SÜSPANSİYON SİTEMLERİ

Araç gövdesi ile tekerlekler arsına yerleştirilen süspansiyon sistemi yolun yapısı

itibariyle ortaya çıkan titreşimleri sönümlemek üzere dizayn edilmiştir. Sürüş

konforu ve yol tutuşunu iyileştirir.

Şekil 2.25: Süspansiyon sistemi ön aks

Şekil. Ön Tekerlek süspansiyon sistemi

301

Şekil : Süspansiyon sistemi arka aks

Şekil . Arka Tekerlek süspansiyon Sistemi

Şekil 2.27 : Süspansiyon gergi kolu yatağı

302

Süspansiyon sisteminin görevleri şunlardır

- Sürüş esnasında lastikler ile birlikte çalışarak yolcuları veya taşınan yükü

korumak ve sürüş konforunu iyileştirmek amacıyla yol yüzeyinin yapısından

kaynaklanan titreşimleri, salınımları ve ani şokları sönümleyerek yumuşatır.

Aynı zamanda şasi ve kaportayı da korumuş olur.

- Yol yüzeyi ile tekerlekler arasındaki sürtünmeye bağlı olarak ortaya çıkan

sürüş ve fren kuvvetlerini gövdeye aktarır.

- Akslar üzerinde gövdeyi taşır ve gövde ile tekerlekler arasındaki uygun

geometrik ilişkiyi sağlar.

- Yol ile tekerlekler arasında teması kaybetmeden güvenli dönüş yapmayı sağlar.

3. TEKERLEK ASKI SİSTEMLERİ

Yaylanma ve tekerlek tahrikinin tipine bağlı olarak farklı şekillerdeki aks

konstrüksiyonları, yani askı sistemleri kullanılabilir. Örneğin sabit akslar

otomobillerde arka aks olarak uygulanırken, ön aksta motor altında fazla yer talep etmesi

nedeniyle kullanılmamaktadır. Kamyonlarda sabit aksalar büyük taşıma kapasiteleri

nedeniyle her iki aksta da kullanılmaktadır. Bağımsız askı sistemleri özellikle ön

tekerlekler için uygundur. Düşük hacim talebi, düşük ağırlıkları ve her iki tekerleğin

birbirinden bağımsız olması nedeniyle arka akslarda da gittikçe artan oranda

kullanılmaktadır.

3.1.1. Sabit Aks

Sabit aksta her iki tekerlek rijit bir aks ile birbirine bağlanmıştır ve araç karoserisine

asılmıştır. Sabit aksta iz değişikliği ve kaster değişikliği meydana gelmez.

Panhard çubuklu tahrik edilen sabit aks303

Tahrik edilmeyen sabit aks

3.1.2. Bağımsız askı sistemleri

Bağımsız askı sisteminde yaylandırılmamış parçaların kütlesi küçüktür. Tek taraflı

olarak bir engelin aşılması durumunda diğer tekerlek bundan etkilenmez.

3.1.2.1. Çift Enine Yön Vericili Askı Sistemi

304

305

3.1.2.4 Boyuna Yön Vericili Askı Sistemi

306

3.2. Yaylanma, Yay Elemanları

Araçların hareket ettiği hiçbir yol düz değildir. Tekerler dönme

hareketlerinin yanı sıra yukarı aşağı hareket ederler. Süratle giderken bu

hareketler çok kısa zaman içinde gerçekleşir ve düşey yöndeki ivme

değerleri yerçekimi ivmesinin birkaç katına ulaşabilir. Bu yüzden de,

yukarı aşağı hareket eden araç kütlesi ne kadar büyük olursa, araca

etkiyen darbe kuvvetleri de o orada büyür.

Yoldan gelen darbeler yolcular ve taşınan mallar için oldukça olumsuz

etkiler yaratır. Araç aşırı zorlanır. Araç sürüş emniyeti olumsuz

etkilenir: Büyük yol düzgünsüzlüklerinde araç yoldan zıplayabilir, bu

esnada tekerlekler kuvvet taşıyamaz, frenlenemez ve yön verilemez

duruma girer. Tüm bu olumsuzluklardan kaçınmak için araçlarda aks ve

karoseri arasında yaylar öngörülmüştür.

Yaylar yoldan gelen darbeleri yakalar ve titreşimlere dönüştürür ve

ayrıca tekerleklerin sürekli olarak yolla temasta kalmasını sağlarlar.

Yaylar sayesinde araç; araç ağırlığı ve yay tarafından belirlenen özgül

titreşim sayısına sahip bir yapı haline gelir. Yoldan gelen darbelerin

dışında araca diğer kuvvetler (tahrik, frenleme, rüzgar ve merkezkaç

kuvveti) etkidiği için, araçta her üç eksen yönünde hareketler ve

titreşimler ortaya çıkar.

Karoserinin düşey yöndeki titreşim frekansı fh ≤ 60 Dak-1 =1 Hz

yumuşak bir yaylanmayı ifade ederken, bazı kişilerde bulantıya sebep

olmaktadır. Buna karşı fh ≥ 90 Dak-1 =1,2 Hz sert yaylanmayı belirtirken

omurgayı fazla zorlamaktadır. Burada uygun bir sönümleme ile birlikte

konforlu bir tasarım yapılabilir.

Örneğin : Hafif araçlarda sert yaylarla teçhiz edilir (fh =100 Dak-1 =1,67

Hz)

Ağır araçlarda yumuşak yaylar (fh = 70 Dak -1 = 1,17 Hz) tercih edilir.

3.2.1. Yay Tipleri

307

Gazlı yaylar (Hava veya azot gazı), kapalı hacimdeki gazların elastik

davranışının yay olarak kullanılmasıdır. Otobüs ve kamyonlarda tercih

edilirler. Hava yaylan progresif yay karakteristiğine sahiptir. Gaz

basıncının değişmesi ile yaylanma yüke göre ayarlanır, aynca şasi

yüksekliği muhafaza edilebilir, hatta bir seviye ayar regülatörü ile aynı

seviyede tutulabilir. Bu şekilde virajdaki yana yatma da azaltılır.

308

Hava yayları yatay yöndeki

tekerlek kuvvetlerini

taşıyamazlar

Hidro-Pnömatik Yay prensip olarak basınçlı gaz yayıdır. Sabit

miktardaki gaz (genelde azot gazı) yağın pompalanması veya boşalması

ile sıkıştırılmaktadır. Gaz ve sıvı fazlar bir diyafram ile ayrılmıştır. Gaz

ve sıvı 100 – 200 bar arasında değişen basınca sahiptir. Diğer tüm

elemanlar hidrolik olarak birbiri ile irtibatlıdır ve amortisör görevini de

yapmaktadır. Bir yüksek basınç sistemi yüke bağlı olarak yay elemanı

içindeki hidrolik miktarını değiştirmek suretiyle otomatik olarak seviye

309

ayarlamasını üstlenmiştir.

310

Tabi ve suni kauçuk çok elastik ve yüksek özgül sönümleme özelliğine sahiptir. Lastik

yayların pek çok türü araçlarda kullanılmaktadır. Gürültünün ve yüksek frekanslı

titreşimlerin yutulması amacıyla askı sistemlerinde ana ve yardımcı yay olarak

kullanılır.

Taşıt süspansiyon sisteminin birinci görevi; yol yüzeyi tarafından oluşan şok ve

titreşimlerden taşıt gövdesini izole etmektir. Sistem bunu, taşıtın dinamik hareketi

sırasında kararlılığı ve direksiyon kontrolünü koruyarak yapmalıdır. Bu nedenle

modern bir taşıtta her bir tekerlek süspansiyon kinematiğinin kontrolü için yekpare

gövdeye, kararlılığı sağlaması için de bir yay ve damper sistemine bağlanmıştır,

Tekerlek çapı, lastik yanağının esnekliği, tekerlek yol arasındaki temas yüzey alanı,

lastik ve dingil bağlantıları ile birlikte yaylanmayan süspansiyon ünitesine iletilen

sarsıntıların büyüklüğünü etkiler.

Yaylar, süspansiyon sistemlerinde yük uygulandığı zaman enerji depolayabilen esnek

elemanlardır. Yaylanan bir taşıt süspansiyon ünitesinin basit bir şekli şekil 1'de

görülmektedir. Değişik tipteki yaylar bu anlamda farklı özelliklere sahiptir. Yay

esnekliği, çoğu ülkelerde yayın sapmasına neden olan yükün miktarı olarak ölçülür.

Newton/metre tipik bir S.I yay oranını belirtir.

Süspansiyon sisteminin helezon yay ve amortisör dışındaki diğer mekanik elemanları,

tekerlek montaj düzeninin yerleştirilmesine imkan sağlar ve dinamik yük altındaki

hareket geometrisini kontrol eder. Bu elemanlardan bazıları sade bağlantılardır.

Bazılarının ise birkaç görevi bulunabilir. Dönüşlerde savrulmayı azaltarak taşıtın

kararlı olması için kullanılan enine burulma kolları buna örnek gösterilebilir.

Şekil 1. Yaylanan bir taşıt süspansiyon ünitesi.

Bu uygulamalardan biri olan havalı süspansiyonlar, taşıtlarda farklı amaçlarla

kullanılabilmektedir. Havalı süspansiyonun kullanım nedeni; yüklü ve yüksüz ağırlıkları

arasında büyük farklar olan ticari taşıtlarda sabit seviye kontrolü sağlamak hafif taşıtlarda ise

ivmelenme, frenleme ve virajlarda meydana gelen gövde kuvvetlerini minimum seviyede

tutmaktır.

1.1. Çeşitli Süspansiyon Sistemleri

Yay Çeşitleri:

Askı sisteminde beş çeşit yay kullanılır. Bunlar:

1. Yaprak yaylar,

2. Helisel yaylar,

3. Burulma çubuklu yaylar,

4. Pnömatik (hava yastıklı) yaylar.

5. Hidro pnömatik yaylar,

1.1.1. Yaprak yaylı sistemler

Bu sistemler çok uzun bir kullanım geçmişine sahip olup genellikle arka süspansiyonlarda

kullanılmaktadırlar. Aracın hareketi esnasında yol darbelerinden dolayı arka dingilde aşağı-

yukarı şeklinde bir hareket oluşur. Dingilin bu hareketi; yayın iki ucu arasındaki mesafenin

değişmesine yol açar. Bundan dolayı yaprak yayların eğilme gerekliliğinin yanında, yük

kalktıktan sonra tekrar aynı miktarda yarı elips şekline dönüşmesi istenir.

Şekil 2. Yaprak yaylı süspansiyon. (MAN A.Ş.)

Binek otomobillerde yan elips şeklindeki yaprak yaylar, önceleri ön ve arka süspansiyonlarda

uzun süre kullanılmıştır. Fakat bu sistemler hem ön hem de arka süspansiyonlar için fazla

ağırlıkları, zayıf montaj ve iç sürtünmeleri yüzünden tamamen terk edilmişlerdir. Bu

sistemler, birçok değişiklikler yapıldıktan sonra, şekil 2’de gösterilen ve halen ağır ticari

taşıtlardan hafif olanlara kadar birçok taşıtta kullanılan standart şekline dönüşmüştür.

Şekil 3. Yaprak yaylı sistemin konstrüksiyonu.

Şekil 4 . Yaprak yaylı sistem bağlantısı.

1. Yaprak yaylar:

Eski model binek arabaları ile yük taşımacılığı yapan kamyonların ön ve arka askı

sistemlerinde kullanılır. Yay çeliğinden yapılır. Boyları birbirinden farklı, lama şeklindeki

parçaların üst üste konmasıyla meydana getirilir. Parçaların tümü, bir merkez cıvatasıyla

birbirine bağlanır. Yayların dağılmasını önlemek için saç kelepçeler veya kılıflar kullanılır.

Ana yaprağın her iki ucu kıvrılarak yay bağlantı gözleri oluşturulur. Ön askı sisteminde ön

dingile, arka askı sisteminde arka köprüye U cıvatalarıyla bağlanır.

