1. Ana Sayfa
  2. Otomotiv
  3. Ön Düzen Sistemi ve Ön Düzen Açıları

Ön Düzen Sistemi ve Ön Düzen Açıları


Araçlarda ön düzen sistemi; sistemi tanımak ve görevlerini öğrenmek, ön düzen açıları olan taşıttaki kamber açısı, King-pim açısı, Toe-in veya Toe-out, Toplam açı, Kaster açısı bu açılar ile ilgili tanımları ve  bu açıların taşıt üzerindeki çalışmasını anlamak için yazımızda tek tek ele alınmıştır. 

Ön Düzen Sistemi

Taşıta hareket veren ön tekerlekler, bunların bağlantı parçaları ve bu parçaların birbirleriyle olan açısal ilişkileri “ön düzen sistemi” olarak tanımlanır.          

Ön düzen ayarı lastik tipi, boyu, lastik hava basıncı, aracın ağırlık dağılımı, yüksekliği ön takımının ve direksiyon aksamının durumu gibi farklı faktörlere bağlı olarak değişmektedir ve bunlardan birinin değişmesi diğerlerinin de değişmesini etkilemektedir.

İdeal bir ön düzen sistemi taşıt için şu özellikleri sağlamalıdır;

  • Emniyetli, düzgün bir hareket ve manevra kabiliyeti
  • Direksiyon kolaylığı
  • Lastik, tekerlek ve ön düzen bağlantılarındaki aşınmaların en aza indirilmesi

araç iskeleti ön düzen

Taşıt yükünün tekerlek yatakları ve süspansiyona uygun şekilde dağılımını sağlamalıdır. Tekerleklerin yola teması, yol yüzeyine dik olmalıdır. Bu şekilde kararlı bir hareket ve iyi bir tutunma sağlanabilir. Bu amaçla tekerlek bağlantıları belirli açılarda tasarlanmıştır.

Ön düzenin parçaları arasındaki açılar ve etkileri şöyle sıralanabilir:

  • Kamber açısı
  • King Pim açısı
  • Toplam açı
  • Kaster açısı
  • Toe açısı
  • Dönüş açısı

Kamber açısı

Kamber açısı; Tekerleklerin üst kısmının düşey eksene göre taşıt merkezine veya dışa doğru eğimidir. Tekerleğin üst kısmı dışa doğru belirli bir açı ile eğim yapıyorsa buna “Pozitif Kamber” , içe doğru eğimli ise “Negatif Kamber” olarak tarif edilir. Şekil 2’de pozitif ve negatif kamber açıları görülmektedir.

  Kamber açısının amaç ve etkileri:

  • Pozitif kamber, lastiğin yere temas noktasını yük ekseninin yola temas noktasına getirerek, meydana gelen momenti azaltır. Böylece direksiyon kolaylığı sağlar,
  • Aracın ağırlığını dingil başına momentsiz bindirerek, dingil pimi burcunda veya rotillerdeki sürtünmeyi azaltır direksiyon kolaylığı sağlar,
  • Tekerleğe gelen normal tepki kuvvetinden dolayı dingil pimi veya rotillerde meydana gelen yük ve aşınmaları azaltır,
  • Gereğinden fazla pozitif kamber açısı tekerleğin dıştan aşınmasına, negatif kamber ise içten aşınmasına sebep olur,
  • Kamber açısının iki tarafta eşit olmaması taşıtın bir tarafa çekmesine neden olur. Taşıt, pozitif kamber açısının büyük olduğu tarafa çekme yapar.

kamber açısıKing pim Açısı

King pim açısı; Dingil  piminin üst kısmının taşıt merkezine doğru eğimidir. Günümüzde kullanılan serbest süspansiyon sistemlerinde alt ve üst salıncak rotillerinin eksenlerini birleştiren doğru ile düşey eksen arasında meydana gelen açıdır.

