Aks Geometrisi

Aks geometrisinin temel prensipleri

  Dingil mesafesi ve iz açıklığı

 · Dingil mesafesi (A) ön ve arka tekerleklerin merkezleri arasındaki mesafedir.

 · İz açıklığı ise tekerleklerin temas düzleminde sol lastiğin ortasından sağ lastiğin ortasına kadar olan

mesafedir.

 · İz açıklığı ve dingil mesafesi ne kadar geniş olursa aracın özellikle virajlardaki sürüş güvenliği de o denli

artmaktadır.

 

Temel direksiyon sistemleri

 Aks mafsallı direksiyon sistemi

 · Motorlu araçlarda genellikle Ackermann ya da aks mafsallı direksiyon sistemleri kullanılmaktadır.

 · Bu direksiyon sistemlerinde yönlendirilen ön tekerleğin aks mafsalı yönlendirme ekseninde dönmektedir.

 · Yönlendirme sırasında dingil mesafesi büyük ölçüde sabit kalmaktadır.

· Yönlendirilen tekerlekler arasındaki alan derin oturumlu parçaların (örneğin motor) yerleştirilmesi amacıyla

kullanılabilmektedir. Ağırlık merkezinin yere yakın olması sayesinde araç iyi yol tutuş özellikleri

sergilemektedir.

· Geniş yönlendirme açılarında bile destek alanı önemli ölçüde azalmadığından aracın dengesi korunmaktadır.

A Dingil mesafesi B İz açıklığı

Ackermann direksiyon sistemi

1 Aks mafsalı 2 Destek alanı 3 Hayali ortak merkez

Yönlendirme trapezinin işlevi

• Bu şekilde adlandırılmasının nedeni iki direksiyon kolu ile bağlantı rotunun ön aks ile bir trapez şekli

oluşturmasıdır.

• Aks mafsalı ile direksiyon kolu birbirlerine sıkı bir şekilde bağlanmışlardır. Aks mafsalı dingil pimleri

yada rotiller üzerine hareket edebilecek bir şekilde yerleştirilmişlerdir. Bağlantı rotu ile direksiyon

kolları da birbirlerine hareket edebilecek şekilde bağlanmışlardır.

• Tekerlek düz konumda iken bağlantı rotu ile ön aks birbirlerine paralel durumdadır.

Tekerlekler düz konumda

1 Ön aks 2 Aks mafsalı 3 Direksiyon kolu 4 Bağlantı rotu 5 Trapez alan

• Virajlarda aks mafsalları hareket ederek tekerleklerin dönmesini sağlamaktadır. Ön tekerlekler

döndüğünde bağlantı rotu ile ön aks arasındaki paralellik bozulmaktadır.

• Bu durum iki direksiyon kolunun uçlarının farklı açılarda hareket etmelerine ve virajın içindeki ön

tekerleğin daha fazla dönmesine neden olmaktadır.

• İç tekerleğin dış tekerlekten daha geniş bir açı ile dönmesi tuhaf gibi gelsede aracın daha hassas bir

şekilde yönlendirilebilmesini ve lastiklerin daha az aşınmasını sağlamaktadır.

- Bunun nedeni virajın içindeki tekerleğin virajın dışındaki tekerlekten daha az tur yapmasıdır.

- (içteki tekerlek açısı dıştakinden her zaman iki derece fazla döner).

Viraj alırken tekerleklerin konumu

1 Ön aks 2 Aks mafsalı 3 Direksiyon kolu 4 Bağlantı rotu

DİREKSİYON Sistemi

• Ön tekerleklerin kontrolü

• Aracın kontrolü ve yönlendirilmesi

Direksiyon sisteminin parçaları:

• Direksiyon

• Direksiyon kolonu

• Bağlantı rotu

• Direksiyon rotu

• Direksiyon kutusu

Direksiyon Bağlantıları: Sabit Akslı Süspansiyon Bağlantıları;

HİDROLİK DİREKSİYON

Motor ile tahrik edilen bir hidrolik pompa boş pozisyonda 3,5 bar ile tam dönüş pozisyonunda 85 bar basınç

sağlayabilecek kapasitedir.

Sonsuz dişli sistemine sahip mekanik direksiyon sistemine benzer bir yapıdadır. Sistem farklı olarak çift etkili

bir piston bunun bulunduğu silindir ve dağıtım valflerinden oluşur.

Depodan pompaya gelen hidrolik basıncı yükseltilerek regülatör grubuna gönderilir. Basınç ayarlandıktan sonra

döner valf grubuna basınçlı hidrolik gönderilir. Hidrolik basıncın yardımıyla kremayerin hareketini rahatlatarak

direksiyonun kolay dönmesi sağlanır.

Sağa dönüş pozisyonu

Sola dönüş pozisyonu

Elektrikli direksiyon

1. ELV, 2 carpışma ünitesi, 3, ayar kolu

Elektronik Direksiyon Kontrolü

Elektronik Direksiyon, direksiyon milini ve hidrolik destek (servo) elemanlarını ortadan kaldıran bir yapıya

sahiptir. Burada sürücünün dönme isteği, ilgili algılayıcı ile elektrik sinyaline dönüştürülür. Elektronik

Yönlenme Denetleyicisi, sürücü istekleri ve aracın dinamik seyrini karşılaştırarak gerekli dönme bilgisini üretir.

Bir elektrik motoru aracılığıyla ön tekerleklerin sağ-sol hareketi sağlanır. Çarpışma Önleme, Savrulma Kontrolü,

Şeritte Tutma gibi fonksiyonlar, tek bir denetleyici üzerinden kolayca gerçekleştirilebilir.

DaimlerChrysler firması, Bosch ile ortak giriştiği projede, R129 adlı bir model üzerinde tüm bu kavramların bir

arada denenmesi üzerinde çalışmaktadır. Adı geçen araçta (Şekil-5) gaz, fren ve debriyaj pedalı olmadığı gibi,

direksiyon simidi de bulunmamaktadır. Sürücünün hız ve yöne ait tüm istekleri bir kumanda çubuğu (Şekil-6)

yardımıyla algılanarak elektronik ortam üzerinden Araç Dinamiği Denetleyicisine aktarılır. Bu birim, aracın hem

hızlanma-yavaşlama, hem de yönlenme ihtiyacına cevap verir. Böylece kızaklama, patinaj, savrulma vb. işlevler

tümleşik olarak tek elden kontrol edilmiş olur.

Şekil-5 DaimlerChrysler R129 kavram aracı Kumanda çubuğu

R129 aracında biri orta konsolda, diğeri kapı kenarında iki ayrı çubuk kullanılmaktadır. Sürücü, her ikiside

birbirine elektronik olarak bağlı bulunan bu çubuklardan dilediğini kullanabilmektedir. Direksiyon ve gaz-fren

pedallarının yerine kullanılan bu çubuklar üzerindeki butonlar yoluyla sinyal, korna, park manevrası gibi

işlemler de çocuk oyuncağı kadar kolaylaşmaktadır. Direksiyon simidinin ortadan kalkması, ön panelin

görülebilirliğini artırdığı gibi (Şekil-7), bir kaza durumunda, direksiyon simidinin veya milinin sürücüye zarar

vermesini önlemektedir.

Şekil-7 R129 ön paneli

Kolay ve güvenilir kullanım için bu kumanda çubukları, sadece sağa-sola hareket edebilecek şekilde

tasarlanmıştır (Şekil-8). Sürücünün çubuğa uyguladığı sağ-sol yöndeki kuvvet, bir sensör tarafından ölçülür. Bu

kuvvetle orantılı bir hızda hareket eden bir elektrik motoru, çubuğu sağa-sola döndürür. Bu servo mekanizma,

hem çubuk üzerinde bir zorlama (direnç) oluşturarak ani hareketi engeller, hem de çubukların paralel (senkron)

hareketini mümkün kılar.

Aracın hızını değiştirmek için çubuğu ileri ya da geri itmek gerekir. Çubuk bu durumda ileri-geri hareket etmez;

ancak üzerinde bulunan algılayıcılar, uygulanan kuvveti denetleyiciye bildirirler. Çubuğun ileri itilmesi, Hız

Sabitleyiciye hedef hızın artırılması istemini iletirken, geri çekilmesi durumunda hedef hız, geri çekme

kuvvetiyle orantılı olarak azaltılır. Sürücü hızı bir kez ayarladıktan sonra çubuğu sadece sağa-sola hareket

ettirerek direksiyona kumanda eder.

Şekil-8 Kumanda çubuğunun yapısı

Araç sürücülüğünü jet pilotluğu kadar zevkli hale getiren Kablolu Sürüş Tekniği ile (Şekil-9), eğimli yollarda

veya yandan rüzgara maruz kalındığında aracın yön değiştirmesi engellenmektedir. Zira Araç Dinamiği

Denetleyicisi, sürücünün yön isteğiyle aracın gerçek yönü arasında bir fark algıladığında otomatik olarak yönü

düzeltmektedir. Ayrıca sürücünün, frenleme isteğini çubuğu geri çekerek bildirmesi, fren mesafesi üzerinde de

bir iyileştirme sağlayacaktır; zira ayağın gaz pedalından çekilerek fren pedalına basılması işlemi, 0.2 saniyelik

bir gecikmeye neden olmaktadır.

Şekil-9 Kablolu Sürüş

Elektronik kontrollü direksiyon sistemi çeşitleri

Elektronik kontrollü direksiyon sistemleri yapısal olarak üç farklı şekilde uygulanmaktadır;

1. Elektro-Hidrolik direksiyon sistemleri

2. Elektronik kontrollü direksiyon sistemleri

3. Lövye (Joystick) kontrollü direksiyon sistemleri

Elektro-Hidrolik direksiyon sistemleri

Hidrolik direksiyon sistemlerindeki hidrolik pompa yerine elektrik motoru ile çalıştırılan bir pompanın

kullanıldığı sistemlerdir. Sistemin en önemli avantajı mekanik sistem gibi çalışması, ancak sensör bilgilerinin

değerlendirilmesi sonucu ve gerekli hallerde hidrolik pompanın ECU tarafından devreye girmesiyle optimum

performansı verebilmesidir.

Şekil 2.35. Elektro-Hidrolik direksiyon sistemi blok şeması

Şekil 2.35’de geliştirilmiş bir elektro-hidrolik direksiyon sistemi blok şeması verilmiştir. Şemadan da görüldüğü

gibi ECU ya iletilen giriş sensör bilgilerinin yanında güç ünitesi akımı ile hidrolik pompa basıncı geri besleme

sensörleri vasıtasıyla denetlenmektedir. Hidrolik pompa da bir DC elektrik motoru ile çalıştırılmaktadır.

Sistem motordan hareket alan hidrolik pompayı ortadan kaldırdığı gibi, elektrikli pompanın sadece ihtiyaç

halinde çalışmasını sağlayarak enerji tasarrufu da sağlamaktadır. Bu sistem direksiyon kontrolünün elektronik

hale getirilme aşamasında yaygın olarak kullanılmış ve günümüzde de kullanılmaktadır.

2.2.4.1.2. Elektronik kontrollü direksiyon sistemleri

Hidrolik pompayı tamamen devre dışı bırakarak, yerine elektronik kontrollü bir servo motorun kullanılması

esasına dayalı bu sistem araç yön kontrolü için gerekli bilgileri algılayarak direksiyon sisteminin çalışmasını

optimize edecek şekilde tasarlanmıştır. Bu amaçla Şekil 2.36’da verilen blok şemadaki gibi bir kontrol sistemi

oluşturulmuştur.

ELEKTROHİDROLİK DİREKSİYON SİSTEMİ

Elektrohidrolik servo direksiyon (EPHS direksiyon sistemi = Electrically Powered Hydraulic Steering) Lupo FSI

tarafından bilinmektedir.

Elektrohidrolik servo direksiyonun avantajları: Daha yüksek konfor, manevra alanında yumuşak, ama yüksek

hızda daha sert direksiyon (emniyet faktörü). Enerji alımı, yanma motorunun çalışmasından bağımsız, ihtiyaca

göre yapıldığı için yakıtta tasarrufu sağlar.

Direksiyonun güç desteği için gereken sistem basıncı, bir hidrolik pompa ile sağlanmaktadır. Bu pompanın

tahriki, servo direksiyonun şimdiye kadar bilinen sistemindeki gibi direkt aracın motorundan yapılmaktadır.