Yaylanma sırasında yay yaprakları birbiri üzerine sürtünerek kayma yaparlar. Sürtünmenin en

aza inmesi için yay yaprakları arasına sürtünmeyi azaltıcı maddeler konur. Sürtünmesi en aza

indirilmiş yaprak yaylar, kırılana veya kavisleri kadar bakıma gerek duyulmaz.

1.1.2. Helezon yaylı sistemler

Bu sistemler genellikle ön süspansiyonlarda kullanılır fakat bugünkü birçok araçta arka

süspansiyonlarda da kullanılmaktadır. Günümüzde süspansiyon dizayn çalışmaları, helezon

yaylı sistemler üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu sistemler şekil 5’deki gibi teleskopik

amortisörlerle eşmerkezli olarak tasarlanırlar. Tutarlı karakteristiklerinin yanında yapım

esneklikleri ve düşük maliyet helezon yaylı sistemleri modem süspansiyon sistemleri arasında

birinci sıraya yükseltmiştir. Ayrıca bu sistemin kullanılmasıyla karoseride önemli

iyileştirilmelere gidilmiştir.

Şekil 5. Helezon yay Şekil 6. Helezon yaylı süspansiyon sistemi

Helezon yaylı süspansiyon sisteminin yay ve amortisör dışındaki diğer mekanik elemanları,

tekerlek montaj düzeninin yerleştirilmesine imkan sağlamanın yanında dinamik yük altındaki

hareket geometrisini kontrol eder. Bu elemanlardan bazıları sade bağlantı olmakla birlikte

bazılarının başka görevleri bulunabilir. Dönüşlerde savrulmayı azaltarak taşıtın kararlı olması

için kullanılan enine burulma kolları buna örnek verilebilir.

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 yay

çapı, bakla sayısı ve yay basıncı birbirinden farklıdır. Helisel yaylar, ön askı sisteminde alt ve

üst salıncaklar arasına, üst salıncağın üzerine ve amortisör kovanı üzerine bağlanır. Helisel

yaylar, kırıldığında veya esnekliğini kaybettiğinde yenileriyle değiştirilir. Bunun dışında

herhangi bir bakıma gerek yoktur.

1.1.3. Burulma çubuklu süspansiyon sistemleri

Burulma çubukları genellikle Ön süspansiyonlarda kullanılmaktadır. Buradaki burulma

çubuğu uzun bir çelik borudur. Burulma çubuğunun bir ucu şasi üzerine hareket etmeyecek

şekilde bağlanır; diğer ucu ise ön taraftaki alt salıncak koluna bağlanır. Ön tekerleklere gelen

yol darbeleri alt salıncak kolları üzerinden burulma çubuğuna iletilir ve burulma çubuğunu

döndürerek burmaya çalışır. Çubuğun burulmaya karşı gösterdiği direnç bir yay etkisi yaratır

böylece yol darbeleri yumuşatılır. Aracın ağırlığı da burulma çubukları üzerinde bir yay etkisi

yaratmaktadır.

Şekil 7 . Burma çubuklu yayın çalışma prensibi

Şekil 8. Burulma çubuklu süspansiyon sistemi(Alfa Romeo)

Burulma yaylı süspansiyon sistemlerinde süspansiyon yüksekliğini ayarlamak için bazı

metotlar gereklidir. Çünkü burulma çubuğunun ucuna bağlanan seviye kolunun meydana

getirdiği etki bu çubuğun ucundaki bağlantı parçaları arasında açısal ilişkide küçük bir

tolerans olsa dahi, taşıtın konumunda önemli bir fark meydana getirir. Üstelik uçlardaki açısal

ilişkide sıkılık toleransını korumak için oldukça zorluk yaşanmaktadır. Özellikle çubukta aşırı

burulma ve sıkma olduğunda ve yorulma direnci arttığında bu toleransı korumak daha da

zorlaşmaktadır.

Burulma çubuklu yaylar; titreşim kolu ile bir veya birden fazla uzun çelik çubuklardan

meydana gelir. Yayın bir ucu kare şeklinde yapılarak aracın şasisine dönmeyecek şekilde

sabitlenir. Diğer ucu da titreşim kolundan askı sisteminin hareketli parçalarından birisine

bağlanır. Tekerleğin yol üzerinde yaptığı salınım bu çubuğu burulmaya zorlayarak

yaylanmayı sağlar. Kırılmadığı sürece herhangi bir bakıma gerek duyulmaz.

1.1.4. Hidropnömatik süspansiyon sistemleri

Bu sistem, normal pnömatik süspansiyon sistemlerinden birçok bakımdan farklıdır. En önemli

fark; süspansiyon ünitesinin, tekerlekler tarafından taşınan yüke bakmaksızın sabit tutulan bir

gaz kütlesi ile taşınmasıdır.

Şekil 9. Hidropnömatik amortisör.

Şekil 10. Hidropnömatik amartisörün çalışması

Pnömatik sistemlerde; yükseklik ayarlama fonksiyonu az miktarda ve yüksek basınçtaki

akışkanın yer değiştirmesiyle sağlanırken hidropnömatik sistemlerde çok miktarda ve düşük

basınçtaki sıkıştırılabilir hava hareketiyle sağlanmaktadır. Citroen hidropnömatik süspansiyon

sistemi sürücüye sadece aracın yerden yüksekliğini ayarlamasına olanak sağlamayıp aynı

zamanda aracın yük durumuna bakmaksızın bu yüksekliği korumaya yarayan hidrolik kontrol

ünitesine sahiptir.

1.1.5. Havalı süspansiyon sistemleri

Havalı süspansiyon sistemlerinde; yay elemanı olarak, esnek bir körükte ya da içinde piston

olan bir silindirde bulunan hava kullanılmaktadır. Statik yük altında belirli bir basınca kadar

sıkıştırılan havanın daha sonra pistonun hareketi ile basıncı arttırılmakta veya azaltılmaktadır.

Piston hareketinin basınç kuvvetlerine oranı, hava basıncı arttıkça artmaktadır. Yani yay oranı

sabit değildir. Oysa metal yaylar, kuvvetteki eşit artışa karşı, yükte de eşit artış sağlamaktadır.

Havalı süspansiyon sistemleri, yüklü ve yüksüz ağırlıkları arasında büyük farklar olan ticari

taşıtlarda (çekiciler, yarı römork, kamyon ve otobüsler) geniş bir şekilde kullanılmaktadır.

Ayrıca çok iyi bir sürüş kalitesi sağladığından otomobillerdeki kullanımı da

yaygınlaşmaktadır. Ancak yüksek fiyatı, hava ünitesi ve yardımcı elemanların karmaşıklığı,

daha fazla bakım gerektirmesi gibi dezavantajları sisteme sınırlama getirmektedir. Havalı

süspansiyonda elektronik kontrol, sabit sürüş yüksekliği ve yüke bakmaksızın tutarlı bir

çalışma için gelişmiş otomatik seviye ayarlama sağlamaktadır.

Şekil 12. Havalı süspansiyon sistemi.

4. Pnömatik (hava yastıklı) yaylar:

Pnömatik (hava yastıklı) yaylar, havalı askı sistemlerinde kullanılır. Her tekerde yay

yerine hava yastığı bulunur. Havalı askı sistemleri; yolcu otobüsleri, kamyon gibi basınçlı

hava sistemi bulunan araçlarda 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 indir,ilen yastıklar, kasa

ile dingil arsındaki 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.

5. Hidro pnömatik yaylar:

Hidro pnömatik yaylar, hidropnomatik askı sisteminde kullanılır. Hidro pnömatik askı

sistemi, çok pahalı, lüks binek araçlarında bulunur ve üç ana parçadan oluşur.

Bunlar

a. Sıvı pompası

b. Hidro pnömatik tüpler

c. Seviye ayar düzenleyicileridir.

a. Sıvı pompası: Krank kasnağından hareket alarak çalışır. Hidro pnömatik tüplerin

ihtiyacı olan basınçlı sıvıyı karşılar.

b. Hidro pnömatik tüpler: Her tekerde bir tane hidro pnömatik tüp bulunur. Tüp,

kürsel şekilde olup bir diyaframla ikiye bölünmüştür. Diyaframın üst bölümüne imalat

sırasında azot gazı doldurulur. Alt bölümde sıvı bulunur. Sıvı, tüpe birleştirilen silindir ve

pistonun meydana getirdiği hacime sıvı pompası ile basılır. Ayrıca diğer tekerlekteki hidro

pnömatik tüpler birbirleriyle paralel olarak bağlantılı olup tekerlek üzerinde yay, amortisör ve

kriko görevi yaparlar.

c. Seviye ayar düzenleyicileri: Aracın yük durumu ne olursa olsun, yol ile mesafenin ayrı

kalmasını sağlar.

Çalışması: Araç tekerleği, yol üzerinde bulunan bir tümseğe çıktığında salıncak kolu

tekerle birlikte yukarı kalkar. Tekerin yukarı çıkması, salıncak koluna bağlı pistonu da yukarı

iter. Piston önünde bulunan sıvıyı sıkıştırmayacağından diyaframın içine basar. Diyafram da

diğer yüzünün temas olduğu gazı sıkıştırır. Gaz sıkışarak tekerdeki darbe etkisini yutar.

Tekerlek tümseği geçtiğinde normal konumuna döner. Tekerlekle birlikte salıncak kolu ve

bağlantılı olduğu piston da normal konumuna gelir. Sıkışan azot gazı da genleşerek normal

basıncına ulaşır.

Piston tarafından basılan sıvının bir kısmı da paralel olarak bağlı olduğu diğer

tekerleklerdeki hidro pnömatik silindirlere dağılacağından olayın etkisi de hissedilme

yönünden azaltılmış olur.

Hidro pnömatik tüpün küresel kısmı ile silindirin birleştiği yerde amortisör supapları

bulunur. Sıvının gerek diyafram yönüne, gerekse silindir yönüne hareketi amortisör supapları

tarafından tekerlekteki yaylanmayı en aza indirilir.

Seviye ayar düzenleyicileri; aracın yük durumu ne olursa olsun, yol ile mesafesinin

aynı kalmasını sağlar.

Araç yükünün artması aracı yola yaklaştırır. Bu durumda salıncak kolu da yola

yaklaşır. Salıncak koluna bağlı olan seviye ayar kumanda kolu basınç supabını silindire daha

yüksek basınçta yağın girmesi yönünde hareket ettirir. Silindire giren yüksek basınçlı yağ,

aracın yol ile mesafesi normal yüksekliğe gelene kadar devam eder. Normal yüksekliğe

ulaştığında salıncak kolu ile birlikte yükselen kumanda kolu basınç supabını yağı kesecek

yönde hareket ettirir.

Araç yükünün azalması ise salıncak kolunun yukarı çıkmasına vesile olur.

Salıncak kolu ile birlikte hareket eden seviye ayar kumanda kolu, basınç supabını

basıncı düşürecek yönde hareket ettirir. Silindirdeki yağın bir bölümü, aracın yol ile

yüksekliği normale düşene kadar depoya kadar geri dönüş yapar.

Yükseklik normal konumuna geldiğinde basınç supabı gene seviye ayar düzenleme

kumanda kolu ile nötr duruma getirilir.

c. Salıncaklar:

Aks başlarının bağlandığı ve aks başına aşağı yukarı hareket etmesini sağlayan

parçalardır. Her aks başı için alt ve üst salıncak olarak iki tanedir. Çelik saçlardan preslenerek

yapılır. Helezon yayların bağlantısını yapabilecek konumda şekillendirilir.

d. Denge ve dayanma çubukları:

Denge çubuğu (stabilizatör); iki alt salıncağı birbirine irtibatlandırır. Virajlarda merkez

kaç kuvvetinin etkisiyle karoseri dışa doğru savrulur. 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 bir dereceye kadar 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.

e. Rotil (küresel mafsal):

Rotil bir küresel mafsal olup aks başının salıncaklara bağlantısını yapan parçadır. Aks

başının üst salıncağa bağlantısını yapan parçaya üst rotil, alt salıncağa bağlantısını tapan

parçaya da alt rotil denir. Rotiller üretim sırasında yağlaması yapılır. Sonradan yağlama

yapılacak gresörlükleri bulunmaz. Çalışma sonucu boşluk meydana geldiğinde yenileriyle

değiştirilir.