King-pim açısı, aracın tekerlerine gelen yükün pim veya rotil bağlantı parçaları üzerindeki etkisini azaltır. Tekerleğin yere temas noktasının, dingil pimi ekseninin yolu kestiği noktaya yaklaştırılması ile bu etki azaltılır. Bu durum, kısmen kamber açısı ile fakat büyük ölçüde king-pim açısı ile elde edilir. Tekerlek ekseni ile king-pim ekseninin yere temas noktaları arasındaki farkın azaltılması ile direksiyon döndürme kolaylığı sağlanır.

king pim açısı

 

King-pim çısının taşıt üzerindeki etkileri:

  • Fazla kambere olan ihtiyacı azaltır.
  • Tekerleğin temas noktasınıpim eksenin yol yüzeyini kestiği noktaya yaklaştırarak yol darbelerinin ön takım ve direksiyon sistemi üzerindeki olumsuz etkilerini azaltır.
  • Dönüşlerde direnç momentini azaltarak direksiyon kolaylığı sağlar.
  • Dönüşlerden sonra tekerleklerin tekrar düz konuma gelmesini sağlar.
  • Direksiyon geri toplama momentinin oluşmasını sağlar.

King-pim açısı yaklaşık 13° civarında bir açıdır; araçtan araca değişen bir değeri vardır. Genellikle ayarlanabilen bir açı değildir. Ancak başlık piminin yada dingil başının eğilmesi ile düzeltilebilir. Zaten herhangi bir çarpılma veya deformasyon olmazsa bu açı pek bozulmaz.

Toplam Açı

Kamber ve King-pim açılarının toplamıdır. Toplam açı tekerlek ekseni ile King-pim ekseninin kesişme noktasının yerini belirlemek bakımından önemlidir. Pratikte bu nokta, yol yüzeyinin yaklaşık 5 cm altında olmalıdır.

Tekerlek ekseni ile başlık pimi ekseni yolu keserse (kesişme noktası yol yüzeyinin altında ise) tekerlekler dışa açılmaya zorlanır. Tekerlek ekseni, yol yüzeyini başlık piminin kestiği yerden içeride kalacak şekilde keserse (kesişme noktası yol yüzeyinin üstünde ise) tekerlek gidiş sırasında içe kapanmaya çalışır.

Kesişme noktası yol yüzeyinde ise yol direnci, dönme ekseni üzerinden geçtiği için tekerlekleri içe veya dışa doğru açma-kapama (Toe-in veya Toe-out) etkisi yapmaz. Bu durum taşıt hareket halinde iken rot başları ve direksiyon boşluğu nedeniyle tekerleklerin sağa-sola yalpa yapmasına neden olur. Direnç moment kolu sıfır olduğundan, taşıt hareket halinde iken yol darbeleri direksiyon sistemini fazla etkilemez, ancak taşıt durur vaziyette iken direksiyon dönüşü zorlaşır.

Kaster Açısı

Dingil piminin veya alt ve üst salıncak rotillerini birleştiren doğrunun taşıtın önüne veya arkasına doğru eğimine “kaster” denir. Tekerleğe yan taraftan bakıldığında pimin üst kısmının arkaya doğru eğimi “pozitif kaster” ,tersi ise “negatif kaster” olarak adlandırılır. Günümüz taşıtlarında her iki duruma da  rastlamak mümkündür.