Pompa tahriki için motor gücünün bir bölümüne sürekli ihtiyaç duyulmaktadır. Direksiyon güç desteğine en

ihtiyaç duyulduğu an, yani manevrada, motor devrinin en düşük olduğu andır.

Pompa gücü bu iş için ayrılır. Direksiyon hızı ne kadar yüksek olursa, pompa devri ve buna bağlı olarak akım

hacmi de o kadar yüksek olur.

Yüksek motor devrinde ihtiyaç duyulan pompa gücü bir bypass üzerinden alınır. Yeni direksiyon sisteminde

hidrolik de insan gücü de hidrolik pompayı (dişli pompa) desteklemekte, ancak bu hidrolik pompa, bir

elektromotor tarafından tahrik edilmekte ve mekanik olarak aracın motorundan bağımsız çalışmaktadır. Hidrolik

kumanda aynı yapıdadır.

Yeni olan, direksiyon açısı ve seyir hızına bağımlı direksiyon gücü desteğidir. Bunun için döner sürgü

muhafazasına, direksiyon açı hızını kumanda elektroniğine ileten bir direksiyon açı sensörü eklenmiştir.

Direksiyon açı bilgisi, bir sensör hattı üzerinden direkt olarak kontrol ünitesine gider. Bunun dışında, kontrol

ünitesindeki araç hızı, değerlendirme safhasında da kullanılır.

Bu bilgi CAN-HATTI üzerinden gider.

Şekil. Elektrohidrolik Direksiyon Sistemi

Direksiyon açı hızının iletilmesinde üreticilere göre farklılıklar göstermektedirler. Bunlar da direksiyon açı

sensörlerinin dış yapısından fark edilebilir. Araçtaki direksiyon açı sensörünü görebilmek için, yukarı kaldırılmış

bir aracın direksiyonunun sağa doğru çevrilmesi gerekmektedir (sağdaki resmin ok yönüne doğru bakılmalı).

Aşağıdaki resimde aracın içine yapılmış bir TRW direksiyon görülmekte. Yassı ve geniş çalışılan bu sensör,

direksiyon yardımı içindir

Aşağıdaki resim aracın içinde bir KOYO direksiyonunu göstermektedir, bu direksiyon yardım sensörünün formu

silindiriktir

G250 Direksiyon yardım sensörü

Sensör, servo direksiyon dişli kutusunun döner sürgü muhafazasındadır. Direksiyon açısını algılar ve direksiyon

açı hızını hesaplar.Sensörün iptali durumunda direksiyon işlevi çalışmaya devam eder. Servo direksiyon acil

programa geçer. İhtiyaç duyulan direksiyon gücü daha çok yükselir.

G85 Direksiyon açı sensörü

Direksiyon açı sensörü direksiyon kolonunda, direksiyon kolon vitesi ile direksiyon simidi arasında yer

almaktadır. Bu sensör, elektronik stabilite programının (ESP) uygulandığı araç tiplerine göre yerleştirilmiştir.

J104 ABS kontrol ünitesi ile J500 direksiyon yardım kontrol ünitesi, direksiyon açısı sensörünün sinyalini,

CAN-HATTI aktarımı aracılığıyla alır ve direksiyon simidinin çevrilme açısını belirlemek için kullanırlar.

J500 Direksiyon yardımı kontrol ünitesi

Kontrol ünitesi, motor pompa agregasının içine entegre edilmiştir. Bu, direksiyon açı hızına ve aracın hızına

bağımlı olarak dişli pompasının tahriki için sinyallerin yerlerini değiştirmektedir. O an ki gerekli miktar, bir

kontrol ünitesinin hafızasında saklı olan, bir karakteristik alandan okunur. Bu, çalışma süresince ortaya çıkan

hataları tanır ve nları saklar. Kontrol ünitesine, yeniden çalıştırma koruyucusu ve sıcaklık koruyucu entegre

edilmiştir.

Bugüne kadar gelen konvansiyonel servo direksiyon ile elektrohidrolik servo direksiyonu karşılaştırmak

gerekirse, ikincisinin çok yönlü avantajları vardır:

- % 85’e varan enerji tasarrufu sağlamakta

- Kısıtlı enerji ihtiyacı ve enerji kullanımı gibi, hidrolik sistemdeki yağ miktarının da azaltılmasıyla çevre

koruması desteklenmekte

- Gerçekleştirilen periyodik seyirlerde, 100 km’de, yakıttan yaklaşık 0.2 l tasarruf edilmekte

- Manevrada yumuşak ama yüksek hızda sert direksiyonla, aktif emniyet artırılmaktadır.

Sadece konvansiyonel servo direksiyonda, otoyol seyirlerinde, yüksek motor devri yüzünden Bypass valfinin

performansında yüksek kayıplar görülmüştür, bunun anlamı, düşük direksiyon açı hızında ve yüksek motor devir

sayısında, servo pompası tarafından aşırı miktarda akım talep edilecek demektir. Otoyol seyrindeki sonuçlardan

da görülebileceği gibi, yeni elektrohidrolik servis direksiyon, düşük direksiyon açı hızı ve araç hızına göre

uyarlanmış akım hacminden büyük tasarruf sağlamaktadır. Tasarruf, şehir içi seyirde de çok belirgin olarak

görülmektedir.

Bu direksiyonda, bugüne kadar bilinen servo direksiyonda kullanılan servo pompa (paletli pompa) yerine, motor

pompalar› agregası içine entegre edilmiş dişli pompa kullanılmaktadır.

Bu dişli pompa, direkt aracın yanmalı motorundan değil, motor pompaları agregasına sabitlenmiş

elektromotordan tahrik edilmektedir. Elektromotor, yalnızca ateşlenmiş ve çalışılmakta olan yanmalı motorlarda

çalışır. Direksiyon açı hızı, araç hızı ve motor devri sinyalleri kontrol ünitesine gönderilir. Bu kontrol ünitesi,

elektromotorun ve dişli pompasının devrini düzenler ve bununla hidrolik yağın akım hacmini ayarlar.

ELEKTROHİDROLİK DİREKSİYON SİSTEMİ

ELEKTROMEKANİK ÇİFT PİNYONLU DİREKSİYON SİSTEMİ

S ROT EĞRİSİNİN AYARLANMASI

S Rot Eğrisinin Ayarlanması

• S ROT EĞRİSİ ( TOE IN CURVE )

Ön tekerlek süspansiyonu sıkıştırılırsa veya uzatılırsa aracın rotu bu miktara bağlı olarak değişecektir. Bunun

sonucunda elde edilen rot ölçümleri “s” rot eğrisi olarak tanımlanır.

• S ROT EĞRİSİ 2 FAKTÖR TARAFINDAN BELİRLENİR.

1. Tanımlanan başlangıç konumu B1’e bağlı olarak rot ölçümü C1 ile

1. Tanımlanan başlangıç konumu B1’e bağlı olarak 60 mm uzamaya karşılık gelen bir noktada ölçülen rot

ölçümü C2 ile

C1 ile C2 arasındaki rot farkı,rot sabiti “S” olarak bilinir.

A = Yay Sıkıştırması

B = Yay Uzaması

B1 = Tanımlanan başlangıç konumu

B2 = Araç süspansiyonu,B1 konumuna göre 60 mm uzatılır.

C = Rot

C1 = B1 konumunda rot ölçümü

C2 = B2 konumunda rot ölçümü

S = Rot sabiti, C2-C1

S rot eğrisinin / rot sabiti “S” nin kontrolü

Bu kontrolü aşağıdaki durumlarda mutlaka yapmalısınız.

• Araç kazaya karışmış ve aks parçalarında ve / veya kaportada hasar ortaya çıkmışsa

• Araç bozuk yüzeylerde sürülürken sürüş kararlılığını koruyamazsa

• Fren sistemi sağlam olduğu halde frenleme yaparken araç sürüş kararlılığını koruyamazsa.

Sistemde giriş bilgilerini toplamak üzere; sürücünün direksiyona uyguladığı kuvveti, direksiyon simidi açısını,

taşıt hızını ölçen sensörler kullanılmaktadır. Sensör sayısı sistemin diğer sistemlerle bütünleşik çalışmasına göre

artabilmekte ya da aynı sensörler diğer mekanizmalar için de veri sağlayabilmektedirler. ECU ve hareket

sağlayıcı eleman olarak bir daimi mıknatıslı, fırçasız, küçük boyutlu, düşük rotor ataletli bir DC motoru

kullanılmaktadır.

Sistemin giriş bilgisi olarak sürücünün yardımcı elektrik motoru ünitesine bağlı direksiyon miline uyguladığı

tork miktarı ve direksiyon pozisyonu sensörler tarafından algılanır. Bu iki giriş bilgisiyle beraber taşıt hızı gibi

diğer sistem değişkenleri ve girdiler sürekli olarak elektronik kontrol ünitesine yollanır. ECU, gelen bu verileri

kontrol algoritmalarını kullanarak değerlendirir ve elektrik motorunun torkunu sürücü kuvveti, direksiyon açısı,

taşıt hızına bağlı olarak belirleyen çıkış sinyalini üretir. Blok şemada da gösterildiği gibi bu sistemde hidrolik

pompa yerine direk olarak bir elektrik motoru kramiyeri tahrik etmektedir. Sistemde zamanlama ve DC motor

tahrik akımı ile motor hız ve yönünü kontrol eden geri besleme sensörleri kullanılmıştır.

Şekil 2.37. EPS sistemi ve elemanları

Şekil 2.37’de mekanizması ve elemanları gösterilen EPS sistemi tamamen elektrikle çalışır ve elektrik ihtiyacı

motor çalışırken araç elektrik sisteminden, motor çalışmaz iken ise bataryadan karşılanır. Sistem rölantide 0,5

amperden daha az, ortalama devirlerde ise 1-2 amper arasında akım ile çalışır. EPS ile park manevralarında

hafifleyen direksiyon, düz yolda yüksek süratle sertleşerek güvenliği arttırır.

Şekil 2.38.a’da tipik bir EPS sisteminde değişken etkili kuvvet uygulama eğrileri görülmektedir. Şekilden de

anlaşılacağı üzere sürücünün direksiyon simidine uygulayacağı örneğin 6 Nm.lik bir kuvvet hareketsiz bir araçta

tekerleklere 45 N.m, maksimum hızda ise 12 Nm olarak aktarılmaktadır.

Şekil 2.38. Karşılaştırmalı EPS performans grafikleri

EPS sistemlerinin son uygulamaları direksiyon serbest bırakıldığında da çok üstün bir düzeltme yeteneğine

sahiptir. Şekil 2.38.b’de belli bir direksiyon yönlendirme hareketinde sistemin farklı hızlarda nasıl bir düzeltme

momenti karakteristiği izlediğini göstermektedir.

Sistemin bir başka üstünlüğü de Şekil 2.39.’da görüldüğü gibi özellikle yüksek hızlarda şasi kuvvetlerinin

yönlendirme hareketine karşı oluşturduğu salınımlı merkezleme (nötr konuma gelme) darbelerini

yumuşatmasıdır.

Şekil 2.39. EPS'nin farklı hızlarda salınımlı merkezleme etkileri

2.2.4.1.3. Lövye (Joystick) kontrollü direksiyon sistemleri

Joystick kontrollü ya da aktif direksiyon sistemi olarak adlandırılan bu sistem direksiyon simidini ortadan

kaldırarak yerine bir lövye (joystick) kullanılması esasına dayanır. Sensörlerden alınan sinyaller doğrultusunda

aracı yönlendirme işlevinin mikroişlemci tarafından yapıldığı bu sistem henüz geliştirilme aşamasında olup

yaygın kullanımına geçilmemiştir (Şekil 2.40).

Bütün bu bilgilendirmelerden sonra EPS sistemlerinin sağladığı üstünlükleri şöyle özetlenebilir;

1. Hidrolik pompa, hidrolik sıvısı hortumlar ve kayış-kasnak gibi sistem, malzeme veya

elemanlara olan ihtiyaç ortadan kalkar.

2. Daha az yer tuttuğu için motor kabininde daha geniş kullanılabilir hacim kalır.

3. Atık yağ, hortum veya diğer malzemeler olmadığından daha çevre dostudur.

4. Parazit enerji kayıpları bertaraf edildiğinden az da olsa yakıt tasarrufu sağlar.

5. Sürücünün direksiyon hissinin her kullanma şartında aynı kalmasını sağlar.

6. Yönlendirmede olduğu gibi düzeltme hareketinde de üstün bir performans ortaya koyar.

7. Motorun çalışmasından bağımsız, tamamen elektrik tahrikli olduğundan motorun durması

durumunda kontrol riski olmaz.