1.2. Ön Süspansiyonlar

Binek otomobillerde, ön dingil kullanımı tamamıyla ortadan kalkmıştır. Bunun birçok nedeni

vardır. Bazıları ise şunlardır;

a. Tekerleklerden birine etki eden darbe hareketi her iki tekerlekte de jiroskobik tork meydana

getirmektedir.

b. Tekerleklerden birine etki eden darbe hareketi dingilde ve sonuç olarak her iki tekerlekte de

yanal kaymaya neden olur.

c. Ön fren torku paralel bir bağlantı ile kontrol edilmedikçe kaster açısında önemli

değişikliklere neden olur.

d. Yarı elips yaprak yaylarla dar yaylanma alanı, ön tekerlek kilitlenme aralığı ve bunların

sonucunda da düşük devrilme direnci meydana gelmektedir.

e. b, c ve d'deki nedenler savrulmasız bir sürüş elde etmek için yeterince yumuşak ön yay

kullanılmasını imkansız kılar.

Ön dingilden sonra birçok tipte ve modelde serbest ön süspansiyon sistemi geliştirilmiştir.

Bugün bunlardan sadece iki tanesi kullanılmaktadır.

1.2.1. Günümüzdeki Serbest Ön Süspansiyonlar

Bugünkü binek otomobillerde, çift salıncak kollu bağımsız süspansiyon ya da MacPherson

destekli süspansiyon sistemleri geniş bir şekilde kullanılmaktadır. Bu sistemler temel çalışma

prensipleri bakımından aynıdırlar.

1.2.1.1. Çift salıncak kollu süspansiyon (wishbone)

Süspansiyon geometrisinin kontrolü amacıyla çift bağlantı kollarının dizaynı için birkaç

yöntem vardır. Volkswagen kaplumbağa araçlarında olduğu gibi, burulma yayları ile birlikte

kullanılan, her iki tarafta iki üst ve alt bağlantı kolları bulunabilir. Eşit uzunluklu bağlantıların

paralel hareketi, tümseklerde tekerleğin kamber açısını statik değerinde tutar, fakat tekerlekler

arası mesafe değişir. Böylece pozitif kamber açısının meydana gelmesine dolayısıyla aracın

virajlarda savrulmasına neden olur. Kamber açısı kontrolünün en iyi yolu; alt kollara göre

daha kısa üst bağlantı kolları kullanmaktır. Taşıt dizaynında ön yardımcı şasi bulunmuyorsa,

yol gürültüsünü en iyi şekilde azaltmak için çift salıncak kollu süspansiyon sistemi kullanılır.

Sistemin kesin kontrolü için kapalı yapım toleransları çok önemlidir ve bunlar fabrikada

yardımcı şasinin montajından sonra yapılır. Salıncak kollu süspansiyon sisteminin çok iyi bir

uygulaması Jaguar XJ6'da bulunmaktadır. (Şekil 1.13) Amortisörler direk olarak şasiye

bağlıdır çünkü yardımcı şasi yüzünden araç gövdesinde sönümleme kuvvetleri azaltılamaz.

Şekil 13. Jaguar XJ6 salıncak kollu ön süspansiyon

Nissan çok bağlantılı ön süspansiyon sisteminde, çift salıncak geometrisi akıllıca

düzenlenmiştir (Şekil 1.14). Alt kolun tekerlek göbeğine göre ekstra eğimi ile düşük karoseri

seviyesi, üst salıncağın çok daha uzun olmasına ve king-pim ekseninden bağımsız olarak

tekerlek geometrisinde düzenleme özgürlüğüne olanak sağlamaktadır.

Şekil 14. 1990 Nissan 300ZX multi-link ön süspansiyon.

Çift salıncaklı süspansiyon sisteminin şekil 15'de görülen diğer bir örneği Renault 25'te

kullanılmaktadır. Burada ön tekerlek aksları salıncak arasındadır ve bu yüzden amortisör ve yay, üst

salıncak kolunun üstündedir.

Şekil 15. Renault 25 ön süspansiyon

Citroen CX süspansiyonlarında da ön aks için alt ve üst salıncak kollan arasında boşluk

bırakılır. Havalı yayların çalışması ve darbe ve sıçrama tamponlarının yerleştirilmesi oldukça

ilginç bir özellik arz etmektedir. (Şekil 16.)

Şekil 16. Citroen ZX ön süspansiyon

Şekil 17 . Ön süspansiyon sistemi (HONDA)

Şekil 18 . Ön süspansiyon sistemi

(MITSUBISHI)Şekil 19 . Ön süspansiyon sistemi (SUZUKI)

1.2.1.2. MacPherson destekleri

Modern otomobillerde en yaygın kullanılan süspansiyon sistemi MacPherson destekli süspansiyon

sistemleridir. Bu isim Earle S. MacPherson adındaki bir Ford süspansiyon mühendisinin adıdır.

MacPherson desteğinin konstrüksiyonunda; tekerlek göbek taşıyıcısına alt ucundan sabitlenmiş ve

süspansiyon yayı için üst ucundan silindirik oturma parçasına kaynatılmış bir dış tüp vardır.

Tüpün içinde teleskopik amortisör bulunur. Amortisörün piston kolu, araç çamurluğunda bulunan

kule şeklindeki bir parçaya bağlıdır. Bu parça aynı zamanda helezon yayın üst tablasıdır. Desteğin alt

tarafı üç köşeli olarak bağlanır.

Şekil 20. MacPherson destekli ön süspansiyon (Audi 100)

MacPherson destekli tip süspansiyonun avantajı: sistemin sadeliği ve süspansiyon hareketinin

gövdeye daha geniş alanlarda iletilmesidir Farklı uzunlukta salıncak kollu sistemlerde

olduğu gibi destek tip süspansiyon da önemli yapım esnekliğine izin vermektedir. Ayrıca

yardımcı şasiye de gerek yoktur. MacPherson destekli tip süspansiyon örnekleri Şekil 20,

Şekil 21 ve Şekil 22'de görülmektedir.

Şekil 21. Volkswagen Golf ön süspansiyon Şekil 22. Ford Escort ön süspansiyon

1.3. Arka Süspansiyonlar

Arka süspansiyonlar üç ana gruba ayrılır ;

1. Hareket Dingilleri; Arkadan tahrikli araçlarda diferansiyel ve aks kovanı ile birlikte.

2. Ölü Dingiller: Önden çekişli araçlarda arka süspansiyon dingili,

3. Serbest arka süspansiyon.

1.3.1. Serbest arka süspansiyon sistemleri

Bu sistemler çok çeşitli geometrik bağlantı şekilleriyle birlikte birçok değişik dizayna sahiptir.

Serbest arka süspansiyonun en basiti fakat en ilkel şekli esnek dingildir. Bu sistem orijinal

Volkswagen kaplumbağa gibi küçük ve arkadan motorlu aile otomobillerinde tercih edildi.

Çünkü bu araçlarda, şaft mili ve yardımcı ekipmanlara gerek yoktu, ayrıca maliyet de

düşüktü. Esnek dingillerdeki problem, devrilme merkezinin diğer araçlara göre nispeten

yüksek olmasıdır. Bu da virajlarda savrulmalara, tekerleklerin pozitif kamber açısı yapmasına

ve tutunmada azalmalara neden olmaktadır. Kullanılmakta olan serbest arka süspansiyonların

çok azı yarı esnek dingilli tiptir. Diğerleri ise; bağlantılı, yarı bağlantılı kol, salıncak kol yada

destek-bağlantılı tiptir

Şekil 23. MacPherson destekli arka

süspansiyon (VOLKWAGEN) Şekil 24. Arka süspansiyon

(MAZDA)

1.3.1.1. Bağlantılı ve yarı bağlantılı kollar

Bu iki tip arasındaki temel fark; bağlantı kollu tipte eksen, otomobil eksenine göre dik

açıdadır. Yol ve gürültü izolasyonu için, yarı-bağlantılı süspansiyon sisteminde, geniş kesitli

ve V şekilli yardımcı şasi ve üç adet geniş çaplı kauçuk halkalar kullanılmıştır. Yarı bağlantılı

süspansiyon geometrisinde temel eksiklikler, çoğunlukla tekerleğin hareketi ile oluşan,

kamber ve toe açılarında meydana gelen değişikliklerle ilgilidir. Salıncak yataklarını yeterince

yumuşak yapma ihtiyacı, toe açısında problemlere neden olmaktadır.

Şekil 25. Grana’da olan arka açı (trail angle) Sierra’da ’ ye düşürülmüştür. Ford

Sierra (üstte) ve Ford Grana’da yarı bağlantı kollu arka süspansiyon

Yarı-bağlantı kollu süspansiyon sistemi, virajlarda meydana gelen toe ve kamber açısı

değişim miktarım seçmede çok fazla yapım esnekliği sağlamaz. Seçilmiş her bir arka açı (trail

angle) için, toe açısında belli miktarlarda değişiklikler olacaktır. Bu değişikliğin etkileri

gerekli kol uzunluğu, mil bağlantılarının yatay düzlemle olan eğimi ve halkalardaki uzunlukla

birlikte düşünülmelidir. Ford Granada'da 23 derece civarında olan arka açılar. Ford Sierra'da

güç iletimi ve kesimine cevap verme ve sakin viraj alma açısından optimum çalışma

verebilmesi için 18 dereceye düşürülmüştür.(Şekil 25.)

1.3.1.2. Salıncak kollu ve destek-bağlantı tip arka süspansiyonlar

Şekil 27' de çift salıncaklı ve çok bağlantılı bir süspansiyon sistemi görülmektedir. Bu

süspansiyon sistemi, tekerlek hareketiyle birlikte, toplam statik geometri esnekliği ve

geometri değişiklikleri sağlar. Özellikle ekonomik tasarlanırlarsa yaylanmayan kütle

ağırlıkları düşüktür. (Jaguar'da aksların tekerlek pozisyonu sağladığı gibi)

Şekil 27. Mercedes-Benz 190 çok bağlantılı (Multi-link) arka süspansiyon

Destek-bağlantılı ve çift salıncaklı süspansiyonlar temelde aynı tipte olduğu düşünülebilir.

Fakat düzenlemeler çok farklı olabilir. Şekil 28' de önden çekişli Ford Escort'da kullanılan

destek-bağlantı tip süspansiyon sistemi görülmektedir. Şekil 29' da ise bu tipin Mazda 323'de

kullanılan değişik bir örneği görülmektedir.