Kaster açısının amacı ve etkileri:

  • Kaster açısının asıl amacı taşıta hareket kararlılığı sağlamaktır. Pozitif veya negatif kaster verilmiş araç tekerleklerinde, yolun durumundan dolayı sapma meydana geldiğinde, tekerlekler tekrar eski konumuna gelir.
  • Dönüşlerden sonra tekerlekler tekrar düz duruma getirilmeye çalışıldığında direksiyonun kolayca toplanmasına yardımcı olur.
  • Taşıta kolay manevra yapma imkânı verir.
  • Pozitif kasterli taşıtta yol ve sürüş kararlılığı etkili iken negatif kasterli taşıtta viraj alma kabiliyeti fazladır.
  • Gereğinden daha büyük açıda verilen kaster direksiyonu zorlaştırır, aşırı yol darbesi etkisi ve titreşimlere neden olur. Buna karşılık yol kararlılığı artar.
  • Gereğinden daha küçük kasterde ise düşük hızlarda direksiyon kolaylığı sağlandığı halde yüksek hızlarda direksiyon kontrolü azalır ve taşıt sağa sola gezinti yapar.
  • Pozitif kasterli bir taşıtta kaster açısının küçük olduğu tekerlek tarafına, negatif kasterli bir taşıtta ise kaster açısının büyük olduğu tarafa doğru çekme meydana gelir.

Toe açısı

Araca hareket veren ön tekerleklere üstten bakıldığında görülen, tekerleklerin ön kısmının arkaya göre farklı mesafede olması durumudur. Ön tarafın arkaya göre kapalı olmasına toe-in, açık olmasına da toe-out denir.

toe in toe out açısı           

 Toe açısının amaç ve etkileri:

Toe değeri araçların uzun rotlarının uzatılıp kısaltılması ile değişen ve ayarlanabilen bir tekerlek pozisyon ayarıdır. Açı olarak veya tekerleklerin ön tarafının kapalılık-açıklık mesafesi (mm) olarak ifade edilir.

Taşıt düz yolda hareket ederken tahrik tekerleklerinin ve yükün etkisi ile ön tekerlekler, arkadan itişli araçlarda genellikle dışa doğru açılmaya, önden çekişli araçlarda ise içe doğru kapanmaya zorlanır. Bu nedenle önden çekişli araçlarda ön tekerleklere toe-out, arkadan çekişli araçlarda toe-in verilir.

Taşıt ön tekerleklerine, üretici firma tarafından belirlenmiş değerlerin dışında fazla miktarda toe-in veya toe-out verilmişse bu durum tekerleklerde yuvarlanma direncinin artmasına neden olur. Ayrıca tekerleklerin, içten veya dıştan anormal derecede düzensiz aşınmalarına yol açar. Bu aşınma, yanal yönde testere dişi şeklinde kendisini gösterir.

Günümüzün bazı önden çekişli taşıtlarına sıfır (0) veya negatif toe (toe-out) verilebilmektedir. Kullanılan lastiklerin de verilen toe değerlerine etkisi vardır. Mesela, radyal dokulu lastik kullanılan taşıtlara, bias dokulu lastik kullanılanlara göre daha düşük toe değeri verilmektedir. Çünkü radyal gövdeli lastiklerin yanal kuvvetlere karşı direnci daha fazladır.

Dönüş açısı

Taşıtların sağa veya sola dönüşleri sırasında iç tekerleğin dış tekerleğe göre daha büyük açı ile dönmesine dönüş açısı veya dönüşte toe-out denir. Yani taşıt viraj alırken dıştaki tekerlek daha büyük yarıçaplı(r1), içteki tekerlek ise daha küçük yarıçaplı çember üzerinde (r2) dönüş yapar.

dönüş açısı

Dönüşlerde iç ve dış tekerleğin farklı açılarda dönmesini sağlayan, deveboynu (ya da tekerlek trapezi) olarak adlandırılan bağlantı elemanlarının rotlara dik olarak değil de belirli bir açı ile bağlanmasıdır. Şekil de bağlantı kolunun araç eksenine paralel olarak bağlandığı durum ve etkisi görülmektedir. Bu bağlantıda iç ve dış tekerlekler aynı açıda döndürüldüğü için, tekerleklerde kayma sürtünmeleri meydana gelir. Taşıtın manevra kabiliyeti azalır.