8. Araç ısınıncaya kadar hidrolik yağının viskozitesinin yüksekliğinden doğan yönlendirme

güçlüğü sorunu yoktur.

9. Sistem yönlendirme olmadığı sürece çalışmadığından (“bekle” modundadır) gereksiz enerji

israfı yoktur.

10. Daha az güç sarf ettiğinden ivmelenmeye az da olsa katkıda bulunur.

11. Bakım ve ayarı konvansiyonel sistemle kıyaslanmayacak kadar kısadır.

12. Aracın kullanım cinsine göre sıkı, sportif, yumuşak ve lüks gibi farklı modlara göre ayarlanma

esnekliği vardır.

DİREKSİYON BAĞLANTILARI

Direksiyon bağlantıları ön tekerleklerin direksiyon kollarını, deveboyunları ve direksiyon dişli kutusunun pitman

kolunu birbirine bağlar. Direksiyon simidinin döndürülmesi sırasında pitman kolunun (komuta kolu) yanlara ya

da ileriye ve geriye doğru hareket ettiğini hatırlayınız. Komuta kolundaki bu hareketin çubuk ya da rot

bağlantıları ile tekerleklere iletilmesi gerekir. Diğer taraftan bu çubuk ve rot bağlantılarının zaman zaman ortaya

çıkacak olan ayarsızlıklarını giderebilmek için ayarlarına da imkân hazırlanmalıdır. Bu ayar, düz hareketsiz

halde ön tekerleklere bir miktar toe-in vermeyi sağlar. Harekete geçtikten sonrada direksiyon sisteminin tüm

boşlukları karşılandıktan sonra bu toe-in ortadan kalkar.

Şekil: 1.Paralelkenar şeklindeki direksiyon bağlantıları. Oklar hareketin yönlerini gösteriyor.

İstenilen etkili direksiyonu gerçekleştirmek amacı ile çeşitli direksiyon bağlantıları geliştirilmiştir. Bunlardan en

çok kullanılanı paralel-kenar biçimini oluşturan bağlantı sistemidir. Bu sisteme kuşbakışı bakıldığı zaman şekli

bir paralelkenarı andırır; bu nedenle paralelkenar sistemi direksiyon düzeni adım alır. (Şekil 1).

Direksiyon Bağlantısını Oluşturan Elemanlar: Direksiyon sistemi, sürücüye ön tekerlekleri minimum bir

kuvvetle sağa sola döndürme imkânını vermek üzere düzenlenmiştir. Yol şokları direksiyon üzerinden şoföre

intikal etmez. Askı donanımı yoldan gelebilecek darbeleri karşılar. Yol darbelerinin direksiyona iletilmemesi

özelliğine direksiyon sisteminin "geri tepmez" özelliği denir. Direksiyon sistemi genellikle üç ayrı grupta

toplanabilir. Bunlar direksiyon dişli kutusu, direksiyon mili ve direksiyon simidinin oluşturduğu grup;

tekerleklerin dönüş hareketini almasını sağlayan direksiyon deveboyunları ile direksiyon dişli kutusunu

direksiyon kollarına bağlayan uygun çubuk bağlantılarıdır. (Şekil 2)

Şekil 9. Rot başı

Şekil 9. Rotil

Şekil 10. Akson (Taşıyıcı)

Şekil 11. Deve boynu

a. Direksiyon deve boyunları: Bu kollara yan deveboyunları da denir. Yan deveboyunları dingil basına ya

cıvatalarla bağlanırlar ya da dingil başı ile birlikte dökülürler daha doğrusu dövülerek bir parça halinde

yapılırlar.

b.Komuta kolu: Komuta kolunun yaygın bir ismi de pitman koludur. Komuta kolu direksiyon dişli kutusundan

hareket alan koldur ve dişli kutusunun verdiği harekete bağlı olarak ya yanlara doğru yada ileri-geri gidip

gelmeye çalışır. Komuta koluna hareket veren sektör dişlisidir. Sektör dişlisi ilerde görüleceği gibi sektör milini,

sektör mili de komuta kolunu döndürür.

Şekil 12. Pitman kolu

c.İstikamet çubuğu: Komuta kolu, istikamet çubuğu diye adlandırılan bir ara kola tesbit edilmiştir. Komuta

kolunun küresel bir biçime sokulmuş bulunan ucu istikamet çubuğuna bağlıdır, istikamet çubuğunun komuta

koluna yataklık eden ucunda küresel yarım yataklar vardır ve komuta kolunun küresel ucu bu yarım yataklar

içinde yataklanmıştır.

Şekil 3. İstikamet çubuğunun komuta koluna yataklık eden yan küresel yataklı ucu.

d. Ara kol: Direksiyon bağlantılarında rastlanan ara kola "S" kolu veya avara kol da denir. İstikamet çubuğunun

komuta koluna bağlanmayan ucu küresel bir yatak üzerinden ara kola tespit edilmiştir. Ara kol diğer ucu aracılığı

ile bir destek koluna tespit edilmiştir. Destek kolu ise şasiye cıvatalarla bağlıdır. Ara kolun bu bağlantısı

kendisini komuta kolu ile paralel duruma getirir.

e. Rotlar: Yan deve boyunları iki rot aracılığı ile istikamet çubuğuna bağlanırlar. Uçlar küresel yataklar

üzerinden bağlanmıştır.

Şekil 5. Arakol. Bu model vidalı bir burç kullanır. Kolun destek kısmı şasiye cıvatalarla bağlanır.

Her rotun birer ucu ayarlanabilir durumdadır. Bu bakımdan rotların boyları değiştirilebilir ve bu şekilde toe-in

ayarı yapılabilir. Rotun ayarlanabilen ucunun şekli Şekil 6 da gösterilmiştir. Ayar şekli de aynı şekilde

resimlendirilmiştir. Rotlar genellikle eşit boyda ve alt salıncak kolları ile aynı uzunluktadır; İstikamet çubuğunun

komuta kolu ve ara kol aracılığı ile bağlanmış bulunduğu şasi aşağı yukarı salınım yapmaya başlayınca toe-in ve

toe-out değerlerinde bir değişme olmamalıdır. (Şekil 7).

Sekil 6. Rot başları ve rot boyunu ayarlayan bilezikler. A. B.

Şekil 7. İstikamet çubuğu ve rotlar hemen hemen paralel olmalıdır.

İstikamet çubuğu ve rotlar önden bakıldığı zaman mümkün olduğu kadar paralel görünmelidir. Böyle bir bağlantı

araçta gidiş sırasında meydana gelecek salınımlardan dolayı toe-in ve toe-out değişmelerini minimuma indirir.

Şekil 8. Paralelkenar biçimli rot bağlantıları. Üstten görünüş.

Diğer Direksiyon Bağlantıları: Araçlar üzerinde görülen değişik bağlantı ve tertipler de vardır. Bunlardan biri,

merkezden direksiyonlu olarak anılır. Böyle bir direksiyon bağlantısı Şekil 10’ de gösterilmiştir. Ara bir

direksiyon kolunun paralel istikamet çubuğu ile yer değiştirdiğine dikkat ediniz. Normal istikamet çubuğu yerine

o görevi yerine getirebilecek bir rot kullanılmıştır. Aslında bu da bir istikamet çubuğudur; sadece bağlantı biçimi

değişmiştir. Bu rot deveboynunu komuta koluna bağlar. Bu direksiyon düzeninde gösterilen komuta kolu ile-ri-

geri hareket etmek durumundadır. Bu tür direksiyon bağlantısı daha çok sabit dingilli askı donanımı olan

araçlarda, örneğin kamyonlarda kullanılmaktadır.

Şekil 10. Sabit dingilli sistemlerde direksiyon bağlantısı

Diğer taraftan yine kamyonlarda rastlanan bir tertip de Şekil 11 de gösterilmiştir. Rotlar bu tür düzenlemeler de

daha çok tek parça halindedir ve uçları üzerinden doğrudan doğruya yan deveboyunlarına bağlanmışlardır. ileri-

geri çalışan bir istikamet çubuğu komuta kolunu dingil başındaki bir uzantıya bağlar, istikamet çubuğu bu

noktada dingil başını döndürmeye başladığı zaman rot, hareketi diğer uca yani diğer dingil başına ileterek

dönüşü temin eder.

Şekil 11. Orta deve boyunlu direksiyon

ACKERMANN DİREKSİYON SİSTEMİ

1. Tanım: Araç dönerken içte kalan tekerleğin daha keskin bir dönüş yapmasını sağlayan sistemtir.

Dingil mesafesi: (Wheelbase): Ön tekerleklerin merkezi ile arka tekerleklerin merkezi arasındaki uzaklık. Aynı

dingildeki iki tekerleğin merkezleri arasındaki uzaklık olan dingil genişliği ile karıştırılmamalıdır. Dingil

mesafesi ne kadar büyük olursa kabinde yolculara o kadar geniş alan kalır. Ayrıca büyük dingil mesafesi aracın

dengesini ve sürüş özelliklerini de olumlu etkiler.

DİREKSİYON USULLERİ

Taşıt araçları üzerinde kullanılan direksiyonların, amacı aracı istenilen yönde gidişe yöneltmek ve gidişi kontrol

altında bulundurmaktır. Taşıtlarda hareket daha çok bir düzlemsel harekettir ve dönme hareketini de bir dönme

merkezi- etrafında yapılan bir hareket olarak belirlemek mümkündür. Bu dönme merkezine ani dönme merkezi

de denebilir. Dönme sırasında tekerlek aks uzantılarının ani dönme merkezinden geçmesi iyi bir dönüş için

gereklidir. Bu bakımdan tekerleklerin dönme sırasında saptırılması ve bu durumun gerçekleştirilmesi lâzımdır.

Ancak tekerleklerin tümünün saptırılmasına gerek kalmadan da aks uzantılarının ani dönme merkezinden

geçirilmesi mümkündür.

Taşıtlarda manevra kabiliyeti yada dönebilme yeteneği, tekerleklerin dönebildiği minimum yarıçaptır. Bu

yarıçapın küçüklüğü oranında taşıt keskin dönüş yapar. Dönüş yarıçapının küçültmenin bir yolu arka tekerlekleri

de saptırmaktır. Yani arka tekerleklere de direksiyon uygulayarak önlere yardım sağlamakla dönüş daha keskin

hale getirilebilir. Fakat böyle bir durumun gerçekleştirilmesi aracın stabilizesine etkir. Onun için ancak düşük

hızlarda dört tekerin birden direksiyon çalışmasına katılması iyi sonuç verebilir.

Aks uzantılarının dönme merkezinden geçirilerek dönüşün yapılmasında ilk uygulamalar dönme merkezi

görevini yapan bir beşinci teker kullanmışlardır. Böyle bir direksiyon düzeni römork ve at arabaları gibi çekilen

araçlarda kullanılmıştır.

.

Motorlu araçlarda beşinci tekerlekli (özek çarkı) direksiyon düzeni yerine Ackerman sistemi kullanılmaktadır.

Ackerman sisteminde direksiyon düzenini üç grupta toplamak mümkündür. Bu direksiyon sisteminde aks

eksenlerinin yada aks uzantılarının dönme merkezinden geçmesi için Ön tekerlekler mafsallı bir aks başlığına

takılmıştır. Ön aks başları yada ön dingil başları birer başlık pimi üzerinden veya küresel mafsallar aracılığı ile

şasiye bağlanmışlardır. Bu şekilde tekerleklerin kendi eksenleri etrafında beraberce dönmeleri için dingil

başlıklarını birbirine bağlayan direksiyon bağlantıları kullanılmıştır (Şekil 2).

Direksiyon- sisteminde ani dönme merkezi etrafında, daha doğrusu dönüş için seçilen nokta etrafında dönüşün

gerçekleştirilmesinde önemli bir nokta teker izlerinin biribirini kesmemesine imkân hazırlamaktır. Dönüş

sırasında tekerlekler bir daire çizerler ve bu daireler bir merkezli hale getirilirlerse biribirlerini kesmeleri söz

konusu olmaz. Bu bakımdan gerek özek çarklı gerekse Ackerman direksiyon sistemlerinde tek merkezli bir

dönüşün sağlanması için düzenlemeler yapılmıştır.

EPS sistemi

Yeni Direksiyon Sistemi(BMW):

Active Steering teknolojisi, sürücüye sürüş desteği verirken kontrolü tamamen sürücünün ellerine bırakmaktadır.