Şekil 28. Önden çekişli Ford Escort destek-bağlantı tip arka süspansiyon

Şekil 29. Mazda 323 Destek-Bağlantı tip arka süspansiyon

Çift salıncaklı sistemin gelişmiş şeklinde; alt salıncağın iç taraftaki saplaması sarkaç olarak

tarif edilen bir parça üzerine veya diferansiyel muhafazasının önündeki çapraz boyunduruk

askıya monte edilmiştir. Bu durum iç uygunluk sağlar. Sonuç olarak, süspansiyon kollarının

çapraz kontrolü ile darbe şokları bağımsız olarak absorbe edilebilir. Ön ve arka tekerlerin iz

takibi uygunluğu yol gürültüsünü azaltmak için gereklidir. Bu uygunluk olmadığı takdirde

araçta; frenleme, sürüş ve virajlarda meydana gelen bir tarafa çekme olayı olur. Mercedes'in

en son serbest arka süspansiyonu, gövdeye dört noktadan esnek bir şekilde bağlanmıştır. Yay

mesnetten ve amortisör üst bağlantıları kauçuktur. Mercedes sistemindeki yenilik şekil 1.30'da

gösterilen sistemin iskelet yapısıyla daha kolay anlaşılacaktır. Alt ve üst tarafta üçgen

oluşturan ikişer bağlantı kolu ve kolların her iki ucunda kauçuk mafsallar vardır. Ayrıca alt

arka tarafta besinci bir bağlantı kolu ve kolun ortasında, yayın ve amortisörün kararlı

çalışmasını sağlayan kauçuk halka bulunur. Ayrıca beşinci kolun ucunda, plastik soket

içerisinde metal mafsal vardır. Bu kol kararlılığı sağlar ve sistem için gereklidir. Eğer

süspansiyon alt ve üst bağlantılarını oluşturan kollar, düşeyde tekerlek-yol temas noktasının

orta noktasına göre üçgen şeklinde düzenlenselerdi, küresel mafsallardaki esneklik bir miktar

ön ve arka harekete neden olurdu. Tekerlek ekseni doğrultusunda bir kuvvet uygulanması

durumunda, üçgenlerin kesişme noktasında bu küresel mafsalları ileriye doğru iten bir kuvvet

oluşurdu. Ön bağlantıdaki basınç ve arka bağlantıdaki gerilme, tekerleğe toe-in vererek

tekerlek göbeğinde bir miktar dönme etkisi yaratır. Bu olumsuzluğu ortadan kaldırmak için,

düşeyde temas noktasının orta noktasına göre ön hareket için tekerleğe toe-out vermek çözüm

sayılmaz. Bu yüzden bağlantılara uygun açılar verilir. Böylelikle, herhangi bir direksiyon

sapma eğilimi olmadan ön ve arka tekerlerin iz takibi uygunluğu sağlanabilmektedir.

Dolayısıyla beşinci kolun görevi kolaylaştırılır.

1. Devrilme merkezinin yüksek

2. Esnek dingil-etkisinin istenilen miktarı

Devrilme merkezi yüksekliğinin sabit olması ile ilgili önemli noktalar, arka tarafta gereken toplam

kütle transferi miktarı ve bunun süspansiyonun devrilmeye karşı direnciyle sağlanan büyüklüğüdür.

Gereken toplam kütle transferi miktarı esnek dingil etkisi dolayısıyla da değişir. Yaylanma ile

birlikte, gövdenin devrilme hareketi tekerlekleri yola dik bir şekilde bırakır. Tekerlek mil

merkezleri araç merkezinden biraz dışa doğrudur ve her iki tekerleğe de virajlarda içe doğru

eğiklik verir. Fakat kütle transferinden dolayı meydana gelen tekerlek sapması değişiklikleri,

yardımcı kamberi azaltma eğilimindedir. Esnek dingil etkisi olmadan tekerlekler otomobille

birlikte bir tarafa yatacaklar ve her ikisi tarafından meydana getirilen pozitif kamber

oluşacaktır.

Aktif süspansiyon: Dört tekerleğin amortisörlerinin farklı seviyelerde ayarlanabildiği

sistemde, sensörler tekerleklerin hızı aracın hızı, direksiyon açısı ve yük durumuna ilişkin

bilgileri sağlamakla yükümlüdür.

En konforlu şehir içi sürüşünü sağlamak için, amortisörler araçla geldiği gibi "minimum"

pozisyonunda bırakılmalıdır. Aşınan amortisör, otomobilin fren mesafesini uzatır. 80 km/h

hızda kuru ve düzgün olmayan yolda fren mesafesi 2.6 metre artar. 50 km/h hızda virajda fren

mesafesi 2.3 metre artar. Bu da emniyetli bir duruşla bir kaza arasındaki farktır.

Ani manevra sırasında, iyi bir amortisör daha iyi kontrol sağlar. Amortisörleri yüzde 50

aşınmış bir aracın virajdaki maksimum emniyet hızı, kuru bir zemindekine oranla maksimum

emniyet hızı yüzde 10 azalır. Amortisörlerin mutlaka değiştirilmesi gerekir.

3.3. Sönümleme Elemanları, Amortisörler

Tekerleklerin araca bağlantısını yapan parçaların tümüne birden askı sistemi denir. Ön

tekerleklerin tekere bağlantısını yapan parçaların tümüne ön askı sistemi veya ön süspansiyon

adı verilir. Arka tekerlerin araca bağlantısını yapan parçaların tümüne de arka askı sistemi

veya arka süspansiyon adı verilir.

Askı Sisteminin Görevleri:

a.Aracın emniyetli olarak kısa zamanda yüksek hızlara ulaşmasını sağlar.

b.Virajlarda tekerlerin devamlı olarak yolla temasını sağlar.

c.Yol üzerindeki pürüzlerden, girinti ve çıkıntılardan oluşan titreşim ve darbeleri en

aza indirir. Böyle titreşim ve darbelerin olduğu gibi araca geçmesini engeller.

Askı Sistemlerinin Çeşitleri:

Askı sistemleri; serbest askı sistemi (serbest süspansiyon) ve sabit dingil askı sistemi

olmak üzere ikiye ayrılır.

Serbest askı sisteminde her tekerlek birbirinden bağımsız olarak yaylanma özelliğine

sahiptir. Serbest askı sistemi, binek arabalarının tümünde ön askı sistemi olarak, bazılarında

ise arka askı sistemi olarak da kullanılır.

Sabit dingil askı sisteminde ise bir tekerin yaylanması, aynı dingil üzerinde bulunan

diğer tekeri de etkiler. Sabit dingil askı sistemi; yük taşımacılığında kullanılan araçların ön ve

arka askı sistemlerinde kullanılır.

Askı Sistemlerinde Kullanılan Yaylar Ve Diğer Parçaların Yapım Özellikleri:

Askı sisteminin en önemli parçalarından birisi yaylardır.

a.Yayların Görevleri:

1. Tekerlekler hariç aracın bütün yükünü üzerinde taşır.

2. Tekerleklerin yol üzerinde bulunan girinti ve çıkıntılara denk gelmesi halinde veya

aracın yük durumuna göre, tekerlerin şasiye yaklaşmasına veya uzaklaşmasına imkan sağlar.

3. Yol üzerinde bulunan bozulmalardan oluşan titreşim ve vuruntuları üzerine alır,

yumuşatır ve yaylanma halinde fasılalarla araç gövdesine geçmesini sağlar.

2.2.5. Elektronik Kontrollü Süspansiyon Sistemleri (ESS, ASS)

Süspansiyon sistemleri taşıtın statik konstrüksiyona sahip gövdesini dinamik tekerlekler ile

esnek bir şekilde bağlama görevini üstlenir. Tekerleklere gelen yüklerin karoseriye dengeli

veya yumuşatılarak iletilmesi taşıtın gerek dengeli hareketi, gerekse sürücü ve yolcuların

konforu açısından önemlidir. Bu noktada süspansiyon sistemi yol ve yük şartlarından dolayı

oluşan bu yüklerin absorbe edilmesi işini yapar.

Süspansiyon sistemleri yoldan kaynaklanan titreşimleri absorbe etmenin yanı sıra, Şekil 2.41’

de gösterildiği gibi taşıtın arka veya önden çekişli olmasına göre diferansiyelde oluşan köprü

momentini üzerine alma, frenlemede öne yük transferi nedeniyle oluşan dalma ve virajlarda

oluşan savrulmayı da önlemek üzere dizayn edilirler. Bu açıdan taşıtın her türlü hareketi

süspansiyon sistemi ile

ilişkilidir.

Şekil 2.41. Farklı Taşıt Hareketlerinde Süspansiyon Sistemin İhtiyacı

Taşıt akslarına gelen titreşimler yaprak veya helisel yaylar tarafından sönümlenir, ancak bu

yayların titreşim hareketlerinin sönüm süreleri uzun olduğundan hidrolik veya gazlı

amortisörler vasıtasıyla hızlı bir sönümlemenin sağlanması gerekir. Bir başka deyişle yaylar

yükü üzerine alır, ancak yaylanma frekansını amortisörler düzenler. Klasik süspansiyon

sistemleri pasif sistemler olduklarından sabit titreşim katsayılarına sahiptirler ve her yol yük

şartında istenilen verimi sağlamazlar. Taşıt emniyeti açısından sert, konfor, açısından da

yumuşak süspansiyon gerektiğinden ideal şartları yakalamak mümkün değildir.

Son yıllarda elektronik sistemlerin yaygınlaşmasıyla sabit yaylanma veya sönümleme

katsayısı yerine değişken yaylanma veya sönümleme işlevi görebilecek aktif süspansiyon

sistemleri (Active Suspension System) geliştirilmiştir. Şekil 2.42.’ de elektronik süspansiyon

sistemi (Electronic Suspension System) ve elemanları gösterilmektedir.

Şekil 2.42. Elektronik Kontrollü Süspansiyon Sistemi

Elektronik kontrollü süspansiyon sistemleri yarı aktif ve aktif gibi farklı yapısal özelliklerde

taşıtlara uygulanmakla birlikte sistemlerin çalışma algoritması temelde aynıdır. Bu mantık

taşıtın tekerleklerine gelen titreşimlerin büyüklüğünü ve aks başlarındaki farklı yük

transferlerini hissederek taşıtın dengesini bozmadan bu titreşimlerin veya yük transferlerinin

süspansiyon sistemi tarafından absorbe edilmesini sağlamaktır. Bu noktada farklı bilgileri

toplamak üzere sensörlere, elektronik bir kontrol ünitesine ve amortisör basıncını

değiştirebilecek çıkış elemanlarına ihtiyaç vardır.

Sabit amortisör basıncı yerine değişken basınç kullanımında taşıt dengesinin sağlanması için

yaylar ve amortisörlerin silindir piston mekanizmasındaki hareket tarzı Şekil 2.43.’ de şematik

olarak gösterilmektedir.

Şekil 2.43. Aktif Süspansiyon Sistemi Çalışma Şekli

Aktif süspansiyon sistemlerinde kullanılan sensörlerden alınan bilgiler doğrultusunda

elektronik kontrol ünitesi elektrohidrolik valf sistemine kumanda ederek amortisör basıncının

bir başka ifadeyle amortisör sönümleme katsayısının değiştirilmesini sağlar. Basit elektronik

süspansiyon sistemlerinde yumuşak ve sert amortisör özelliği taşıyan iki farklı çalışma

konumu vardır. Bunlardan yumuşak süspansiyon konumu taşıtın düz hareketinde yani yük

dağılımlarının ve titreşimlerin çok değişken olmadığı durumlarda kullanılır ve düşük

sönümleme katsayısına sahiptir. Sert süspansiyon konumu ise virajlarda, frenleme ya da

ivmelenme gibi aks başlarına ani ve fazla yük transferi olan durumlarda kullanılır ve yüksek

sönümleme katsayısına sahiptir. Bu sistemlerde sert veya yumuşak çalışma konumu ve konum

geçişleri kontrol ünitesince yapıldığı gibi bazılarında sürücü tarafından da bu seçim

yapılabilmektedir.

Şekil 2.44.’ de yarı aktif bir süspansiyon sistemi blok şeması verilmiştir. Ancak sensör sayısı

ve çıkış elemanları sistemlere göre değişken olabilmektedir. Aktif bir süspansiyon sisteminde

genel olarak şu sensörler bulunmaktadır.

Taşıt ivme sensörü: Taşıtın üç eksendeki hareketini algılamakta kullanılır.

Direksiyon açı sensörü: Taşıtın viraj hareketlerini algılamakta kullanılır.

Süspansiyon konum sensörü: Süspansiyon sisteminin araç karoserisine göre bağıl hareketini

algılar.

Gaz kelebek konum sensörü: Taşıtın gaz kelebek açısına bağlı olarak ani hızlanma ya da

yavaşlama hareketlerini algılamak için kullanılır.

Taşıt hız sensörü: Taşıtın sabit hız veya değişken hız konumlarını algılar.

Yük sensörü: Taşıt aks başlarındaki yük dağılımını izler.

Sensörlerin bazıları benzer algılama işlerini yapabilmekle birlikte farklı algoritmalara sahip

kontrol sistemlerinde kullanılabilmektedirler.