dönüş açısı

Şekil de gösterildiği gibi, bağlantı kollarının belirli bir açı ile bağlanması, iç tekerleğin daha büyük açıyla, dış tekerleğin ise daha küçük açıyla döndürülmesini sağlamıştır. Çünkü bağlantı kolu, yatay eksene yaklaşırken daha büyük açı, düşey eksene yaklaşırken ise daha küçük açı yapar. Böylece hem taşıtın manevra kabiliyeti artırılmış olur, hem de lastiklerde anormal aşınmalar önlenmiş olur.

dönüş açısı

Ön Düzen Açıları üzerinde Örnek Deneyler ve Ölçümler

 Ön düzen ölçme işlemleri esnasında aracın; yatay ve düzgün bir yüzey üstünde veya ön düzen ölçme cihazı platformunda bulunması gerekir. Ön düzen ölçme işlemlerine başlamadan önce her taşıt hakkında aşağıda yazılı bulunan şartlara uyulup uyulmadığının ön kontrolünün yapılması gerekir:

  • Tekerleklerin kontrolü (hava basınçları, lastik boyutları, lastik profilleri, hasar ve lastik aşınma durumu)
  • Tekerlek boşluk kontrolü,
  • Tekerlek salgısının eksenel ve radyal kontrolü,
  • Direksiyon sisteminde mafsallı bağlantıların, rot ve rotil boşluklarının kontrolü,
  • Direksiyon orta pozisyonunun kontrolü ve ayarı,
  • Direksiyon dişli kutusunun boşluk ve çalışma zorluğuna karşı kontrolü
  • Süspansiyonun (yayların ve amortisörlerin) boşluk veya hasara karşı kontrolü

Ön Düzen Test Cihazı: Ön düzen test cihazı SUN firması tarafından üretilmiştir. Cihaz aracı  komple kaldıracak bir hidrolik liftten, tekerleklerdeki açıları alabilecek tekerleklere bağlanan kafalar ve   bu kafalardan aldığı bilgileri işleyerek ayar değerlerini ekranda gösteren bir bilgisayardan oluşmaktadır

 

Ön Düzen Test Cihazında Ölçümün Yapılması

  • Taşıt cihaza bağlanmadan önce gerekli hazırlıklar yapılır (Lastik havaları, süspansiyon, yay ve amortisör, tekerlek kontrolleri, vb).
  • Ana şalter 1 konumunda açılır.
  • Konum değiştirici kilit açık konuma getirilir.
  • Araç lifte alınır.
  • Taşıtın tekerleklerinin düz konumda olup olmadığına ve direksiyonun konumuna bakılır.
  • Her tekerleğe optik algılayıcılar üzerlerindeki su terazilerine bakılarak yere paralel ve düzgün olarak takılır.
  • Ön tekerleklerin bulunduğu tamburların pimleri sökülür.
  • Lift istenen yüksekliğe alınır.
  • Konum değiştirici kilidi kapalı konuma getirilir.
  • Lift kilit sistemi oturuncaya kadar lift aşağıya alınır.
  • F3 tuşu ile Ana menüye ulaşılır (Ön düzen ölçüm işlemlerinde kullanılan SUN marka bir cihazdır).
  • Ana menüden Taşıtın Hazırlanması (Vehicle preparation) seçilir ve ENTER tuşuna basılır.
  • Taşıt referans bilgileri için marka ve model seçilerek ENTER tuşuna basılır.
  • Gerekirse taşıtın durumu ve tekerlek salgısı kontrol edilir (F3).
  • F3 tuşu ile tekrar Ana menüye dönülür.
  • Ana menüden Ayar Öncesi Ölçüm (Before adjustment) seçilerek ENTER’e basılır.
  • Düz pozisyon (Staight ahead) ayarı için ekrana görüntü geldiğinde direksiyon çevrilerek beyaz ok işareti yeşil kısma getirilir.( Sağa ve sola onar derece çevrilerek cihazın açı değerlerini okuması sağlanır.) Ön tekerlekler optik algılayıcılar yardımıyla düz duruma getirilir.
  • Taşıt düz pozisyona getirildikten sonra F3 tuşuna basılarak ölçülen değerler ekrana getirilir.
  • Tekrar F3 tuşuna basılarak Ana menüye dönülür.
  • Ön ve arka ayar (Front and rear adjustment) seçilerek ENTER’e basılır. Ayar öncesi ölçümde olduğu gibi F2/F3 tuşları kullanılarak ayarlanacak kısım ekrana getirilir.
  • Ölçüm değerleri cihaz tarafından hafızasındaki referans değerlerle karşılaştırılarak monitöre verilir. Bu sonuçlara göre yorumlar yapılarak gerekli ayarlar yapılır.
  • F3 tuşu ile Ana menüye döndükten sonra Print satırı alınarak ENTER’e basılır ve çıktı alınır.
  • Ayar sonunda değiştirici kilit açık konuma getirilerek lift indirilir.