BMW, ön lastiklerin pozisyonunu sürücünün isteklerine göre hızla ayarlayan Active Steering sistemini sunarak,

çeviklik, konfor ve güvenlikte ön plana çıkmıştır. Active Steering, BMW’nin Dinamik Denge Kontrol (dsc)

sistemi ve süspansiyon sistemiyle birlikte çalışarak güvenliği artırmaktadır. Elektronik direksiyon (steer-by-wire)

sistemleri geliştirmeye çalışan diğer üreticilere karşın, BMW’nin sisteminde, direksiyon simidi ve tekerlekler

arasındaki bağlantı hem elektronik hem mekaniktir. Active Steering’de, aracın içindeki direksiyon kolu ön

tekerleklere kadar ulaşmaktadır. Böylece, destek sistemlerinin arızalanması halinde, direksiyonun temel

fonksiyonları etkilenmemektedir. Kritik durumlarda, Active Steering tekerleklerin açılarını değiştirerek aracı

daha hızlı ve etkin bir şekilde istikrarlı pozisyona getirmektedir.

Yeni Saab 9-3 Hassas Direksiyon Sistemi:

Yeni 9-3 için dişli direksiyon sisteminde Hidrolik pompa kam mili-tahrikli çalışmakta ve dişli ön kasanın

arkasında aşağıya takılı bulunmaktadır. Ön ve arka süspansiyonların geometrisi ve ayarı da direksiyon

mekanizmasına belirgin hissetme, doğrusallık ve tepki verirlik sağlamak için bir araya gelmiştir. Sağ - sol

sonlandırma kilit pozisyonları arasında 2.97 tur ile, bir Saab otomobile takılan en hızlı direksiyon sistemidir.

Yeni 9-3 şasinin gerginliğinin bir genel göstergesi olarak testler yana ivme tepki süresinin - bir direksiyon

hareketine tüm şasi tepkisinin tamamlanma süresi - bu büyüklükte bir araç için ortalama değerden yüzde 30 daha

hızlıdır.

Motor Hızına Duyarlı Hidrolik Direksiyon (Honda):

Direksiyon kutusu, bir kumanda valfi ile hidrolik silindirlerden oluşur. Krank miline bağlı bir kayış vasıtasıyla

döndürülen pompa, depodan direksiyon hidroliğini alarak basınç uygular. Direksiyon hidroliği, akış kontrol

valfinden geçerek hidrolik direksiyon valfine ulaşır. Valfin yeri pinyon dişlinin altındadır. Valfin, pinyon dişliyle

dönen bir dış bobini ve iç taraftaki mille beraber dönen bir iç bobini vardır. İç taraftaki mil ile pimli dişli

birbirine ön gerilimli yayla bağlıdır. Hareket desteği, tekerleklerin dönüş direncine bağlıdır. Hidrolik direksiyon

çevrildiğinde hafif bir direnç varsa (örneğin yüksek süratle seyrederken) pinyon dişli ve mil beraber döner.

Direksiyon hidroliğinin rahatça hareket edebilmesi için iç taraftaki ve dış taraftaki bobinler de birlikte hareket

eder. Destek gerekli değildir.Direksiyonda yüksek bir direnç varsa (örneğin park etmiş pozisyondayken), iç

taraftaki bobin ve mil dönmeye çalışırken, pinyon dişli ve dıştaki bobin de yerinde durmaya çalışacaktır. Bu

sırada yayın gerginliği, iç ve dış bobinlerin nötr durumda kalabilmesi için yeterli değildir. İç bobin dış bobinin

içinde dönerken basıncı silindire doğru aktarılacaktır.

Değişken Yardımlı Hidrolik Direksiyon (Variable Assist Power Steering):

Değişken yardımcılı hidrolik direksiyonu, aracın hızına bağlı olarak güç yardımı değişir. Düşük hızlarda

yönlendirme yardımı daha büyüktür ve düşük hız yönlendirmesi ve park için uygulanması gereken kuvveti

azaltır. Yüksek hızlarda yönlendirme tekerlerinden daha iyi yol hissinin oluşması için yardımı azaltıp kuvveti

arttırır. Bazı sistemlerde ise sürücüye modlar arasında seçim yapması sağlanmıştır. Hidrolik direksiyon

sistemleri motor tarafından döndürülen hidrolik pompayı kullanırlar. Hidrolik direksiyon sisteminin güç yardımı

akışını azaltmak için kısıtlanır. Bazı sistemler düşük ve yüksek yardım için iki akış düzeyine geçebilir. Diğer

sistemler yumuşak geçişler sağlamak için ikiden fazla düzeye bunun yanında daha iyi direksiyon hissine sahip

olurlar.

Elektro – Hidrolik Direksiyon (Electronic Air Steering):

Elektro - hidrolik direksiyonlar, ya doğrudan hidrolik direksiyonun hidrolik pompasında ya da sisteme akışkanı

sürme işleminde elektrik motoru kullanır. Direksiyonun bu fonksiyonu sayesinde önemli derecede enerji

tasarrufu sağlanır. Geleneksel direksiyon sistemleri, basınçlı akışı sağlamak için direksiyon dişlisine bağlı bir

pistonun ya da sürücü tarafından harekete geçirmesiyle hareketini motordan alan bir pompa kullanır. Elektro-

hidrolik direksiyon sisteminde elektrik motoru tarafından sürülen yüksek–verimli bir pompa kullanır. Pompa

hızı, farklı direksiyon hareketlerinde çeşitli pompa basıncı ve akışı bir elektronik düzenleyici tarafından

ayarlanır. Pompa düz sürüş yapıldığında enerji tasarrufu sağlamak için düşük hızda çalışır veya kapanır.

Direkt elektrikli direksiyonlarda, direksiyona hareket bir dişli mekanizması vasıtasıyla elektrik motoru tarafından

direkt verilir. (Pompa yada akışkana değil) Farklı tip motorlar ve vites kutularında kullanılabilir. Sürücünün

hareketlerini bir mikroişlemci kontrol eder. Girdiler aracın hızı ve direksiyon bilgilerini, tekerlek torkunu, açısal

pozisyonu ve dönme açısını içerir.

Drive – By - Wire - Mercedes (Kabloyla Sürüş):

Mekanik bağlantı elemanlarının yerini elektrik ve hidrolik unsurların yer aldığı yeni bir “yönlendirme sistemi”

dir. Burada direksiyon ve elemanlarının yerini yüksek performanslı bir bilgisayarla bağlantılı (ucunda “side -

stick” lerin olduğu) basit kablolar bulunmaktadır. Kablolar vasıtasıyla merkezi bilgisayara ulaşan sürücü

komutları burada değerlendirilerek hidrolik sisteme iletiyor ve ardından da ön tekerleklere uygulanıyor.

Yönlendirme ile ilgili tüm emirler kablolar vasıtasıyla iletildiği için bu yeni konsepte “Drive – By - Wire” yani

kabloyla sürüş denmektedir. Elektronik sistem sürücünün emirlerini belirli bir sürüş şekli (hızlanma, fren yön

verme, geri hareket) isteği olarak algılayacak ve çok kısa bir zaman dilimi içinde bu emirlere en güvenli ve en iyi

şekilde emirlere nasıl reaksiyon göstereceğini belirleyecektir.

Araç Denge Kontrolü: Virajlara keskin ve süratli girildiğinde, özellikle kaygan zeminlerde, oluşabilecek önden

ve arkadan kaymayı engellemektedir. Kayma sensörler yardımıyla algılanmaktadır; ECU uyarılarak gaz kesiliyor

ve motor torku düşmektedir. Böylece sürücünün araç hakimiyeti kolaylaşır. Sürücü frene basmasa bile, fren

sistemi gerekli tekerlekleri frenler.En az ABS kadar etkili bir güvenlik unsurudur. Sürücüden dolayı oluşabilecek

hataları önler. İstenildiğinde bir düğme ile devre dışı bırakabilir.

HİDROLİK DİREKSİYON SİSTEMİ

Taşıt araçları üzerinde kullanılan direksiyonların amacı aracı istenilen yönde gidişe yöneltmek ve gidişi

kontrol altında bulundurmaktır. Taşıtlarda hareket daha çok bir düzlemsel harekettir ve dönme hareketini de bir

dönme merkezi etrafında yapılan bir hareket olarak belirlemek mümkündür. Bu dönme merkezine ani dönme

merkezi de denebilir. Dönme sırasında tekerlek aks uzantılarının ani dönme merkezinden geçmesi iyi bir dönüş

için gereklidir. Bu bakımdan tekerleklerin dönme sırasında saptırılması ve bu durumun gerçekleştirilmesi

lazımdır. Ancak tekerleklerin tümünün saptırılmasına gerek kalmadan da aks uzantılarının ani dönme

merkezinden geçirilmesi mümkündür.

Taşıtlarda manevra kabiliyeti ya da dönebilme yeteneği, tekerleklerin dönebildiği minimum yarıçaptır.

Bu yarıçapın küçüklüğü oranında taşıt keskin dönüş yapar. Dönüş yarıçapını küçültmenin bir yolu arka

tekerlekleri de saptırmaktır. Yani arka tekerleklere de direksiyon uygulanarak önlere yardım sağlamakla dönüş

daha keskin hale getirilebilir. Fakat böyle bir durumun gerçekleştirilmesi aracın stabilitesine etkir. Onun için

ancak düşük hızlarda dört tekerin birden direksiyon çalışmasına katılması iyi sonuç verebilir.

Otomobiller de en çok kullanılan mekanik tip direksiyonlarda dişli kutusu oranı azaltılarak direksiyon

simidine uygulanan giriş kuvveti azaltılmış olur fakat bu durum gittikçe çoğalan yan tesir etkisini ortaya

çıkaracağından direksiyon simidini döndürme işi daha uzun sürecektir. Bu nedenle araç virajı alırken hızı

azaltılmalıdır, bu hareket ise yol hissi çok olan şoförler tarafından güvenli bir şekilde yapılmayabilir.

Bilindiği gibi eğimli yollarda, taşıt ağırlığı öne doğru kayarak direksiyonun dönmesini zorlaştırır, ayrıca

bunun yanında kalın radyal lastiklerin, geniş taban lastiklerin kullanılması başlangıçta büyük bir statik torku

gerektirir Virajlardaki yol hissinin daha iyi olması, statik torkun daha kolay elde edilmesi ve taşıt ağırlığının

meyilli yollardaki etkisini tok etmek için hidrolik güç yardımlı direksiyon sistemleri dizayn edilmiştir.

Hidrolik direksiyon sistemlerinin kullanılması 1900’lü yılların başına uzanır. Araçların büyümesiyle

birlikte yönlendirme için gerekli kuvvetler artmış olup manuel yönlendirme sırasında sürücü ile tekerlek arasında

bir takım dişli, hidrolik, pnömatik vs. mekanik sistemlerin konulması kaçınılmaz olmuştur. Hidrolik yardımlı

direksiyonlar direksiyon döndürme kuvvetini azaltarak sürücüye aracı daha kolay yöneltme imkanı vermektedir.

Bu sistemler direksiyon simidini döndürmeyi kolaylaştırmalı fakat şoförün direksiyon hissini edinmesini

sağlamalıdır. Sürüş esnasında, aracın tekerlekleri tarafından yoldan dolayı oluşacak dirençleri direksiyon

simidine iletir. Şoför bu hisse göre önceden davranarak aracı istenilen noktada döndürmeye çalışır. Hidrolik

yardımlı direksiyonlar yol hissini yaratabilmek amacıyla sistemde 5-15 N kadar bir dönüş kuvvetini gerektirecek

şekilde yapılmışlardır.

Sürüş konforunu artırmak için modern otomobillerde geniş tabanlı ve düşük basınçlı lastikler

kullanılmakta, bunun sonucunda da yol yüzeyi ve lastikler arasındaki sürtünmenin artması nedeniyle daha fazla

direksiyon eforu gerekmektedir. Direksiyon eforu, direksiyon dişlisinin dişli oranının artması ile azalabilir.

Bununla birlikte, araç döndürüldüğü zaman daha büyük bir direksiyon simidi dönme hareketine neden

olacaktır ve bu keskin virajları dönmeyi zorlaştırır. Bu nedenle direksiyon eforu küçük tutulmak istendiğinde

bazı yardımcı düzeneklere ihtiyaç vardır.

Diğer bir ifadeyle eskiden sadece büyük kapasiteli araçlarda hidrolik direksiyon sistemi kullanılırken

günümüzde küçük kapasiteli binek otomobillerde de hidrolik direksiyon sistemi yaygın olarak kullanılmaktadır.