Şekil 2.45. Yarı aktif süspansiyon sistemi blok şeması

Şekil 2.46. Aktif süspansiyon sistemi şematik resmi

Şekil 2.45.’ deki blok şema ve Şekil 2.46.’daki şematik resimde de görüldüğü gibi ECU

taşıtın üç boyuttaki ivmelenmelerini, aracın yerden yüksekliğindeki değişimleri, direksiyon

konumu ve taşıt hızına ait bilgileri alır ve bu bilgiler doğrultusunda amortisör basınçlarını

değiştirmek üzere sinyal üretir. Sistemde hareket elemanı olarak amortisör basıncını

değiştirmek üzere selenoid valfler veya elektromekanik sistemler kullanılmaktadır. Amortisör

basıncı ya da sertliği içindeki sıvı miktarı veya amortisör silindirindeki pistonun hareketini

dengeleyen by-pass kanallarının kesit alanlarının değişimiyle mümkün olur. Farklı elektronik

süspansiyon sistemlerinde her iki uygulamayı da görmek mümkündür.

SÜSPANSİYON SİSTEMLERİ

 Islak zeminde kayar

Yüzeyi 6 mm suyla kaplı bir yolda amortisörleri yüzde 50 aşınmış önden çekişli bir araç,

amortisörleri yeni olan bir araca göre yüzde 10 daha düşük hızda kaymaya başlar.

Amortisörlerin mutlaka çifter çifter ya da tercihen dördünün birden değiştirilmesi gerek. Ön

amortisörleri değiştirdikten sonra daima bir ön takım ayarı yaptırın.

Normal koşullar altında bozuk amortisörler, sürücünün yorgunluğunu artırır ve reaksiyon

süresini yüzde 26 oranında geciktirir. Amortisörünüzü kontrol ettirin.

Yıpranmış Amortisörlerin Etkileri

1.Sürüş Kalitesi Ve Konforu:

Sürüş kalitesi, taşıttaki sürücü ve yolcuların duygu ve hisleri ile ilgili bir terimdir. Sürüş

konforu, yüzey düzgünsüzlükleri, aerodinamik kuvvetler, motor ve transmisyon titreşimleri

tarafından üretilen taşıt titreşimleriyle ilgili bir ifadedir. Uzun süreli taşıt titreşimleri,

sürücü ve yolcuları rahatsız etmekte, baş dönmesi, araba tutması gibi etkiler yaparak sürüş

veriminin azalmasına neden olmaktadır. Titreşimler ayrıca, taşınan yükü ve taşıtın

kendisini de etkilemektedir. Bu sebeplerle düzgün sürüş ve konforun sağlanması, taşıt

tasarımındaki ana hedeflerden birisidir. Titreşimler çoğunlukla yoldaki

düzgünsüzlüklerden kaynaklanmaktadır. 3 ≈ 5 mm yüksekliğinde ve 8 ≈ 10 mm

uzunluğundaki düzgünsüzlükler küçük, pürüzler, 10 ≈ 12 mm yükseklik ve 5 ≈ 8 mm

uzunluğundaki düzgünsüzlüklerde dalga olarak adlandırılmaktadır.

2.Titreşim Karakteristikleri :

Genel olarak 5 ≈ 13 Hz arasındaki taşıt titreşimleri yüksek frekanslı titreşimler , 0.8 ≈ 2 Hz

arasındakilerde düşük frekanslı titreşimler olarak tanımlanmaktadır.Çoğunlukla yaysız

kütleler yüksek frekanslı , yaylı kütleler ise düşük frekanslı titreşimler yapmaktadır.Yüksek

ve düşük frekanslı titreşimlerin her ikisi de rahatsız edicidir.Yürüme sırasındaki vücut

titreşimleri 1.17 ≈ 1.66 Hz arasındadır.Vücudun buna alışık olması nedeniyle bu

frekanstaki titreşimler rahatsız edici değildir.Modern otomobillerdeki titreşimlerde bu

düzeydedir ( 1 ≈ 1.3 Hz ).Titreşimin frekansındaki değişme , insan vücudunu genliğindeki

değişimden daha çok etkilemektedir.Bu sebeple şiddetli titreşimler için genlik ve frekansın

birleşik etkisini belirten ve titreşim karakteristiği olarak adlandırılan bir parametre

kullanılmaktadır.

Co=Zmax*fk

Burada ;

Co : Titreşimin karakteristiği [m/s]

Zmax : Maksimum genlik [m]

f :Frekans

k :Titreşimin şiddetine bağlı bir katsayı ( k = 1.5 ≈ 1.7 )

Durum C0 (m/s)

Hissedilmez 0,035

Zor hissedilir 0,035-0,1

Hissedilir 0,1-0,2

Çok hissedilir 0,2-0,3

Çok rahatsız edici 0,3-0,4

Titreşim ivmesinin insan vücuduna etkisi çoğunlukla titreşim frekansı ile bağıntılı olarak

ortaya çıkmaktadır. Frekans arttığında, küçük ivme artışları bile rahatsız edici olmaktadır.

Tablo 1.2 de bu duruma ilişkin bazı değerler verilmiştir. Taşıt gövdesinin titreşim yaptığı

frekanslardaki ivme artışlarında, rahatsız edici değerler 25 – 40 m/s3 aralığında olmakta ve 25

m/s3 ün üzerindeki sıçramalar arzu edilmemektedir.

AMORTİSÖRLER

Bir araçta, sadece yay ile donatılmış bir süspansiyon olsa, araç herhangi bir yol sarsıntısı ile

karşılaşınca sürekli olarak aşağı yukarı bir salınım yapacaktır.Herhangi bir şekilde bu salınımı

durdurmak sürüş konforu ve sürüş emniyeti ,yani aracın yol tutuşu açısından gereklidir.İşte bu

nedenle,bu salınımları frenlemek amacı ile amortisörler kullanılır.

Ayrıca, amortisörler, lastiklerin yolu daha iyi tutmasına yardımcı olurlar.Böylece

güvenli bir sürüşe imkan tanırlar.

Amortisörler, hidrolik ve gazlı olmak üzere iki gurupta incelenebilirler.

3.AMORTİSÖR TEORİSİ :

3.1 Yaylardaki Salınım ( OSİLASYON ) :

Araç düz ileri giderken, tekerlekler bir tümseğe çarpınca kullanılan tipe bağlı olmaksızın

yay çabucak sıkıştırılır. Sıkıştırılmış durumdaki yay daima önceki normal yüklenmiş

konumuna geri gelmeye çalışacaktır. Bu bakımdan araç, tümseğin oluşturduğu sıkıştırma

ortadan kalkar kalkmaz yay eski konumuna gelmeye başlayacaktır. Bu çalışmayı yaparken

açılacak ve aracın gövdesinin kalkmasına neden olacaktır. Sıkıştırılmış yay bir enerji

depolamış olduğundan, açılma hareketi sırasında önceki konumunun ötesine kadar açılır.

Aracın yükselmeye çalışması da bu harekete yardım eder ve böylece yay normal açılma

miktarının ötesine taşacak kadar uzayacaktır.

Aracın ağırlığı yayı aşağı bastırır. Fakat, aracın gövdesi aşağı inme hareketine geçtiğinden

meydana gelen enerji yayı normal yük altındaki boyutlarının altına kadar sıkıştırır. Bu

yayın tekrar açılmaya çalışmasına yol açar. Bu işleme ve kendiliğinden meydana gelen yay

çalışmasına yay salınımı denir ve aracın gövdesi dengeli halini buluncaya kadar tekrarlanır.

Yayın bu kontrolsüz salınımı sadece sürüşün düzensiz ve rahatsız edici olmasına yol

açmaz; aracın kontrol altında tutulmasını da tehlikeye sokabilir. Bu nedenle araç

tekerleğinin yol tümsekleriyle karşılaşması halinde meydana gelebilecek bu tür salınımları

ve sarsıntılı çalışmaları ortadan kaldırabilecek ya da etkilerini azaltabilecek bir

mekanizmaya ihtiyaç vardır. Yukarıda açıklandığı gibi ideal bir yay bulma olanağı yoktur.

Yayların hem yeter derecede sert hem de eğilebilir özellikte olmaları gereklidir. Üzerindeki

sıkışma etkisi ortadan kalktıktan sonra eski konumuna gelirken araçta aşırı sarsıntılara yol

açmamalıdır. Böyle bir yayı bulmak oldukça güçtür. Bu nedenle sarsıntı ve darbeyi araca

iletmeden yayın yavaşça gevşemesini ve sıkışmasını sağlayan aşırı hareketleri frenleyen bir

düzene ihtiyaç vardır ve bunu da amartisörler sağlar.

3.2 Amortisörün Kontrollü Çalışması:

Yayların osilasyonlarını yumuşatmak amacıyla amortisörler kullanılır. Ancak, amortisör

terimi bir bakıma yanlış anlaşılmaktadır. Denilir ki amortisörler yolun darbe ve şoklarını

üzerine alarak absorbe ederler. Aslında yaylar yolun şoklarını karşılarlar. Yukarıda da

açıklandığı gibi aracın yolun tümsekleriyle, kasisleriyle karşılaşması halinde meydana gelen

darbeyi karşılayan yay aşağı – yukarı salınıma geçer ve bu salınımına, üzerine almış olduğu

enerjinin tümü yavaş yavaş yok oluncaya kadar devam eder. Yaprak yaylarda yavaşlatıcı etki

yapraklar arasındaki sürtünmeden doğar. Bu çok azdır, çünkü sürtünme yay yaprakları

arasında bir dereceye kadar sağlanmaktadır. Hatta helisel yaylar ile burulma çubuklu yaylarda

bu daha da azdır. Çünkü bunlarda tek yavaşlatıcı tesir yataklayıcı ya da kılavuz elemanlarının

yataklarında oluşan sürtünmeden doğar. Bu bakımdan ortaya çıkan aşırı salınım ve titreşimleri

azaltacak cihazlara gerek vardır ve bunlar amortisörlerdir.

Değişik tipte amortisörler vardır. Bunlardan pistonlu, kanatçıklı tip vs. gibi amortisörler

araçlar üzerinde görülmektedir. Ancak en tanınmış olanları gerek ön ve gerekse arka askı

donanımlarında kullanılabilen çift tesirli hidrolik teleskobik tesirli amortisörlerdir. Bu tür

amortisörlere uçak tipi amortisörde denilmektedir.

Amortisörün bir ucu şasi çerçevesine diğer ucu ise aksa bağlanmıştır. Yay basılıp açılırken

meydana getirmiş olduğu hareket tarafından yavaşlatılır. Şasi çerçevesi aracın aks

köprüsünden gelen aşağı – yukarı salınım hareketine bağlı olarak kalkıp inerken amortisör de

uzamaya ya da kısalmaya çalışır. Amortisörün boyunda oluşan bu uzama ve kısalma çalışması

bir dirençle karşılaşır. Amortisörün bu tür çalışmasına teleskobik çalışma denir. Teleskobik

çalışmaya gösterilen direnç şasideki aşağı – yukarı salınımı yavaşlatır.Böylece kontrolsüz

olan bir seri osilasyon yerine daha yumuşak bir salınım ortaya çıkar ve araç tekrar normal

yüklenmiş konumunu çabucak bulur. Hidrolik amortisörlerde sıvı ile doldurulmuş bulunan

silindir, aksa, silindir içindeki piston ise şasiye bağlanmıştır. Aracın gövdesi aksa ya da

köprünün hareketine bağlı olarak salınıma geçince piston silindir içindeki dar kanaldan sıvıyı

itmeye çalışır. Sıvının akışına gösterilen direnç bir karşı dirençtir ve çalışmayı yumuşatır.

Silindir içindeki dar delikten ( orifis = menfez ) sıvının akmasını sağlayan basınç, akış hızının

karesiyle doğru orantılı olarak değişir.

