecek şekilde birbiri üzerine kayar. Konik makas yay, tek yapraklı yaya bir örnektir. Makas ortada ve koniklikler uçlara doğru kalındır. Diğer makas yaylar çelikten yapılırken, bu yayların çoğu bileşik bir metalden yapılır. Çoğu durumda makas yaylar, boylamasına (önden arkaya) yerleştirilmiş çiftler halinde kullanılır. Bununla birlikte, enlemesine (bir taraftan diğerine) tek yerleştirilmiş makas yay kullanan araç üreticisi sayısı giderek artmaktadır. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. En uzun (ana) yaprağın her iki ucu kıvrılarak bağlantı yuvaları oluşturulur, bu da yayı bir şasiye veya bir kenar elemanı gibi yapıya ait bir elemana tutturmakta kullanılır. Genellikle bir yaprak (makas) yay ne kadar uzunsa o kadar yumuşak olur. Aynı zamanda, bir makas yayda ne kadar çok yaprak bulunursa o kadar fazla yüke dayanıklı olur, ancak diğer taraftan, yaylar sertleşeceği için sürüş konforunu olumsuz yönde etkiler. Her yaprağın kıvrımlı yapısına “büküm” adı verilir. Uzun olan yaprağın bükümü kısa olan yaprağa göre daha az olduğundan, her yaprağın/makasın bir önceki yaprağa göre bükümü daha küçüktür. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Yaprak İç Sürtünmesinin Azaltılması Toyota, ProTeknisyen - Saşi Çelik plakaların eğilme esnekliğinde yararlanarak çalışırlar. Bunlar birkaç hafif eğimli uzun ve kısa çelik plakaların üst üste konmasından meydana gelmiştir. Çelik plakaların sayısı ne kadar fazlaysa destekleyebileceği yükte o kadar fazla olur. Bu tip yayların özellikleri: • Bağlantı parçalarına ihtiyaç yoktur. • Ağır yükler altında çalışabilirler (Ticari araçlarda özellikle otobüs ve kamyon gibi) • Yüksüz çalışma koşullarında düşük performansa sahiptirler. Makas/Yaprak yaylar, süspansiyon sisteminde 3 fonksiyonu birden ifa eder: 1. Yay 2. Sönümleme 3. Askı kolu Yaprak Yaylarla Asılı Bir Katı Aks Çift Yaylı Süspansiyon Sistemi Yardımcı Makaslar (Yardımcı Yaprak Yaylar) Taşıdığı yük ağırlıkları büyük farklılıklar gösteren kamyonlarda ve bir çok diğer taşıtlarda, yardımcı makas yaylar (yardımcı yaprak yaylar) kullanılır. Yardımcı makaslar ana makasların üstünde yer alır. Yük hafif olduğu zaman sadece ana makas çalışır, fakat yük belli bir ağırlığı aşarsa hem ana ve hem de yardımcı makaslar beraber devreye girer. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Yaprak Yaylar ve Yardımcı Yaprak Yaylar Çift Yaylı Süspansiyon Sistemi 1. Helper spring 2. Main spring 3. Frame bracket Helisel/Helezon yay: En yaygın olarak kullanılan yay, helezon yaydır. Helezon yayı helezon halinde sarılmış bir parça çelik çubuktur. Telin çapı ve uzunluğu, yayın sağlamlığını belirler. Telin uzunluğundaki artış, yayı daha esnek hale getirirken, çapındaki artış yayı daha güçlü kılar. Zaman zaman esneme oranı olarak da adlandırılan yaylanma oranı, yay sağlamlığını ölçmek için kullanılır. Yayı 2.5 cm bastırmak için gereken ağırlık miktarıdır. Bazı helezon yaylar değişken bir oranla yapılmıştır. Bu değişken oran, ya bu yayı farklı kalınlıktaki metallerden yaparak, ya da yayı, helezonun aşamalı olarak daha yüksek oranda bastıracağı şekilde sararak sağlanır. Değişken oranlı yaylar, daha kolay bir sürüş sunan yüksüz durumda daha düşük bir yaylanma oranı, yüklü durumda ise daha yüksek yaylanma oranı sağlar ve sonuç olarak daha fazla destek ve kontrole olanak tanır. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. • • • • Özellikleri: Birim ağırlığa düşen enerji sönümleme oranı yaprak/makas yaylara kıyasla daha büyüktür. Yumuşak yaylar imal edilebilir. Yaprak yaylarda (Makaslarda) olduğu gibi yaprak iç sürtünmesi olmadığından, helezon/helisel yaylar salınımlarını kendiliğinden kontrol altında tutamazlar. Bu yüzden, bu tip yaylarla birlikte amortisör kullanmak gereklidir. Yayların yandan gelen kuvvetlere karşı direnci olmadığından, aksı destekleyecek bağlantı mekanizmaları (süspansiyon kolu, yatay kontrol rodu, vs.) gereklidir. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Kademeli Helisel/Helezon Yay: Eğer bir helezon yay eş çaplı yay çubuğundan yapılmışsa; yay, üzerine tatbik edilen yük değişimlerine doğru orantılı olarak tek biçimli şekilde esneyecektir. Bu demektir ki, eğer yumuşak bir yay kullanılmışsa, ağır yüklerlerde yeterince sert olamayacaktır. Eğer sert bir yay kullanılmışsa da, hafif yüklerde kullanıldığı zaman rahatsız bir sürüşe neden olacaktır. Ancak, şekilde gösterildiği gibi, belirli ölçüde küçülen çaplarda imal edilmiş yaylarda, yayın uç kısmındaki yay sabiti yayın orta kısmındakine göre daha düşük olacaktır. Bunun sonucu olarak, hafif yükler altında yayın uç kısmı büzülerek yoldan gelen şokları sönümleyecektir. Diğer taraftan, yayın orta kısmı da ağır yüklerle başedebilecek kadar sert olacaktır. Farklı hatveli yaylar, konik yaylar gibi yay tiplerinin de hepsi aynı amaca hizmet etmek için kullanılırlar. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Toyota, ProTeknisyen - Saşi Burulma Çubuklu Yaylar Bu tip yayların özellikleri: • Salınım kontrolü gereklidir (amortisör). • Esneklikleri yüksektir. • Basit yapısı avantaj sağlar. Burulma çubuklu bir yay (genellikle burulma çubuğu olarak geçer), burulmaya direnmek için burulma elastikiyetini kullanan bir çelik – yay çubuktur. Burulma çubuğunun bir ucu gövdeye, diğer ucu da burulma yüküne maruz kalan elemana bağlanmıştır. Burulma çubuğu yayları aynı zamanda denge çubuğu yapımında da kullanılır. Özellikleri: • Birim ağırlığı başına düşen enerji sönümleme oranı diğer yaylara kıyasla daha büyük olduğundan, süspansiyon hafifletilebilir. • Süspansiyon sisteminin yerleşim düzeni basittir. • Helezon yaylar gibi, burulma çubuklu yaylarda salınımlarını kontrol edemediklerinden dolayı, amortisörlerin kullanılması gerekmektedir. Toyota, ProTeknisyen -Saşi Havalı yay: Havalı yay, binek araçlarda, kamyonetlerde ve ağır yük kamyonlarında giderek popüler olan diğer bir yay tipidir. Havalı yay, sıkıştırılmış havayla dolu kauçuk bir silindirdir. Alt kontrol koluna bağlı piston, alt kontrol koluyla birlikte yukarı ve aşağı hareket eder. Bu durum sıkıştırılmış havanın, yayı hareket ettirmesine neden olur. Araç yükünün değişmesi durumunda, havalı yaydan hava tahliye etmek veya eklemek için bir valf açılır. Kaynak: Süspansiyon sistemi, Kia, 2007. Havanın sıkıştırılabilme özelliğinden faydalanarak çalışırlar. Hava basıncı yüke göre ayarlanabildiğinden en iyi sürüş konforunu sağlar. Havalı yaylar, havanın sıkıştırıldığında yay gibi esnemesi özelliğinden faydalanarak yapılmışlardır. Özellikleri: • Araç yüklü değilken son derece yumuşaktırlar, fakat yüke bağlı olarak haznenin içinde sıkışan havanın basıncı artırılarak yay sabiti de artırılabilir. Bu, hem araç hafif yüklüyken, hem de tam yüklüyken en iyi sürüş konforunu sağlar. • Aracın yüksekliği, hava basıncı ayarıyla yük değişse bile sabit tutulacaktır. Ancak, havalı yaylar kullanılan havalı süspansiyonlarda, hava basıncını kontrol altında tutmak için kontrol mekanizmaları ve havayı sıkıştırmak için kompresör vesaire gibi aygıtlar gerekir, ki bu da süspansiyon sistemini karmaşık hale getirir. Toyota, ProTeknisyen - Saşi Kaynak: A. Göktan, Taşıt Konstrüksiyonu http://www.daycoaftermarket.com/TR/TR/products-hd-airsprings.php www.juratek.com www.globalspec.com 1. Air-filled bellow 1. Bellow bracket 2. Air suspension member 3. Reaction rod 4. Brackets 5. V-stay 6. Brackets Tanden Aks Havalı Süspansiyon Sistemi Lastik Takozlar: Lastik takozlar harici bir kuvvet tarafından deforme edildiklerinde (şekil değiştirdiklerinde), meydana gelen iç sürtünmeyle salınımları sönümlerler. Özellikler: • Her şekilde üretilebilirler. • Kullanım esnasında sessizdirler. • Ağır yükleri desteklemek amacıyla kullanıma uygun değillerdir. Bundan dolayı, lastik takozlar esas olarak yardımcı yay veya burç, pul, yastık (tampon) ve benzeri destek parçaları gibi yardımcı süspansiyon elemanı olarak kullanılırlar. Toyota, ProTeknisyen - Saşi EK OKUMA: Lastiğin kendi esnekliğini kullanan lastik yaydır. Yaylı tamponların ve diğer süspansiyon parçalarının yardımcı yayları olarak kullanılırlar. Bu tip yayların özellikleri: • İmalatları kolaydır • Sessiz çalışırlar • Yağlanma gerektirmez