2. HİDROLİK DİREKSİYON SİSTEMİNİN GENEL YAPISI VE ÇALIŞMASI

2.1. HİDROLİK DİREKSİYON SİSTEMİNİN GENEL YAPISI

Sistem genel olarak hidrolik pompa, yön kontrol valfı, silindir, emniyet valfı, depo, filtre ve ara

elemanlardan oluşur.

Hidrolik pompa: Otomobillerde kayış kasnak sistemi ile çalışır. Tamamen motor gövdesinden ayrıdır Depo ve

pompa gövdesi tek parça halindedir Kamyon, traktör, iş makineleri gibi ağır taşıtlarda ise pompa ve depo tek

parça olarak motor gövdesine bağlanmıştır. Pompa hareketini dişli sistemi ile motordan alır. Bu ağır taşıtların bir

kısmında (özellikle traktörlerde) bu pompadan çıkan basınçlı akışkan aynı zamanda yardımcı aksamların

kontrolünde (pulluk, pulvericator gibi ) kullanılır, bu devreler genellikle kapalı merkezli devrelerdir.

Yön kontrol valileri: Direksiyon ve rotlarla direkt irtibatlı olan birleşik komuta sistemi içerisinde yer alır.

Güç Silindiri: Rot ve şasi ile irtibatlıdır. Yön kontrol valfı tarafından kontrol edilir. Bağlantıda genellikle esnek

borular kullanılır.

Emniyet Valfı: Pompa depo kompleksi üzerindedir. Pompadan çıkan fazla basınçlı akışkan bu valfden depoya

gönderilir.

Depo: Depo pompa kompleksi üzerindedir. Depo sürekli kontrol edilir ve dolu tutulur. Depodaki yağ

tamamlanırken silindirin en kısa konuma gelmesi sağlanır. Bu sayede piston kolundan dolayı meydana gelecek

taşmalar önlenmiş olur.

Filtre: Emiş hattında yer alır. Genellikle özel tel süzgeçler kullanılır. Bunlar kullanıldığında değiştirilemez,

çıkarılarak temizlenir ve yerine takılırlar.

Ara Elemanlar: Genellikle esnek, basınca dayanıklı hortumlar oluşturur. Bu hortumlar kontrol edilip, çatlak ve

delinme gibi durumlarda değiştirilirler. Pompada kullanılan V kayışları da gerginlik ve çatlak kontrollerine tabi

tutulurlar.

1. Genel Yapısı

Sistem genel olarak Şekil 1 de görüldüğü gibi; hidrolik pompa, yön kontrol valfı, silindir, emniyet valfı, depo,

filtre ve ara elemanlardan oluşur.

Şekil 1 Hidrolik Direksiyon Sisteminin Genel Yapısı

2. Hidrolik Direksiyonun Basit Çalışması

Hidrolik direksiyonun direksiyon eforunu sağlayan iki ayrı tipi vardır; birinci tip motor gücünü kullanan hidrolik

bir sistemdir. Diğerinde ise bir elektrik motor kullanılır. İkincisi için, ön bagaj kompartmanı içinde bağımsız

elektrik motorlu pompa kullanılır. Her ikisi de hidrolik basınç üretir ve bu basınç hidrolik silindir içinde bir

piston üzerinde uygulanır. Böylece hidrolik basınç kremayer eforu için pinyona yardım eder. Bu yardımın

miktarı basıncın miktarına bağlı olarak pistonun üzerine uygulanır. Bu nedenle, eğer daha fazla direksiyon

kuvveti gerekirse, basınç yükselmelidir. Hidrolik basınç içindeki değişim, direksiyon ana miline bağlı bir

kumanda valfi ile sağlanır.

a. Nötr konumu (düz sürüş)

Hidrolik yağı pompadan kumanda valfine gönderilir. Eğer kumanda valfı nötr konumu içinde ise hidroliğin hepsi

kumanda valfinden geçerek emniyet valfı içine akar pompaya geri döner. Aynı zamanda, hemen hemen hiç

basınç oluşmaz, çünkü silindir pistonunun her iki tarafındaki basınç eşittir ve piston bu durumda Şekil 2 de

görüldüğü gibi herhangi bir yöne hareket etmeyecektir.

Şekil 2 Hidrolik Direksiyonun Nötr Çalışma Konumu

b. Dönüş sırasında

Direksiyon ana mili Şekil 3 de görüldüğü gibi herhangi bir yöne döndüğü zaman, kumanda valfı de hareket eder

ve hidrolik geçişinin biri kapanır. Diğer geçit açılır ve hidrolik akış hacmi oranında bir değişime neden olur.

Aynı zamanda da basınç oluşur. Sonuç olarak; pistonun her iki tarafı arasında bir basınç farkı meydana gelir ve

piston daha düşük basıncın bulunduğu tarafa doğru hareket eder, böylece silindirin düşük basınç tarafındaki

hidrolik, kumanda valfinden pompaya geri döner.

Şekil 3. Hidrolik Direksiyonun Dönüş Konumu.

3. Hidrolik Direksiyon Tasarımları

İki genel tipi bulunur. Bunlar; Modüller ve tam hidrolik (hidrostatik) ikisinin birleşiminden yarı modüler veya

bileşik tip hidrolik direksiyon tasarlanmıştır.

3.1. Modüler ve Yarı Modüler Hidrolik Direksiyon Tasarımı

Modüler hidrolik direksiyon sistemlerinde dişli kutusundaki parçalar Şekil 4 de görüldüğü gibi hidrolik piston ve

silindirlerden meydana gelmektedir. Bu şekilde sistem daha küçük bir yapıya sahiptir.

Şekil 4. Modüler Hidrolik Direksiyon Sistemi.

Yarı modüler hidrolik direksiyon sistemlerinde Şekil 5 de görüldüğü gibi harici hidrolik silindir direksiyon dişli

kutusuna ilave edilmektedir. Bu silindir bağlantı kolları sayesinde direksiyon kollarındaki kuvveti ortadan

kaldırır.

Şekil 5. Yarı Modüler Hidrolik Direksiyon Sistemi.

Direksiyon simidi döndürüldüğünde kontrol supabı devreye girer ve hidrolik yağın hidrolik silindire ulaşmasını

sağlar. Hidrolik silindirdeki basınç altındaki hidrolik yağ, direksiyon kuvvetinin sürücü tarafından azaltılmasını

sağlar. Hidrolik yağ, hidrolik silindirin diğer ucundaki çıkıştan geçerek hidrolik haznesine döner. Direksiyon

hareketi kesintiye uğradığında, kontrol pistonu hareketsiz olarak kabul edilir. Bu durumda hidrolik silindir

içerisindeki basınç azalır.

Hidrolik direksiyon sisteminde bir arıza meydana geldiğinde sürücü aracı mekanik direksiyon sistemiyle

kumanda edebilmektedir. Bu durumda daha fazla kuvvete ihtiyaç olacaktır. Bu şekilde basit yapıya sahip olan

hidrolik direksiyon tipleri binek taşıtlarında ve ticari araçlarda kullanılmaktadır.

3.2. Tam Hidrolik (Hidrostatik Hidrolik) Direksiyon

Bu sistemde Şekil 6 de görüldüğü gibi direksiyon simidi tekerleklere mekanik olarak bağlı değildir. Direksiyon

simidi döndüğünde kontrol pompası devreye girer. Kontrol pompasından geçen hidrolik yağ kontrol supabı

üzerinde etkili olur. Sonuç olarak; Hidrolik yağ hidrolik silindirin bir tarafına akar. Geri dönen hidrolik yağ

hidrolik silindirin diğer ucundan çıkarak hidrolik haznesine ulaşır. Hidrolik silindirin pistonu yer değiştirir ve

sonuç olarak direksiyon bağlantıları hareket eder. Araç düz konumda hareket ederken hidrolik direk olarak

hidrolik haznesine gönderilir. Tam hidrolik direksiyon sistemi sadece traktörlerde ve hızı düşük araçlarda

kullanılmaktadır. Eğer hidrolik direksiyon pompası arızalanırsa direksiyon hakimiyeti acil durumlarda kullanılan

direksiyon pompası ile sağlanır ve bu pompa dişli sistemine bağlanmıştır.

Şekil 6 Tam Hidrolik Direksiyon

4. Hidrolik Direksiyon İçin Gerekli Şartlar

4.1. Uygun Direksiyon Kuvveti

Hidrolik direksiyon, direksiyon eforunu azaltmak için bir mekanizma olsa bile bu eforun miktarının azalması

sürüş şartları ile değişmelidir. Genellikle daha fazla direksiyon eforu, araç durduğu zaman veya düşük hızda

hareket halinde olduğu zaman gerekmektedir. Normal hızlarda, daha az direksiyon eforu gerektirir ve bu araç

hızının artışı ile yavaş yavaş azalır. Lastikler ve yol yüzeyi arasındaki sürtünme azaldığı zaman ve araç yüksek

hızda iken daha az direksiyon eforuna ihtiyaç vardır.

Uygun direksiyon eforu her şartta ve konumda, her hız kademesinde elde edilmiş olmalıdır. Aynı zamanda da

yol şartlan sürücüye aktarılmalıdır. Uygun direksiyon eforu elde etmede, bazı otomobillerde pompa veya dişli

kutusunun ikisinden birinin üstünde yer alan özel bir cihaz ile bu efor kontrol edilmektedir.

4.2. Araç Hızını Hissedici Tip

Araç hızı bir hız müşürü ile hissedilir ve pistonun üzerine işleyen hidrolik basınç değiştirilir. Araç durduğu veya

düşük hızlarda sürüldüğünde direksiyon eforunu azaltmak için hidrolik basınç azaltılır. Yüksek hızlarda ise daha

az efor gerektiğinden basınç azalır.

4.3. Motor Devir Hissedici Tip

Hidrolik direksiyon pompalarının çoğu pompanın dönme devrini hesaba katmaksızın dişli kutusuna sabit bir

hacim hidrolik gönderir. Ancak devir hissedici tip, pompalarda hidroliğin hacmi belli bir devrin üstünde azalır

böylece piston üzerine daha az bir basınç uygulanır.

5. Hidrolik Direksiyon Dişli Kutusu

5.1. Tanımı

Hidrolik silindir içindeki piston, kremayer dişli mili üzerine yerleştirilmiştir ve kanatlı tip hidrolik pompanın

meydana getirdiği hidrolik basınç pistonun iki yönünden birine ilerleyerek kremayeri Şekil 7 de görüldüğü gibi

hareket ettirir. Hidrolik basınç kapağı, piston üstündeki piston keçesi ile önlenir. Hidroliğin harici kaçaklarını

önleyen, silindirin her iki tarafında birer yağ keçesi vardır. Kumanda valf mili direksiyon simidine bağlıdır.

Direksiyon simidi düz sürüş pozisyonunda iken kumanda valfi de düz konumdadır. Bu durumda hidrolik

pompanın bastığı yağ piston yüzeylerini etkilemeyip rezervuar tanka geri döner. Direksiyon herhangi bir yöne

döndürüldüğünde ise kumanda valfı hidrolik yağı pistonun bir yüzeyine doğru yönlendirir, pistonun aksi tarafı

ise kumanda valfı üzerinden rezervuar tanka açılır.

Şekil 7. Hidrolik Direksiyon Dişli Kutusu.

Günümüzde, kumanda valflerinin geçitleri değiştirme işlemlerinde kullanılan valf tiplerine göre ve çalışma

şekillerine göre altı çeşittir.

5.2. Çeşitleri

1. Aynı eksenli birleşik hidrolik yardımlı direksiyon

2. Döner bilyalı sürgülü valf tipi hidrolik yardımlı direksiyon

3. Kremayer dişli tip ekseni kaçık birleşik hidrolik yardımlı direksiyon

4. Kremayer dişli tip aynı eksenli burulma çubuklu döner makara supaplı (döner valf tipi) hidrolik

yardımlı direksiyon

5. Kremayer dişli tip aynı eksenli spool valf tipi hidrolik yardımlı direksiyon

6. Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyon

5.3. Aynı Eksenli Birleşik Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Sektör mili, Şekil 8 de görüldüğü gibi üzerindeki dişli aracılığı ile döner bilyalı somunla kavraşmıştır. Döner

bilyalı somunda bilyalar üzerinden sonsuz vidaya kavraşmış ve onun üzerinde aşağı yukarı gidip gelen hareketi

yapabilecek konumdadır. Mekanik direksiyondan farklı yanı reaksiyon ünitesinin mihver levyesinin, supap

gövdesinin ilavesi ve bilyalı somunun bir güç pistonu olarak kullanılmasıdır.