3.3 Amortisörün Yapısı Ve Çalışması:

Direkt, çift tesirli, teleskobik hidrolik amortisör; iç ve dış silindirler, piston kolu ile toz ya

da darbe zırhı gibi parçalardan ibarettir. Pistonun ve silindirin içinde bulunan bir seri sübap

amortisör içindeki sıvının hareketini kontrol altına alır.

3.3.1 Sıkışma Hali :

Piston ve piston kolu basınç borusu içinde aşağıya hareket eder, sıvı piston süpapı içinden

basınç borusunun üst bölmesine geçmek üzere zorlanır. Piston kolu, önceden sıvı ile dolu

bulunan yeri işgal ettiği için bir miktar sıvı alttaki supap üzerinden depo borusuna geçmek

zorundadır. Supaplar sıvının geçeceği menfezde belirli bir direnç oluşturabilecek şekilde

kalibre edilmiştir. Amortisör yavaşça sıkıştırıldığı zaman sıvı supaplardan rahat bir şekilde

geçmesine rağmen, sıkıştırmanın hızında herhangi bir artma direncin derhal artmasına yol

açar. Böylece amortisör yayın sıkışmasının şiddetini yumuşatır.

Yayın eski durumuna gelmesi sırasında piston basınç borusu içinde yukarıya doğru

harekete zorlanır ve üst tarafta toplanmış bulunan sıvı pistonun içinden diğer bir supap

aracılığı ile aşağıya hareket eder. Basınç borusu içinde bulunan ve piston kolunun

eksilttiği sıvı miktarını tamamlamak; böylece gereken tanzimi yaparak dengeyi sağlamak

için depo görevini yapan borudan tabandaki supap üzerinden gereken takviye yapılır,

içeriye ilave sıvı yollanır.

Amortisörün yayın geri gelme hareketini kontrol altına alması da basılma hareketindeki

çalışma gibidir. Ancak bazı amortisörlerde sıkıştırmadan sonra meydana gelen açılma

hareketini kontrol altına alma çalışmasında devreye giren supaplar daha fazla direnç

gösterecek şekilde kalibre edilmektedirler.

Amortisörleri bağlamak için kauçuk burçlar kullanılır. Üst kauçuk burçlar aracılığı ile

şasiye tespit edilir. Alt uç ise ön askı sisteminin alt salıncak koluna bağlanır. Böylece askı

donanımının alt salıncak kolu aşağı yukarı salınma hareketini yaptığı zaman amortisörü de

çalıştırır. Bazı amortisörler, normal yumuşak ya da sert bir çalışmayı yapmak üzere

yapılırlar; daha doğrusu bu tür çalışmaları otomatik olarak yapabilecek şekilde

düzenlenmişlerdir.

3.4 Yaylı Amortisör:

Bu sadece normal amortisöre bir yük yayı ilavesi ile meydana getirilen bir amortisördür.

Normal yükler altında yay çok az sıkışır. Yükün artması ile amortisörün tahrik muhafazası

artan yükü yaya geçirir. Arka uç yüke göre desteklik yapar. Amortisörün üzerinde aşırı

yüklere karşı koruyuculuk yapan lastik bir yay da vardır. Bunun yük sınırı 700 – 800 kg

civarındadır.

Yaylı amortisörlerde kullanılan sıvı da özeldir; sıcaklık değişimlerine karşı dayanıklıdır.

Kullanılan sıvıya belirtilen özelliğinden dolayı “ CVB “ – sabit viskoziteli bileşik – adı

verilmektedir. Yaylı amortisör şüphesiz daha fazla yük taşıma kapasitesine sahiptir. Örneğin

ağır hizmet tipi bir amortisörde 250 kg.lik yük 500 mm uzunluğundaki bir amortisörü 280 mm

kısaltırken, yaylı tip amortisörde ancak 500 kg. Lik bir yük aynı işi yapar.

3.5 Diğer Amortisörler: Günümüzün otomobilleri üzerinde daha çok boru tipi teleskobik

amortisörler kullanılır. Ancak bunlardan başka amortisörler de vardır. Bunlar özellikle eski

araçlar üzerinde rastlanan tek ya da çift etkili kollu amortisörler, kanatçıklı hidrolik

amortisörler, mekanik olarak çalışan amortisörler ve jiraskop tipi amortisörlerdir.

2.1. AMORTİSÖRLER

2.1.1. Sönümleme Tipleri

Sönümlemesiz titreşim, meydana geliş anından itibaren uzun bir süre devam eder. Pratikte

sönümleme üç şekilde oluşur; sürtünme, viskoz ve havanın varlığıdır. Statik ve dinamik

sürtünme arasındaki küçük fark önemsenmezse, bu sönümlemeler ayrı ayrı olmak üzere; sabit

bir direnç, hızla orantılı bir direnç ve hızın karesiyle orantılı bir direnç ifade eder.

Taşıtlarda süspansiyon; yol bozukluklarından kaynaklanan istenmeyen hareketleri taşıt

gövdesine minimum derecede iletmek amacıyla tasarlanırlar. Süspansiyon bağlantılarındaki

sürtünme, süspansiyonun kendisinin hareketsizliğini ifade eder. Lastiğin sapması, statik

sürtünme kuvvetine eşit kuvvet artışı anlamına gelir. Bu yüzden sürtünme kuvveti değerine

ulaşan kuvvetler direk olarak yaylanan kütleye etki eder ve onun hareketine neden olurlar.

Hava sönümlemesi, yaylanan ağırlığın hareketlerini önleme gerekliliğiyle karşılaştırıldığında

çok küçüktür ve ihmal edilebilir.

Gerekli sönümleme miktarı, mühendislikte çoğu durumda olduğu gibi, bununla bağlantılı bir

alanda bir takım olumsuzluklara gidilerek sağlanır. Tek darbe etkisiyle meydana gelen natürel

frekansta bir titreşimin uzun süre sürüp gitme halinin önlenmesi gerekir. Aynı zamanda seri

darbelerle olan kuvvetli bir titreşimde aşırı genleşme meydana gelmesi önlenir. Diğer taraftan

sönümleme kuvveti ne kadar küçük olursa olsun zemin bozukluklarının yaylanan kütleye

iletimi de o kadar çok olur. Bu taşıt konforunu olumsuz etkiler. Sönümleme kuvveti,

süspansiyon yayının sapmasından başka yaylanan ağırlık üzerinde ilave bir rahatsızlıktan

sorumludur.

2.1.3. Hidrolik Amortisörler

F.W. Lanchester, yağın sıkıştırılabilirliğini yağın esneme vasıtası olarak kullanılması fikrinin

patentini almıştır. Yağın sıkıştırılabilmesi ona esneklik özelliği kazandırmaktadır. Bu

esneklik, amortisörlerde yüksek basınç kullanma zorunluluğunu ortadan kaldırmakla birlikte

akışkanın bölgesel ısınma etkisini ve yüzey sürtünmesini azaltmaktadır. Akışkan hareketinin

diyaframlarla sağlandığı hidrolastik ve hidropnömatik süspansiyonlardan farklı olarak;

hidrolik amortisörlerde akışkan hareketi, sönümleme kuvveti için basıncı gerektiği şekilde

ayarlayan piston vasıtasıyla sağlanır.

2.1.4. Teleskopik Amortisörler

Amortisörler, darbe etkisiyle meydana gelen çevrimsel titreşimleri sınırlamak için kullanılan

hidrolik cihazlardır. Akışkanı bir orifise doğru pompalamak, enerjiyi ısıya dönüştürür, bu ısı

daha sonra atmosfere verilir. Atmosfer valf dizaynındaki amaç; her türlü yük durumunda ve

hızda, laminer akış karakteristiklerinin tutarlı olmalarını sağlamaktır. Bu bir tane büyük nozul

ya da jet yerine birçok sayıda nozul ya da jetler kullanılması anlamına gelir. Bu nozul ya da

jetler darbe ve iç basıncın etkisiyle aşama aşama açılırlar. Böylece istenilen rezistans sağlanır.

Hidrolik amortisörün en çok kullanılan şekli çift borulu amortisördür (Şekil 2).

Süspansiyonun darbe ve geri sıçrama hareketlerini ayırır. Bunun için aynı boşaltma valfleri

vardır. Amortisörün kendisi, bir kol tarafından hareket ettirilen ve silindir içerisinde çalışan

bir piston gibidir. Pistonla beraber yayların basıncına karşı açılan darbe valfleri vardır. Bu

valfler basınç altında yaylara karşı açılır ve sıkışmaz akışkan vasıtasıyla piston hareketine izin

verilir. Bu valflerin boşaltım karakteri stilden, bunların profil dizaynı ve yay hareketi aracılığı

ile kontrol edilebilmektedir.

Şekil 2. Çift borulu teleskopik amortisör

Dikey silindirde bir kol tarafından hareket ettirilen çift etkili bir piston vardır. Piston kolu

amortisör üst kapağına kadar uzanır. Dolayısıyla piston kolu, yaylanan kütleye silindir ise

yaylanmayan kütleye bağlıdır. Çok kullanılan bu yapı, çift borulu amortisör olarak bilinir

çünkü pistonun altında denge kolu yoktur, boyu kısalmış piston silindir uçlarında, boyu

uzamış pistona göre daha az akışkan vardır. Bu yüzden amortisör sıkışırken (süspansiyon

darbe hareketi) akışkan silindirlerde yer değiştirir. Bu sırada akışkanın bir yere depolanması

gerekir. Dolayısıyla çift borulu amortisörlerde silindir tüpün dış tarafı ile ikincinin iç tarafı

arasında akışkan depolama alanı vardır. Burada akışkan ısıyı amortisörün dışına iletir ve

depolama alanını mümkün olduğu kadar çok akışkanla doldurmak için genel olarak akışkanın

sıcaklık artışını azaltır. Sınırlama, akışkan üzerindeki gazın basınç artışıdır.

Teleskopik amortisörlerin daha gelişmiş bir şekli şekil 3'de gösterilen gaz basınçlı

amortisörlerdir. Dış tüpteki akışkan üzerindeki boşlukta yaklaşık 0,5 N/m2 basınç vardır. Bu

boşluk yaylanmayan kütle hareketlerinin kontrolünü iyileştirmek içindir. Bir miktar yüzey

sürtünmesiyle beraber bazı durumlarda amortisör sertliğinde hafif bir azalma gerekir. Bu

amortisör düzeni, süspansiyon sisteminde ilave bir yük ve değişik yay oranı meydana getirir.

Tek tüplü amortisörlerde genel uygulama, çalışma boşluğunun alt sürekli temas halinde

tutulur. Tek tüplü amortisörün bir dezavantajı yağ içinde yüzen sert parti küllerden çabuk

zarar görmesidir.

Tekerleğin geri sıçrama harekelinde amortisör pistonunun etkili alanı, pistonu hareket ettiren

kolun kesit alanı yüzünden azalır. Amortisörün darbe hareketlerinde bunu dengelemek için

silindirin karşı ucundaki valfler yoluyla kuvvet uygulanır. Dış odada önemli miktarlarda

akışkan giriş ve çıkışı olur. Akışkan bu odada taşıtın ileri hareketiyle meydana gelen hava

akımıyla soğutulur.

Şekil 5. Gaz dolgulu amortisör

Tek tüplü teleskopik amortisörlerde piston kol alanı olumsuzluğunu ortadan kaldırmak için

kullanılan ilave odanın yerine, alttaki silindirde yüzer bir piston vasıtasıyla akışkandan ayrılan

bir miktar soygaz bulunur. Bu yüzden tek tüplü amortisörler, gaz dolgulu amortisörler olarak

bilinir. Darbe hareketi esnasında ana hidrolik piston, akışkan tarafından itilirken, gaz yüzer

piston üzerindeki artan basınç vasıtasıyla sıkıştırılır. Bu yüzer piston, çalışma alanım etkili bu

şekilde küçültecek darbe akışkan miktarını arttırır. Çift yönlü amortisörde farklı olarak gaz

dolgulu amortisörler için direnç eğrisi, azalma yerine daha tutarlı sürüş karakteristikleri

vererek sabit bir oranda artar. Akışkanın hava ile temas riski yoktur ve ilave bir dış oda

olmaksızın tüm yüzeyde daha iyi bir soğutma sağlanır.

