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