5.3.1. Mekanizmanın Çalışması

Direksiyonun çalışması sırasında basınç altındaki yağ pompadan gelerek giriş kanalından supap gövdesine geçer.

Direksiyon simidine 0.5-1.5 kg dan daha fazla bir döndürme kuvveti uygulanmadığı zaman reaksiyon ünitesi

ortalanmış konumdadır. Bu konum supap mekanizmasını nötr, çalışmaz durumda tutar.

İki adet çanak tip yay (baskı plakası) orta dayanma yatağı kefesini nötr durumda tutar. Orta dayanma yatağının

dışında yanlardaki yataklar sonsuz yataklar sonsuz vida mili ile birlikte dönerler. Orta yatak sonsuz vida ile

birlikte eksenel bir gidip gelme hareketi yapabilir, fakat mil ile birlikte ekseni etrafında dönel hareket yapamaz.

Şekil 8. Aynı Eksenli Birleşik Hidrolik Yardımlı Direksiyon.

Mihver levyesinin alt ucu orta dayanma yatağı üzerindeki bir yuvaya oturur. Orta yatak nötr durumda iken,

mihver levyesi düz yukarı kalkmıştır ve supap makarasını nötr durumda tutar. Supap makarası nötr durumda

iken basınç altıdaki yağ (sıvı) güç pistonunun iki tarafına ve her iki reaksiyon halkasına gönderilir.

Şekil 9. Supap Makarasının Nötr Çalışma Konumu.

Basınç altındaki hidrolik yağı aynı zamanda, güç pistonu ile sonsuz vida mili arasındaki bilyaların etrafında

dolaşır. Bu yağı sonsuz vida milinin sol tarafı ile güç pistonunun sol tarafında oluşan bölmeye Şekil 9 de

görüldüğü gibi dolar. Sonsuz vida milinin ucunda oluşturulan bu basınç, sonsuz vida milinin dengeleme halkası

tarafından karşılanır. Nötr konumunda bütün yanlardaki basınç eşitlenir ve güç pistonu tarafından sektör miline,

daha doğrusu komuta miline herhangi bir basınç ve itme kuvveti uygulanmaz.

a) Sola dönüş

Şekil 10. Supap Makarasının Sola Dönüş Konumu.

Direksiyon simidi sola döndürüldüğü zaman sonsuz vida mili hareketi güç pistonuna iletmeye çalışır. Güç

pistonunun üzerinde bulunan kremayer dişleri komuta kolu dişleriyle kavraşmışlardır ve tekerlekler tarafından

dönüşe karşı gösterilen direnç güç pistonunun bulunduğu konumda Şekil 10 de görüldüğü gibi tutar.

Güç pistonu harekete karşı bir dirençle olduğu yerde kalmak isteyince bir miktar yan boşluğu bulunan sonsuz

vida mili güç pistonundan çıkmaya çalışır. Takriben yüzde birkaç mm kadar pistondan çıkınca kendisiyle birlikte

orta dayanma yatağının kafesini hareket ettirir. Orta dayanma yatağının kafesi mihver levyesinin altını sağa

doğru harekete geçirir. Bu hareket mihver levyesinin üst ucunun supap makarasını sola doğru kaydırmasına

sebep olur. Supap makarası sola dönüş konumuna gelince sola dönüş yağ kanalını açar ve basınç altındaki yağ

sola dönüş güç bölmesine geçer. Sağa dönüş kanalı basınçlı yağı alamaz, fakat sağ güç haznesinden yağın geri

gelmesine izin verir.

b) Sağa dönüş

Sağa dönüş sırasında da aynı olaylar meydana gelir. Sadece supap makarası sağa hareket eder ve basınç altındaki

yağ sağa dönüş bölmesine gönderilir. Sonsuz vida mili direksiyon miline bir elastiki bağlayıcıyla tespit

edilmiştir. Bu bağlama şekli sonsuz vida milinde gerekli eksenel gezinmeye imkân verir. Devredeki yağ sızıntı

ve kaçakları neoplenden yada kauçuktan yapılan segmanlarla önlenir.

5.4. Döner Bilyeli Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Şekil 11. Döner Bilyeli Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon.

5.4.1. Mekanizmanın Çalışması

1. Şekil 11 de döner bilyalı sürgülü valf tipi hidrolik yardımlı direksiyon görülmektedir. Şekil 12 da ise bunu

şematik resmi verilmiştir. Buna göre l nolu sürgünün Vı ve V2 valfleri, direksiyon simidinin hareketine göre

PAT veya PBT 'den birinin hidrolik akış yönünün seçimi için yön kumanda valfi gibi çalışır.

2. 2 nolu sürgünün V3 ve V4 valfleri, direksiyon kuvvetine göre "A" ve "B" noktalarındaki basınç kontrolü

için basınç kumanda valfı gibi çalışır. Nötr konumda V1, V2, V3 ve V4 valflerinin hepsi açıktır ve "A" ve "B"

noktalan arasında basınç farkı yoktur.

3. Direksiyon simidi sola döndüğü zaman; V1 açık V2 kapalı V3 yarı açık V4 açık A noktasındaki basınç

yükselir, piston sağ tarafa basılır ve direksiyon kuvvetine yardım eder.

Şekil 12. Döner Bilyalı Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyonun Şematik Resmi.

a) Nötr konum

Şekil 13 de döner bilyalı sürgülü valf tipi hidrolik yardımlı direksiyonun nötr çalışma durumu görülmektedir.

Şekil 13. Döner Bilyalı Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyonun Nötr Çalışma Durumu (Şematik).

Şekil 14. Döner Bilyalı Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyonun Nötr Çalışma Durumu (Kesit).

Şekil 14 de görüldüğü gibi sürgülü valfler burulma mili ile birleşiktir (entegredir). l nolu ve 2 nolu sürgüler nötr

konumda olduğundan, bütün valf gövdesi geçitleri açıktır ve hidrolik yağ bütün geçitlerden rezervuara pompanın

geri dönüşünden basılır. Sonuç olarak silindir içinde basınçlar eşit olacağından güç pistonunda bir hareket

olmayacaktır.

b) Sağa dönüş

Şekil 15. Döner Bilyalı Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyonun Sağa Dönüş Durumu (şematik).

Direksiyon simidi sağa döndüğü zaman Şekil 15 da görüldüğü gibi V1 kapalı V2 açık V3 açık V4 yarı açık geçit

içindeki basınç şekilde gösterildiği gibi yükselecektir. Onun için, pistonun sağ tarafındaki hidrolik basınç

yükselir ve piston sola doğru hareket eder. Sonsuz dişli mili üzerine uygulanan kuvvet arttığında V4 valfı sıkıca

kapanarak basıncın yükselmesine neden olur. 2 nolu sürgü basıncı ayarlayarak direksiyon simidine uygulanan

kuvvet ortasında servo gücü oluşturur. Sonsuz dişli üzerine uygulanan kuvvet azaldığında ise burulma milinin

burulma açısı da azalır. Böylece V4 valfi aralığı genişler pistonun sağ tarafındaki basınç da Şekil 15’de

görüldüğü gibi düşer.

c) Sola dönüş

Şekil 16. Döner Bilyalı Sürgülü Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyonun Sola Dönüş Durumu (Kesit).

Direksiyon simidi sola döndüğü zaman Şekil 16 de görüldüğü gibi; V1 açık V2 kapalı V3 yarı açık V4 açık,

sürgüler ters yönde çalışır. Böylece pistonun sol tarafı üzerindeki hidrolik basınç yükselir ve Şekil 16 de

görüldüğü gibi sağa doğru hareket eder.

5.5. Kremayer Dişli Tip Ekseni Kaçık Birleşik Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Bu tür hidrolik yardımlı direksiyon basınç altındaki yağın uyguladığı itme kuvveti pitman kolu miline bir güç

pistonu aracılığıyla iletilir. Güç pistonunun kolu ayrı bir silindir içinde hareket eder. Güç pistonu kolunun

dışarıda kalan tarafından kremayer dişleri açılmıştır ve ayrıca bir takım pitman mili daha doğrusu sektör mili

dişlisi ile kavraşmıştır. Şekil 17’de de gösterildiği gibi komuta kolu ya da pitman kolu diye gösterilen mile geçen

sektör dişlisi iki taraflı olarak yapılmıştır. Bir yandan bilyalı somun diğer yandan kremayer ile kavraşmıştır.

5.5.1. Mekanizmanın Çalışması

Motor çalışmaya başladığı zaman pompayı da döndürür. Direksiyon sistemindeki makara supabın konumuna

bağlı olarak sistemde basıncın oluşup oluşmayacağı belirlenir.

Şekil 17. Kremayer Dişli Tip Ekseni Kaçık Birleşik Hidrolik Yardımlı Direksiyon.

Şekil 17'de düz gidiş halindeki supap konumunu ve yağın devreden akışını göstermektedir. Motora supap,

gövdesi içinde boşluk bırakmayacak şekilde alıştırılmış ve yataklanmıştır. Ancak makara supap bir miktar

eksenel gezinti hareketi yapabilir. Makaranın içinde bulunduğu gövdenin içi dairevi kanallarla basınç hattına

açılmıştır. Diğer taraftan iki kanalda da güç silindiri pistonunun kol ya da baş taraflarına açılır. Sürücünün

direksiyonu bir yana kırmasının sonucunda makara supap gövdesi içinde eksenel hareketine geçer ve depoya

dönüş kanallarını kapar. Bu nedenle devrede basınç artmaya başlar. Örneğin supabın sağ doğru hareket ettiğini

kabul edelim makara supap dönüş kanallarını kapadığı için sadece silindir içindeki pistonun kol tarafına akış

vardır.

Şekil 18. Ekseni Kaçık Hidrolik Yardımlı Direksiyonun Sağa Dönüşü.

Piston, kol tarafından gelen yağın etkisi ile itilir ve piston, kursunun sonuna kadar gider. Çünkü yağın üzerindeki

basınç artmaktadır. Pistonun baş tarafında bulunan yay ise açılan bir kanaldan depoya dönüş yapabilir. Böylece

pistonun hareketine bağlı olarak kremayer çalışır ve sektör dişlisini dolayısı ile piston kolu milini ve diğer

direksiyon bağlantılarını hareket ettirir. Araç dönmeye başlar.

5.6. Kremayer Dişli Tip Aynı Eksenli Burulma Çubuklu Döner Makara Supaplı (Döner Valf Tipi)

Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Şekil 19’da görüldüğü gibi kumanda valfı (döner valf) dişli kutusu içine yerleştirilmiştir ve pompanın bastığı

yağı yönlendirmeye yarar. Direksiyon simidi torku uygulanan kumanda valf mili pinyon dişlisi bir burulma mili

vasıtasıyla birbirine bağlıdır. Döner valf ve pinyon dişli bir pim ile tutturulur ve beraber dönerler. Eğer, hidrolik

pompadan basınç uygulanmaz ise, burulma mili tam burulur ve kumanda valf mili ve pinyon dişli stoplayıcıya

temas eder, böylece kumanda valf mili torku pinyon dişlisine direkt uygulanır.

Şekil 19. Kremayer Dişli Tip Aynı Eksenli Burulma Çubuklu Döner Makara Supaplı (Döner Valf Tipi) Hidrolik

Yardımlı Direksiyon.

5.6.1. Mekanizmanın Çalışması (Hidrolik Kontrol Devresi)

Şekil 20. Hidrolik Kontrol Devresi (Döner Valf).

Şekil 20’de görüldüğü gibi hidrolik devre içindeki kısıtlama, döner valfle kumanda valf milinin dönme hareketi

ile sağa döndüğü zaman, basınç X ve Y orifisin de kısıtlanır. Sola döndüğünde ise kısıtlama X’ ve Y’ orifisin de

meydana gelir. Direksiyon simidi döndüğü zaman kumanda valf mili de döner ve burulma mili vasıtasıyla

pinyon dişlide döndürülür. Bu dönüş esnasında tekerleklerin yola sürtünmesiyle oluşan direnç nedeniyle burulma

mili bir miktar burularak döner. Kumanda valf mili de ancak bu esneme miktarı kadar dönebilir. Döner valfın

dönme miktarı da bu esneme ile sınırlıdır ve sağa sola dönüşlerde döner valf ve kumanda valf mili hareketleri

birbirini takip eder. Böylece X ve Y (X’ ve Y’ ) orifisleri güç pistonunun sağ veya solunda hidrolik basınç farkı

oluşturur. Bu anlamda, kumanda valf milinin dönmesi geçitlerin değişmesini ve hidrolik yağ basıncının

kontrolünü temin eder. Pompanın bastığı hidrolik yağı döner valfın dış yüzeyinden girer ve burulma mili ile

kumanda valf mili arasındaki geçitten de rezervuar tanka geri döner. Şekil 21’de ise döner valf tipi hidrolik

direksiyon sisteminin şematik resmi görülmektedir.