Amortisör, iyi bir şekilde çalışması için, süspansiyonun hareketli parçalan ile ana gövdenin

nispeten rijit kısımları arasına bağlanmalıdır. Çünkü amortisör, harekete direnç oluşturur.

Amortisör ünitesi; iç gürültü, titreşim ve sertlikten yalıtılmış olmalıdır. Amortisör uzamasında

(süspansiyon geri sıçrama hareketi) etkili piston alanı, piston kolu ve çapı arasındaki halka

seklindeki alandır. Genel olarak geri sıçrama hareketinde amortisör yükü ne kadar yüksekse,

piston alanı da o kadar geniş olur. Sabit bir amortisör çapı ile piston kol çapı, darbe ve geri

sıçramalarda etkili piston alan oranlarını büyük ölçüde belirler.

Amortisörün, süspansiyon destek bağlantılarında yaptığı kılavuzluk görevi, piston ve piston

kol yatağında yanal kuvvetlerin varlığı demektir. Bu kuvvetleri destekleyen geniş piston kolu

darbe ve geri sıçrama arasındaki alan oranını bozmaya zorlar. (Şekil 4). Piston ve piston kolu

kılavuzunu mümkün olduğu kadar uzak ve ayrı tutarak, yanal kuvvetler minimize edilmiştir.

Bu durum çift tüplü amortisörlerde çok daha kolay uygulanır.

Şekil 4. Piston ve piston kol yatağındaki yanal kuvvetleri destekleyen geniş piston kolu, darbe

ve geri sıçrama arasındaki alan oranını bozmaya zorlar.

Woodhead, içinde yüzer pistonu olmayan tek tüplü bir amortisör geliştirmiştir (Şekil 5) Bu

çalışma, akışkanın bir emülsiyon olması ve valf uygulamalarında bazı düzenlemelere

gidilmesi demektir. Pratikte pistonun üzerindeki akışkan altındakinden daha fazla gaz içerir.

Araba durur vaziyette iken gaz ve yağ birbirinden ayrıdır. Yaylanmayan kütle amortisör

gövdesine bağlanır. Maksimum ivmelenme hareketiyle birlikte yeniden emilsüyonlaşma çok

hızlı ve performans da tutarlı olmaktadır. Bu tip tek tüplü amortisörün avantajları, yüzer

piston tip ile karşılaştırıldığında bu amortisörler, kriko ile kaldırma imkansızlığı, yüzer

pistondan sızıntı ve piston kolu eğilmesi gibi olumsuzluklardan uzaktır.

Şekil 5. Yüzer pistonlu amortisör

Bu tip amortisörler, normal çift tüplü amortisörlerden daha kısa ölü uzunluğa sahiptir. Hava

alma ve boşluğa müsaade etmez. Normal tek tüplü amortisörle karşılaştırıldığında, normal tek

tüplüde olmayan kriko ile kaldırma serbestliğine sahiptir. Ek olarak, çok daha azalmış ölü

uzunluk, silindirin harici etkilerden uzak oluşu, geri sıçrama hareketlerinin (hidrolik basınç)

kolay kontrolü gibi avantajlara sahiptir. Basıncı, tek tüplü amortisörlerden daha düşük

olabilir. Böylece silindirler daha ince yapılabilir. Genelde emülsiyonlu sönümlemede, normal

amortisörlere göre, sıcaklıkla birlikte daha az sönümleme kuvveti azalışı görülür.

2.1.5. Hidropnömatik Amortisörler

Hidropnömatik süspansiyonlu otomobillerde sönümleme için genellikle, akışkan ve gaz

arasındaki diyaframı hareket ettiren itici kol durumundaki akışkan kullanılır. Akışkan bir

süspansiyon bağlantısından hareket alan diyafram veya bir piston vasıtasıyla hareket

ettirilmek zorundadır. En mantıklı ve ekonomik olanı, diyaframı bir amortisör valfinden gelen

akışkanla hareket ettirmektir.

Akışkan hareketi piston vasıtasıyla sağlanan sistemlerde kullanılan akışkanın yağlama

görevinin de olması gerekir. Bu yüzden akışkan olarak yağ kullanılır. Bunun yararı şekil 7'da

gösterildiği gibi sönümleme hassasiyetinin sıcaklıktan daha az etkilenmesidir.

Şekil 6. Hidrogaz süspansiyonun sönümlemedeki kabiliyeti.

Şekil 7. Hidrogaz süspansiyonun sönümlemedeki kabiliyeti

Amortisörler, yaylanan ve yaylanmayan kütleler arasındaki harekete bir direnç oluştururken,

aynı zamanda yol şoklarının gövdeye iletilmesinde ek bir aracı olurlar. Bu yüzden konforlu

bir sürüş için kabul edilebilir sönümleme limitleri vardır.

2.1.6. Sensa-Trac (Akıllı Amortisör)

Sensa-Trac sertliğini yol koşullarına göre otomatik olarak ayarlıyor. Güvenli olması istenen

süspansiyon sistemlerinde genellikle sert amortisörler kullanılıyor. Ancak yol tutuşu olumlu

etkileyen sert süspansiyon sistemi sürücünün konfor beklentilerini karşılayamıyor.

Otomobillerde yumuşak amortisör kullanıldığındaysa zeminlerdeki bozukluklar hissedilmez.

Ancak ıslak ve kaygan zeminlerde, virajlarda, yan rüzgarlarda ve frenlemelerde otomobilin

kontrol edilmesi zorlaşıyor. Sansa-Trac teknolojisine kısaca PSD (Position Sensite ve

Damping: Koşullara duyarlı amortisör) adı verilmiş.

Bugüne kadar kullanılan amortisörlerde içinde bulunan piston silindirin neresinde olursa

olsun darbelere karşı aynı karşı kuvveti uygulayarak çalışmaktadır. Darbe anında silindir

içindeki piston çabuk hareket edebiliyorsa amortisör yumuşak, silindir içerisindeki piston

yavaş hareket ediyorsa amortisör sert olmaktadır. Yeni tip amortisörün silindir yüzeyi orta

kısımda derinliği yaklaşık 0.4 mm olan dikey ve minik bir kanala sahiptir. Bu kanalın yeri

otomobilin tipi ve ağırlığına göre aşağıda veya yukarıda olabilmektedir. Amortisörün sertliği,

pistondaki supapların yağı aşağı veya yukarı geçirme kapasitelerini küçültüp büyülterek

sağlamaktadır. Amortisör pistonundaki delikler supaplardır. Ancak bu supapların sıvı

geçirgenliği sabittir, yani istendiğinde daha çok veya daha az yağ geçirilemez. Sansa-Trac

belki küçük kanal bulunduğu bölgede ek bir yağ geçişi sağlayarak amortisörün yumuşak

olmasını mümkün kılarken amortisöre yük bindiği zaman piston silindirin alt bölümlerine

inerek sertleştirir. Bu sayede amortisör pistonu virajda, frenlemelerde, su birikintisine

girdiğinde, kasislerden geçildiğinde kanalın bulunmadığı bölgelere girdiği için sert ve güvenli

olabilir.

Şekil 8. Sensa-Trac (Akıllı Amortisör)

GAZLI AMORTİSÖRLER

Gazlı amortisörler temelde aynı prensiple çalışırlar.(Piston yağ doldurulmuş tüpün

içinde ileri geri hareket eder.)Fakat en altta küçük bir haznede yüksek basınçlı (25 bar)

nitrojen gazı bulunur. Gezer bir piston bu gaz ile yağ kısmını birbirinden ayırır,

karışmalarını önler.

Gazlı amortisörlerde; gaz tarafından yağa yapılan sürekli basınç piston valflerinin

sessiz çalışmasını ve yağın köpüklenmesini engeller.

Buradaki gaz haznesi, hidrolik amortisörlerdeki rezerve borusunun görevini

üstlenmiştir.

4. Süspansiyon Sistemindeki Diğer Uygulamalar

4.2.1. Adaptif süspansiyon sönümlemesi

Konvensiyonel hız duyarlı üniteler; geniş çalışma alanı ihtiyaçlarının başarılı bir şekilde

karşılasalar da, değişen tekerlek kontrolü anlayışı, çalışmaları aynı tekerlek hızında meydana

gelseler bile farklı sönümleme ihtiyaçlarım ayırabilen akıllı amortisörler doğrultusuna

yöneltmişlerdir. Bugün amortisör mantığını, çeşidi sensörlerden ve nispeten konvensiyonel

ünitelere yerleştirilen ayarlanabilir, sürüş valflerinden gelen bilgilerle çalışan bir on-board

mikroişlemci vasıtasıyla kontrol edebilmektedirler. Alternatif sönümleme metotları geniş bir

şekilde araştırılmakla birlikte, şimdiye kadar bunlardan hiçbiri hidrolik ünite enerji yoğunluğu

ile rekabet edememiştir.

Amortisörün uğraşmak zorunda olduğu en önemli çalışma materyali çok farklı ve tamamen

gelişigüzel karakteristiklere sahip yol profilidir. Süspansiyona bu kaynaktan gelen frekans

bilgileri, düzensiz veya tekrarlamak dalga şekilleri yada yoldaki derin çukur veya bunların

onarımıyla meydana gelen bir defalık ve keskin rahatsızlıklar olarak görünür. Bu durumların

çoğu, ana görevi lastik ve yol arasındaki tutunmayı korurken, gövde içinde hissedilen

rahatsızlıkları minimize etmek olan süspansiyon sönümlemesi ile ihtilaf yaratır. Yol

durumundan kaynaklanan rahatsızlıklar tekrarlanmalı bir şekilde olduğu zaman sönümleme

kuvvetlerinin maksimum olması gerekir. Tepki miktarını düşük tutmak hem konforu hem de

tutunmayı iyileştirir. Diğer taraftan kısa ve bir kerede oluşan rahatsızlıklar daha az

sönümleme kuvvetleriyle en iyi bir şekilde kontrol edilir. Dolayısıyla gövdeye iletilen

kuvvetler de az olur. Ayarlanabilir amortisör valf ayarı etkileri şekli 5.22 de gösterilmekledir.

Şekil 8. Ayarlanabilir valfin amortisör valfine etkisi

Şekil 8. Ayarlanabilir valfin amortisör valfine etkisinin (sağda), konvensiyonel sabit ayarlı

ünite ile karşılaştırılması. Gövde hareket alanı üzerindeki kontrol her iki durumda da

benzerdir. Fakat yüksek genlikli süspansiyon hareketlerinde önemli farklar vardır.

İvmelenme ve frenleme, yaylanmayan kütle salınımlarına (tekerleğin yanal kayması veya

zıplaması) yol açabilen uzunlamasına kütle transferine neden olur. Sönümleme kuvvetleri,

aracın hareketi değişirken sadece ivmelenme ve frenleme esnasında aracın ön ve arkasının

aşağı-yukarı hareketlerini (pitch motions) etkileyebilir. Sakin konuma ulaşıldığı anda ve

süspansiyon hızı sıfır iken sönümleme kuvvetleri etkisizdir. Bu kuvvetler, ivmelenme ve

frenlemedeki gövde hareketlerinin değişim oranını azaltabilirler. Fakat, bundan sonra taşıt

seviyesi, sürüş kontrolü için olması gerekenden daha yüksek olur ve sonuç olarak yol

yüzeyindeki bozukluklardan gövdeye iletilen darbeler artar.

Aynı zamanda, virajlarda ve aracın manevra hareketlerinde meydana gelen yanal kütle

transferi dolayısıyla gövdenin devrilme eğilimi de amortisörler vasıtasıyla azaltılabilir. Fakat

uzunlamasına kütle transferinde olduğu gibi sönümleme kuvvetleri, sabit konum

durumlarında değil sadece geçici hareketlerde etkilidir. Amortisör ayarı, genellikle düz yolda

yüksek sürüş kontrolü için gerekenden daha farklıdır. Bu farklılıklar yüksek hızlarda

kararlılığı etkileyebilir. (Yüksek hızda şerit değiştirmede).