 Ölçüm Sonuçları

AKSÖNDÜZEN AÇILARIAYAR ÖNCESİHEDEF VERİAYAR SONRASI
 A

 R

 K

 A

 

 A

 K

 S

 

KAMBER

SOL-10 22’+10 15’/+00 10’-00 10’-10 23’
SAĞ-10 20’+10 15’/+00 10’-00 10’-10 20’
 

TOE

SOL+2,0mm+3,2mm/+1,1mm-1,1mm+1,8 mm
SAĞ+2,1 mm+3,2mm/+1,1mm-1,1mm+2,0 mm
TOPLAM+4,1 mm+6,4mm/+2,1mm-2,1mm+3,7 mm
 

GEOMETRİK SÜRÜŞ EKSENİ

 

-00 0’

 

#  #  #

 

+00 0’

 

 Ö

 N

 

 A

 K

 S

 

KASTER

SOL+40 00’+30 00’/+00 30’-00 30’+40 03’
SAĞ+30 52’+10 00’+40 06’
 

K.P.I

SOL+200 58’+110 52’/+00 30’-00 30’+230 57’
SAĞ+60 57’+70 40’
 

KAMBER

SOL-00 23’+00 09’/+00 30’-00 30’

+1000’

-00 18’
SAĞ-00 11’-00 12’
 

TOE

SOL+0,2 mm+1,1mm/+1,1mm-1,1mm+0,2 mm
SAĞ+0,9 mm+1,1mm/+1,1mm-1,1mm+0,9 mm
TOPLAM+1,1 mm+2,1mm/+2,1mm-2,1mm+1,1mm

 

Değerlendirme ve Öneriler

Araçlarda genel olarak konfrolu sürüş istenmektedir. Bunu sağlayan en önemli araçlardan biri “Ön Düzen Sistemi”dir. Aracı sarsılmadan ve güven ve konfor ile birlikte sürüşünü sağlamak için uygun ön düzen kuralları açıları ve sistemleri belirlenmiştir. Ön düzen açıları olmayan araçta aşırı derecede lastik aşınması , aracın yalpalaması , sağa ve sola kayması sorunları yaşanmaktadır. Ayrıca verim kayıplarınada sebebiyet vermektedir.

Kamber kaster ve king pim  açıları katalog değerlerine göre sabittir. Ancak araç üzerinde yalnızca toe in ve toe out açısı ayarı yapılmaktadır. Buna rot ayarıda denir. Yaptığımız deneylerde bu açıların nasıl ve ne şekilde olduğunu hangi şekilde ayarlanıp yapıldığını ve düzenlemelerinin ne şekilde yapıldığı öğrenilmiştir.

Ön düzen ile ilgili cihazların başında bosch firması bulunmaktadır. Ayrıca Mates, Sun gibi yan sanayi firmalarda ön düzen test cihazları üretmektedirler.

Son güncelleme :

    Yorum Yap