Şekil 21. Döner Valf Tipi Hidrolik Direksiyon Sisteminin Şematik Resmi.

a) Nötr Konum

Şekil 22’de kumanda valf mili dönmediğinden, döner valf nötr konumdadır. Pompanın bastığı hidrolik "D"deliği

ve "D" odasından rezervuar tankına geri döner. Silindirin sağ ve sol odalarında çok düşük basınç vardır ancak iki

oda arasında basınç farkı olmadığından, hidrolik direksiyon yardımı meydana gelmez.

Şekil 22. Döner Valfin Nötr Konumu.

Şekil 23’de ise döner valf tipi hidrolik yardımlı direksiyon sisteminin nötr (boşta) konumu daha açık bir şekilde

gösterilmektedir.

Şekil 23. Döner Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Nötr Konumu.

b) Sağa dönüş

Araç sağa döndüğü zaman Şekil 24’de görüldüğü gibi, burulma mili bükülür ve kumanda valf mili sağa doğru

döner. Pompadan gönderilen hidrolik yağ, C ve D deliklerindeki akışı durdurmak için, kumanda köşelerinin X ve

Y orifisleriyle kısıtlanır. Bu durumda, hidrolik akışı B deliğinden B kanalına akar ve o zaman sağ silindir odası,

kremayerin sola doğru hareket etmesine neden olur ve hidrolik direksiyon yardımı oluşur. Aynı esnada sol

silindir odası içindeki hidrolik; "C" kanalı"C" deliği"D" deliği"D" odası yolu ile hidrolik rezervuar tankına

geri

döner.

Şekil 24. Döner Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Sağa Dönüş Konumu

c) Sola dönüş

Şekil25. Döner Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Sola Dönüş Konumu

Aynı sağ dönüşte olduğu gibi, araç sola döndüğü zaman Şekil 25’ de görüldüğü gibi burulma mili bükülür ve

kumanda valf mili sola doğru döner. Pompadan gönderilen hidrolik yağ "B" ve "D" deliklerindeki akışı

durdurmak için, kumanda köşelerinin "X’" ve "Y’" orifisleri ile kısıtlanır. Bunun bir sonucu da hidrolik, "C"

deliğinden "C" kanalına akar ve o zaman sol silindir odası kremayerin sağa doğru hareketine neden olur ve

hidrolik direksiyon yardımı oluşmuş olur. Aynı esnada da; sağ silindir odası içindeki hidrolik yağ "B"

kanalı"B" deliği "D" deliği"D"odası yolu ile hidrolik rezervuar tankına geri döner.

5.7. Kremayer Dişli Tip Aynı Eksenli Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Şekil 26’da görüldüğü gibi Kumanda valfı (spool valf ve kovan valf) dişli kutusu içerisine yerleştirilmiş ve

pompadan basılan yağın yönlendirilmesini sağlar. Direksiyon simidi tarafından tork uygulanan kumanda valf

mili ve pinyon dişli, burulma mili vasıtasıyla birbirleriyle irtibatlıdır. Eğer hidrolik pompadan basıncı

uygulanmaz ise, burulma mili komple burulur, kumanda valf mili ve pinyon dişli stoplayıcıya temas eder.

Böylece kumanda valf mili torku pinyon dişliye direkt uygulanır. Spiral yivlere temas eden iki bilya kumanda

valf milinin alt parçası içine yataklandırılmıştır.

Şekil 26. Kremayer Dişli Tip Aynı Eksenli Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Spool valf, kovan valfın iç tarafına yerleştirilmiştir ve spool valfin alt parçasının üstünde yiv ve bir delik vardır.

Spool valf iki bilya vasıtasıyla kumanda valf miline bağlıdır ve o da iki kayar pim vasıtasıyla pinyon dişliye

bağlıdır. Spool valf pinyon dişli gibi aynı yönde döner fakat aşağı ve yukarı yalnız l mm hareket eder. Kovan

valf dişli kutusu ve spool valf arasına yerleştirilmiştir ve kovan valfın kayma plakası ve emniyet segmanı

vasıtasıyla pinyon dişliye bağlanmıştır. Kovan valf aşağı ve yukarı hareket edemez.

5.7.1. Mekanizmanın Çalışması (Hidrolik Kontrol Devresi)

Şekil 27. Spool Valfin Çalışması

Şekil 28. Döner Valfin Çalışması

Hidrolik devre içinde bir kısıtlama, kovan valfe bağlı olarak Şekil 27’de görüldüğü gibi spool valfin dikey

hareketiyle meydana gelir. Sağa döndüğü zaman basınç Şekil 28’de görüldüğü gibi "X" ve "Y" orifislerinde

kısıtlanır. Sola döndüğü zaman ise, kısıtlama "X’" ve "Y’" orifislerinde olur. Direksiyon simidi

döndürüldüğünde, kumanda valf mili döner, burulma mili vasıtasıyla pinyon dişlide döner. Bu esnada pinyon

dişliden ayrı olarak burulma mili de burulur. Kumanda valf mili de bu burulma miktarıyla orantılı olarak döner.

Bilyaların vidalanma hareketi neticesinde ise spool valf aşağı veya yukarı hareket eder. Özetle; spool valfın,

kovan valf ile ilişkili olarak aşağı yukarı hareketi burulma milinin burulma miktarı ile sınırlıdır. Sağa dönüşteki

yukarı hareket ve sola dönüşteki aşağı hareket güç pistonunun sağ ve sol tarafında farklı basınçlar oluşturur ve

böylece direksiyona yardımcı kuvvet elde edilmiş olur. Şekil 29’de spool valf tipi hidrolik yardımlı direksiyon

sisteminin şematik resmi görülmektedir.

Şekil 29. Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon Sisteminin Şematik Resmi

a) Nötr konum

Şekil 30. Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon Sisteminin Nötr Konumu

Şekil 30’da kumanda valf mili dönemediğinden, spool valf nötr konumdadır, güç pistonunun sağ ve sol tarafında

basınç farkı yoktur. Bu nedenle pompanın bastığı yağ tanka geri döner.

Hidrolik akışı: Hidrolik pompa Kumanda valfı Pompa rezervuarı

b) Sağa dönüş

Şekil 31. Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon Sisteminin Sağa Dönüş Konumu

Şekil 31’de kumanda valf mili sağa döndüğü zaman, spool valf spiral yivi ve bilyaların çalışmasına uygun olarak

yukarıya doğru hareket eder. Bu esnada, "X" orifisi boğazı kapanır ve hidrolik sağ silindir odasına basılır.

Direksiyon simidinin daha fazla dönmesiyle spool valf daha çok ileri doğru hareket eder. "Y" orifisi boğazı

kapanır ve basıncın maksimuma yükselmesine neden olur. Diğer bir ifade ile "A" ve "D" geçitleri kapanır,

böylece bütün hidrolik yağ "C" geçidi üzerinden sağ silindir odasına akar. Hidrolik akışı: Hidrolik

pompaKovan valfSpool valf"C" geçidiSağ silindir odası Sol silindir odasındaki hidrolik "B"

geçidinden rezervuara döner.

c) Sola dönüş

Şekil 32’de görüldüğü üzere kumanda valf mili sola döndüğü zaman, spool valf aşağı doğru hareket eder. Bu

esnada "Y" orifısi boğazı kapanır ve hidrolik yağ sol silindir odasına basılır. Direksiyon simidinin daha fazla

dönmesiyle, spool valf daha çok aşağı doğru hareket eder. "X’" orifısi boğazı kapanır ve basıncın maksimuma

yükselmesine neden olur. Yani "B" ve "C" geçitleri kapanır, bütün hidrolik yağ "D" geçidi üzerinden sağ silindir

odasına akar.

Hidrolik akışı: Hidrolik pompaKovan valfspool valf ("D" geçidi)Spool silindir odası Sağ silindir odası

içindeki hidrolik yağ "A" geçidinden rezervuara döner.

Şekil 32. Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon Sisteminin Sola Dönüş Konumu

5.8. Rottan Kumandalı Hidrolik Yardımlı Direksiyon

Şekil 33’de görülen rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyon yardımının sağlanması için hidrolik silindir ile

kontrol supabı kullanılır. Direksiyon dişli kutusu mekaniki direksiyonlarda olduğu gibidir. Bir pitman ya da

komuta kolu güç silindirinin supabını işletir.

Şekil 33. Rottan Kumandalı Hidrolik Yardımlı Direksiyon Boş Çalışma Konumu

5.8.1. Mekanizmanın Çalışması

Şekil 34. Rottan Kumandalı Hidrolik Yardımlı Direksiyon Sağa Dönüş Konumu

Şekil 34’de rottan kumandalı hidrolik direksiyon sisteminin sağa dönüşü, Şekil 35’de ise rottan kumandalı

hidrolik direksiyon siteminin sola dönüşü görülmektedir. Güç silindirinin bir ucu şasiye bağlanmıştır. Diğer ucu

ise direksiyon rot bağlantısının ara rotuna ya da röle rotuna bağlanmıştır. Röle rot, kontrol supabına bağlanmıştır.

Kontrol supabı da yüksek basıncı boru ve hortumları ile güç silindirine bağlıdır. Komuta kolunun ucu bir küre

haline getirilmiştir. Küre biçimindeki basınç kontrol supabı tertibatının içinde meydana getirilen küresel

biçimdeki yatağa oturur. Bu bakımdan komuta kolunun küresel ucu üzerine gelen basınç ya da itme kontrol

supabının sağa yada sola doğru itmeye çalışır. Bu tahrik hareketinden sonra kontrol supabı, basınçlı yağın güç

silindir, pistonunun bir yada öteki tarafına geçmesine izin verir.

Şekil 35. Rottan Kumandalı Hidrolik Yardımlı Direksiyon Sola Dönüş Konumu

6. Hidrolik Direksiyonlara Ait Pompalar

6.1. Hidrolik Direksiyona Ait Pompa Çeşitleri

1) Rotorlu Tip

2) Paletli Masuralı

3) Kayıcı Kanatçıklı

4) Kanatlı Tip

6.1.1. Rotorlu Tip

Şekil 36. Rotorlu Tip Hidrolik Direksiyon Pompası

Hidrolik yardımlı direksiyon sistemleri için gereken basıncı oluşturan yağ pompaları hareketlerini Şekil 36’da

görüldüğü gibi bir kayış aracılığıyla motordan alırlar. Pompa ayrı bir ünite halinde yapılarak bağlanabilir. Bazı

durumlarda motorun ön düzen kapağının bir parçası halinde de yapılabilir ve böyle bir durumda hareketini

doğrudan doğruya krank milinden bir dişli aracılığıyla da alabilir. Yağ deposu ise çoğu hallerde pompanın

gövdesi üzerine monte edilmiştir. Hatta bir bakıma depo pompanın bir parçası halindedir. Pompa depodan yağı

alır ve devreye basar, dönüş yağı tekrar bu depoya döner.

6.1.2. Paletli Masuralı

Paletli pompanın (Şekil 37’de görülen) üstünlüklerinden biri kanatçıkların ring adı verilen halka içinde dönerken

sızdırmazlığı başarılı bir şekilde sağlamasıdır. Bu nedenle pompanın kayıpları azalır ve şüphesiz debisi yani

verimi artar. Bu sızdırmazlığın daha iyi bir şekilde sağlanması için paletlerin altına basınçlı yağ gönderilir.

Basınç paleti merkezkaç kuvvetle birlikte çevreye doğru itili tutar. Eski tip bazı pompalarda kanatçıkların

(paletlerin) altına yay konulurdu.