4.2.2. Adaptif sürüş yükseklik kontrolü

Yükseklik kontrolünün faydaları daha önce açıklanmıştır. Sönümleme kuvvetlerinin hem

yaylanan kütle ile hem de yay sertliği ile bağlantılı olduğu eğilimi vardır. Çünkü yay oranı

azaldığı zaman, yaylanan kütleye transfer edilen sönümleme enerjisindeki azalma, Citroen

sistemindeki kadar çok olmayabilir.

Adaptif yükseklik kontrolü, virajlarda savrulmayı azaltmak ya da yok etmek ve frenleme ile

ivmelenme sırasındaki gövde hareketlerini azaltmak veya önlemek amacıyla kullanılır.

Alternatif olarak adaptif yükseklik kontrolü, adaptif sönümleme kontrolü ile birleştirilebilir.

Sabit piston alanı kontrolünün çok geniş yük değişimlerine maruz kaldığı durumlarda (önden

çekişli araçlarda arka tarafa daha çok yük binmesi gibi) gaz hacminde basınç artması

vasıtasıyla meydana gelen azalma, sürüşü aşırı bir şekilde sertleştirir. Yükün artması, aynı

zamanda sönümleme kuvvetlerinde istenen uyumu sağlamanın zor olduğu anlamına gelir. Bu

kusurları olmayan süspansiyon ideal süspansiyondur.

Mekanik dengelemeli yükseklik kontrollü süspansiyonun bir örneği sekil 4.12'de

gösterilmektedir. Sistem, hidrolik depo, akışkan yer değiştiricili pompa ve hidrolik

akümülatör, kontrol valfi ve her tekerlekte bulunan pnömatik (havalı) yaylardan meydana

gelmiştir. Sistemin tipik özelliklen arka tekerleklerde hidrolik yer değiştiricilerin kullanılması,

her bir pistonun alt tarafının karşı ön yer değiştiricinin üst tarafına bağlantılı olması ve kontrol

valfleridir. İki arka yer değiştiricinin üstü ortak bir havalı yaya bağlıdır. Arkada, dingilin

ortasına bağlanan tek bir kontrol valfi vardır.

Kontrol valfleri Şekil 13’de gösterilmektedir Burada sadece ön süspansiyon gösterilmiş ve

arka yer değiştiricilerin bağlantıları gösterilmemiştir. Tekerlek hareketini piston valf

çalışmasına dönüştüren dirsekli mafsal vardır. Piston valf basınçlı akışkanın, yer değiştiricinin

üst tarafına gitmesine izin verir veya onu serbest bırakır. Valfin farklı bir özelliği, mafsalın

yatay koluna eklenen dengeleyici kütledir. Süspansiyon kolunu mafsala birleştiren bağlantı

(üzerinde amortisör ve bir yay vardır); Süspansiyon yayı ve amortisör, aracın yaylanan

kütlesini üzerine alırken, aynı davranışı dengeleyici kütleye iletir. Aracın yüke binişi veya

yükten inişi durumlarında olduğu gibi süspansiyon yayının yavaş hareketi, mafsalı normal bir

şekilde çalıştırır ve süspansiyonu kendi normal pozisyonuna getirir.

Şekil 12. aktif süspansiyon genel görünüm

Ön taraftaki düzen, özel kontrol valfleri ve arka çalıştırıcılara giden borular hariç, normal

bir yükseklik kontrolü taşıttaki ünite ile benzerdir. Arkadaki çalıştırıcılar çift etkilidir ve

üst tarafları, akışkan sisteminden dolayı anti-roll sertliği olmaması için ortak bir havalı

yaya bağlanmıştır. Yükseklik kontrol valfi bir tanedir. Ön çalıştırıcılardan gelen çapraz

bağlantılar, her bir karşı arka çalıştırıcının ait kısmına birleşir ve virajlarda arka kütle

transferi kontrol edilir. ( automotive prodüks)

Şekil 13. Kontrol valfleri.

Süspansiyon kolundan gelen bir bağlantı, dirsekti mafsal yükseklik kontrol valfini kontrol

eder. Bu mafsalın yatay kolunda dengeleyici bir kütle vardır. Bu kütle eksen pimine göre

aşağı hareket eder. Eksen pimi hareketi ile valfler çalıştırılır. Bir yay ve amortisörün paralel

çalıştığı özel bir bağlantı vardır.

Frenleme anında, aracın ön tarafının alçalma hareketiyle birlikte ön yaylarda meydana gelen

ekstra basınç, arka taraftaki çift etkili pistonların alt tarafına etki eder. Bu arka kontrol

valfleriyle birlikte, arka süspansiyonu da kendi normal pozisyonuna getirir. Benzer bir durum

da hızlanma sırasında taşıtın arka tarafının çökmesi ile meydana gelebilir. Ön ve arka

arasındaki bağlantı, reaksiyonun hızını arttırır ve basınç sistemine dolayısıyla pompa ve

motora olan ihtiyacı azaltır.

Arkadan öne yan yana olan bağlantıların nedeni virajlarda belli olur. Virajda dış ön

tekerlekteki yük artışı, çalıştırıcı üzerindeki basıncı arttırarak otomatik bir şekilde iç arka

teker tekteki yükü azaltır. (Ortadaki pistonun alt tarafındaki ekstra basınçtan dolayı) İç ön

tekerlek yükünde ki azalma kendi pistonunun üzerindeki ve dış arka tekerlek pistonunun

altındaki azalmış basınç vasıtasıyla, dış arka tekerlek tarafından taşınan yükü arttırır. Kontrol

valfleri, araç seviyesini korumak için ön yaylarda hacim değişiklikleri sağlarlar. Dengeleyici

kütlenin ağırlık merkezinin, mafsal mil ekseninin altında olması lastik sapmalarına izin vermek

için ekstra tekerlek hareketleri sağlamaktadır.

Tekerleklerin yukarı hareketi, yay yüklerini arttırarak araç gövdesini yukarı doğru ivmelendirir.

Piston kolu aynı ivmelenmeyi mafsal kolu üzerindeki dengeleyici kütleye verir. Mafsal hareket

etmez ve süspansiyon yayları, basınç sistemine ihtiyaç duyulmadan normal bir şekilde hareket eder.

Aşırı yük altında, yay sertliği ve azalmış sönümleme etkisi yavaş yavaş yok olma eğilimindedir.

Bunların birinin diğerine olan üstünlüğü, mafsalın dolayısıyla valfin hareketini meydana getirir.

Virajlarda, valf gecikmesini önlemek için direksiyona bağlı ve aracın yanal hareketi meydana

gelmeden önce valfleri çalıştıran bir bağlantı sistemi Şekil 4.14'de gösterildiği gibi düzenlenebilir.

Şekil 14. Direksiyon ve dirsekli mafsal arasındaki ünite virajlarda valf gecikmesini önler.

4.4. Aktif Süspansiyon Sistemleri

Lotus, aktif sistemlerindeki burun sıkıntıları, yay ve amortisör ünitelerini çift etkili hidrolik

çalıştırıcılarla değiştirerek büyük ölçüde ortadan kaldırmıştır. Ani yüklerin ve her bir tekerleğin

yer değiştirme miktarı hesaplanarak ve hidrolik çalıştırıcıların kontrolü için bilgi işleme yoluyla

sentetik yayları harekete geçiren karmaşık bir mikroişlemci ünitesi meydana getirilmiştir.

Lotus sistemi için ilk fikir 1977-1982 yılları arasındaki Formula1 yarışlarında yapılan

aerodinamik gelişmelerden ortaya çıkmıştır. Aracın aerodinamik profilinin meydana getirdiği

aerodinamik kuvvet aracın statik kütlesini yaklaşık üç katına çıkarmaktaydı. (Örneğin 750 kg'Iik

bir otomobil için, sadece aerodinamik kuvvet 180 mph de 1200 kg civarında) Yükün tamamı

şasiye uygulanırken ve süspansiyon vasıtasıyla Tekerleklere iletilirken yaylarda ve amortisörlerde

aşırı zorlamalar olmaktaydı. Yani, sadece 750 kg yerine, süspansiyon yaklaşık 2000 kg'lık bir

kütle ile başa çıkmak zorundaydı.

Bu kuvvetlerin birlikte etkisi, problemi daha da büyüterek virajlarda aracın yanal ivmesini (savrulma

ivmesi) 3,5.g'nin üzerine çıkmasını sağlamıştır. Bu konvensiyonel yay sınırlarının da epey ötesindedir.

Aktif ve konvensiyonel süspansiyon sistemleri arasındaki en önemli fark aktif sistemler, yol

tarafından oluşturulan kuvvetlere ve gövde atalet kuvvetlerine karşı bağımsız davranış gösterir. Bu

sistemler, bu yüzden sürüş ve çalışma karakteristikleri arasında yapılması zorunlu olan

fedakarlıkları tamamıyla bertaraf etme kabiliyetine sahiptir.

Çoğu sistemde yol bozuklukları, konvensiyonel sistemde olduğu gibi, fakat çok daha

yumuşak yay ve amortisör ayarlamasıyla karşılanır. Viraj alma, frenleme ve ivmelenme ile

ortaya çıkan gövde kuvvetleri, sistemdeki aktif elemanlar tarafından kontrol edilir. Bu

elemanlar; taşıt seviyesini ve sürüş performansını daha iyi korumak için hem geçici hem de geçici

olmayan durumlarda frenleme- ivmelenme gövde hareketleri ve devrilmeye karşı direnç

oluştururlar.

Bu fonksiyonel serbestliği sağlamak için helezon yayların yerini hidropnömatik destekleri ve

amortisör valfleri olan havalı yaylar almıştır. Aracın ön köşelerinde ön destekler ve havalı yay

destekleri bulunmakla birlikte bunlar, çaprazlarındaki arka desteklerin alt taraflarına

bağlanmışlardır. Arka desteklerin üst tarafı, taşıtın arka tarafını taşımak üzere ortak bir havalı

yaya bağlanmıştır. Sürüş frekanslarından bağımsız olarak, devrilme kontrolü için relatif piston

alanları kullanılır.

Sürüş yükseklik sensörleri yük tatbiki halinde dengeleme yapmak için desteklerdeki hidrolik

basıncı artıran veya azaltan seviye ayarlama valflerini harekete geçirir. Normal tekerlek

hareketlerine izin vermek için elektronik ya da hidrolik kontrollü gecikme mekanizması

kullanılır. Ön destek basınçları, hızlı cevap verebilen atalet sensörleri veya darbe, devrilme ya

da frenleme-ivmelenme gövde hareketlerini ayırabilen ve bunlara karşı ayrı ayrı düzenlenmiş

olarak cevap verebilen valfler tarafından kontrol edilir.

Lincoln sistemi, uzun süreli park periyotlarında kendi fonksiyonlarını koruyucu bir devreye

sahiptir. Sık sık marş yapma durumlarında (aracın herhangi bir nedenle çalışmadığı durumlar)

bilgisayarı korumak için sistemin güç kaynağı, marş sona erdikten sonra bir saatlik süre

zarfında aktif tutulur. Bu süreden sonra mikroişlemci kendini tekrar marş yapılana kadar

devre dışı tutar.

Ön askı donanımı resmi

1. Piston kolu

2. Dışa kaydırılan ve piston üzerine belirli bir açıyla yerleştirilen alt yay fincanı

McPherson Tasarımı

* Amortisör piston kolu üzerinde sürtünme etkisi yok edilmiş

* Yanal kuvvetleri azaltma

* Geliştirilmiş yol tutuş ve sürüş özelikleri

* Az yer tutma özelliği

* Daha hafif

Ön Askı donanımı

Tekerlek Mafsalı

Alt kol

Ön aks traversi

Arka aks