Şekil 37. Paletli Masuralı Tip Hidrolik Direksiyon Pompası

Diğer taraftan bu tür pompalarda çıkış basıncının pompa mili yataklarında meydana getirebileceği dengesiz

aşınmayı yani tek yanlı aşınmayı ortadan kaldırmak üzere halka kısmı elips biçimine getirilerek çift çıkış

sağlanmıştır Daha doğrusu pompanın karşılıklı iki giriş kanalı iki de çıkış kanalı meydana getirilmiştir. Çıkışın

iki yerden sağlanması pompa rotorunda dengeli çalışmayı sağlar ve böylece yataklardaki tek yanlı aşınmayı

ortadan kaldırır. Onun için bu tür pompalara dengeli pozitif deplasmanlı pompalar denir.

6.1.3. Kayıcı Kanatçıklı

Bu pompada Şekil 38’de görülen paletli pompadır, ancak paletlerinin biçimi değişiktir. Paletli tip pompada

kullanılan paletler ya da başka bir değişle çakılar keskin kanatlıdır ve sızdırmazlık bu keskin kenarlar üzerinden

sağlanır. Ayrıca basınçlı yağ ile desteklenirler. Kayıcı tip paletli pompada ise, kanatçıklar düzdür ve altlarına yay

konulmuştur. Paletlerin eski tiplerinde de yay vardır. Ancak kanatçıkların yapısı daha değişiktir. Kayıcı

paletlerin arasına yay konularak sızdırmazlık sağlanmaya çalışılmıştır. Ölçülendirme pimi (meme) yüksek

devirlerde yağın akışını azaltarak sıcaklığı düşürür.

Şekil 38. Kayıcı Kanatçıklı Tip Hidrolik Direksiyon Pompası.

6.1.4. Kanatlı Tip

Hidrolik direksiyon sistemi yüksek basınçlı yağ ile çalışır ve gerekli yağ basıncı kanatlı tip pompa tarafından

temin edilir. Pompa içinde kullanılan kanatlar aynı zamanda sisteme de ismini vermiştir.

Eski tip bazı pompalarda kanatçıkların altına yay konulurdu. Sonuç olarak pompanın verimi artırılmış olurdu.

Diğer taraftan bu tür pompalarda çıkış basıncının pompa mili yataklarından meydana getirebileceği dengesiz

aşınmayı yani tek yanlı aşınmayı ortadan kaldırmak üzere halka kısmı elips biçimine getirilerek çıkış

sağlanmıştır, daha doğrusu karşılıklı iki giriş kanalı iki de çıkış kanalı meydana getirilmiştir.

Şekil 39. Kanatlı Tip Hidrolik Direksiyon Pompası.

Kanatlı tip hidrolik pompanın başlıca elemanları;

a) Rezervuar Tank

Rezervuar tank hidrolik direksiyonun yağını tedarik eder. Rezervuar tank, pompa gövdesine veya ayrı bir yere

monte edilmiştir. Eğer pompa gövdesine montajlı değilse rezervuar tank iki hortumla pompaya bağlanmıştır.

Normalde, rezervuar tank kapağında hidrolik seviyesinin kontrolü için bir seviye çubuğu vardır. Eğer tanktaki

hidroliğin seviyesi standart seviyesinden aşağı düşerse, pompa hava yapacaktır ve direksiyonun çalışmasında da

arızalara neden olacaktır.

b) Pompa Gövdesi

Pompa, hareketini motor krank kasnağından tahrik kayışıyla veya elektrik motorundan alır ve hidroliği belli bir

basınç altında dişli kutusuna gönderir. Hidrolik pompasının basma hacmindeki değişiklik motor devri ile

orantılıdır, fakat dişli kutusuna gönderilen hidroliğin miktarı bir akış kontrol valfı ile ayarlanır.

c) Akış Kontrol Valfi

Şekil 40. Akış Kontrol Valfi.

Akış kontrol valfi, Şekil 40’da görülen motor devrine bağımlı olmaksızın sabit debide yağın pompadan

direksiyon dişli kutusuna sevk edilmesini düzenler. Ancak son yıllarda kullanılan pompalarda kontrol spoolu ile

birlikte akış kontrol valfı de kullanılmakta, böylece pompa devri belli bir devrin üzerine çıktığında basılan yağ

miktarı azaltılmaktadır. Bu tip hidrolik direksiyon sistemi devir hissedici tip olarak tanımlanmaktadır. Bu sayede

yüksek hızlarda bile uygun direksiyon performansı elde edilebilir. Pompaların her iki tipinde de maksimum

hidrolik basıncın kontrolü için, akış kontrol valfının içinde bir tahliye valfi yapılandırılmıştır. Maksimum

hidrolik basınç, direksiyon simidinin sağa veya sola tam döndürülmesi ile oluşur ve hidrolik direksiyon kontrol

valfı geri dönüş deliğini kapatır.

d) Rölanti Devir Yükseltici

Pompa direksiyon simidi sağa veya sola tam döndüğü zaman maksimum hidrolik basınç üretir. Bu esnada,

pompanın üzerinde maksimum bir yük vardır ve motor rölanti devrinde bir azalmaya neden olur. Bu problemi

çözmek için araçlara rölanti devir yükseltici ilave edilmiştir ve pompaya aşırı yük uygulandığında rölanti devrini

artırır. Pompa gövdesine monte edilmiş hava kontrol valfine hidrolik basınç etki ettiğinde motora giden hava

miktarı değiştirilerek motor devri yükseltilir. EFI ve karbüratörlü motorlarda rölanti devrinin arttırılması

incelenecektir:

6.1.4.1. Kanatlı Tip Hidrolik Pompanın Çalışması

Şekil 43. Kanatlı Tip Hidrolik Pompanın Enine Kesiti.

Rotor; pompa gövdesi içerisine yerleştirilmiş eksantrik yuva içinde döner. Rotor üzerindeki kanallara ise

kanatlar yerleştirilmiştir. Rotorun dış çevresi dairesel, eksantrik yuvanın iç yüzeyi ise iyi işlenmiştir. Rotor ve

eksantrik yuva arasında yapısal şekilden doğan bir boşluk vardır. Kanatçıklar tarafından bölünen bu boşluğa,

hidrolik odası denir. Kanatlar, eksantrik yuvanın iç yüzeyine, merkezkaç kuvvet ve kanatçıkların arasına etki

eden hidrolik basınç nedeniyle sürekli itili tutulurlar. Böylece bu kanatlar Şekil 43’de gösterildiği gibi pompanın

oluşturduğu yağ basıncının kaçağını önleyen tabii bir keçe gibi çalışırlar.

Hidrolik odasındaki yağın miktarı pompa çalışırken rotorun dönmesiyle değişir. Böylece, emiş deliğinde artan

kapasite nedeniyle hidrolik yağı depodan emiş deliğine doğru emilir.

Şekil 44. Kanatlı Tip Pompanın Boyuna Kesiti (Kanatlar Açık Konumu).

Şekil 45. Kanatlı Tip Pompanın Boyuna Kesiti (Kanatlar Kapalı Konumu).

Hidrolik odasındaki yağ miktarı çıkış deliği civarında Şekil 45’de görüldüğü gibi kanatlar kapalı konumda

olduğu için azalır ve sıfır olduğunda ise emiş deliğinden emilen yağın tamamı çıkış deliğinden basılmış olur.

Eksantrik yuva üzerinde iki emiş iki de çıkış deliği mevcuttur. Rotorun bir turunda ikişer kez emme ve basma

olayı gerçekleşmiş olur.

6.1.4.2. Akış Kontrol Valfi ve Akış Kontrol Spoolu

Şekil 46. Motor Devrine Bağlı Olarak Akış Hacmi.

Kanatlı pompanın bastığı yağın debisi Şekil 46’da görüldüğü gibi devir ile orantılı olarak değişir. Direksiyon

kutusundaki güç pistonuna etki eden yardımcı hidrolik gücün miktarı pompa tarafından basılan yağın miktarına

bağlıdır. Pompa devri arttığında basılan yağın debisi de artacağından daha fazla hidrolik güç elde edilmiş olur ki

bu da daha az direksiyon eforu demektir. Başka bir deyişle direksiyon eforu devir değişmesine bağlıdır ve bu da

direksiyon hakimiyeti açısından dezavantaj oluşturur. Bu dezavantajın önüne geçmek için devir değişikliğine

bağlı olmaksızın sürekli sabit debi sağlayacak sisteme ihtiyaç vardır. Bu görevi de akış kontrol valfı görür.

Normalde, araç yüksek hızda hareket ettiği zaman daha az lastik direnci vardır ve sonuç olarak daha az

direksiyon eforu gerektirir. Bu nedenle bazı hidrolik direksiyon sistemleri yüksek hız esnasında daha az yardımla

donatılmıştır. Böylece uygun bir direksiyon eforu elde edilmektedir. Kısaca pompadan dişli kutusuna olan akış

hacmi yüksek hızda sürüş esnasında azalır ve daha az hidrolik direksiyon yardımı elde edilir. Pompa debisi

pompa devri arttıkça artar ancak direksiyon kutusuna giden yağın debisi azalır. Bu tip direksiyon sistemleri

"devir hissedici tip" olarak adlandırılırlar ve kontrol spoolu içerisine yerleştirilmiş akış kontrol valfı ile

donatılmışlardır. Şekil 47’de akış kontrol valfinin nötr konumu görülmektedir.

Şekil 47. Akış Kontrol Valfinin Nötr Konumu

c) Devir hissedici akış kontrol valfinin düşük hızlarda çalışması (650–1250 dev/dak)

Şekil 48’de pompanın basma basıncı P1, akış kontrol valfinin sağ tarafına uygulanır ve P2 1 ve 2 nolu orifıslerden

geçtikten sonra sol tarafına uygulanır. P1 ve P2 arasındaki basınç farkı, motor devrinin artışına bağlı olarak daha

fazla olur. P1 ve P2 arasındaki basınç farkı, akış kontrol valfı "A" baskı yayını yendiği zaman, akış kontrol valfı

sola hareket eder. Bu pompanın emme tarafındaki geçidi açar böylece hidrolik, pompanın emme tarafına geri

döner. Hidroliğin kutu içindeki hacmi 6.6 lt/dak' ya (l.74gal/mil) kadar ayarlıdır.

Şekil 48. Akış Kontrol Valfinin Düşük Devirlerdeki Konumu

b) Devir hissedici akış kontrol valfinin orta hızlarda çalışması (1250–2500 dev/dak)

Şekil 49. Akış Kontrol Valfinin Orta Devirlerdeki Konumu.

Şekil 49’de pompanın basma basıncı P1, kontrol spoolunun sol tarafına uygulanır. Pompa 1250 dev/dak'nın

üstünde döndüğü zaman P1 basıncı "B" baskı yayını yener ve kontrol spoolu sağa basılır, böylece 2 nolu orifısten

geçen hidrolik hacmi azalacaktır. Bu P2 basıncının düşmesine neden olacaktır. Sonuç olarak, P1 ve P2 arasındaki

basınç farkı artar. Bu durum içinde, akış kontrol valfı sola doğru hareket eder böylece hidrolik, pompanın emme

tarafına geri döner ve dişli kutusunun hidrolik hacmi azalır. Yani kontrol spoolu sağa doğru hareket ettiğinde

spoolun ucu da sağa doğru giderek 2 nolu orifısten geçen yağın miktarını azaltır.

c) Devir hissedici akış kontrol valfinin yüksek hızlarda çalışması ( 2500 dev/dak üstü)

Pompanın devri 2500 dev/dak'yı aştığı zaman, Şekil 50’de kontrol spoolu tamamen sağa doğru basılır ve 2 nolu

orifisi tamamen kapatır. Bu esnada, P2 basıncı, l nolu orifısten geçen hidroliğin miktarı ile saptanır. Bu durumda

hidroliğin dişli kutusu içindeki hacmi 3.3 lt/dak ya göre ayarlanmıştır.

Şekil 50. Akış Kontrol Valfinin Yüksek Devirlerdeki Konumu.

d) Devir hissedici akış kontrol valfinin tahliye durumu

Şekil 51. Devir Hissedici Akış Kontrol Valfinin Tahliye Durumu.

Tahliye valfı akış kontrol valfinin içindedir. P2 basıncı 7845 kpa (1138 psi) 'yi aştığı zaman, (direksiyon simidi

tam döndüğü zaman) tahliye valfı açılarak basıncı düşürür. P2 basıncı düştüğünde akış kontrol valfı sola basılır

ve maksimum basınç kontrol edilir.

7. Günümüz Araçlarındaki Hidrolik Direksiyon Sistemlerinden örnekler:

7.1. ZF – 8056 Tipi Servo Direksiyon Sistemi Yapısı ve Çalışma Prensibi (Mercedes)

Direksiyon kutusu, direksiyon milinin dairesel hareketini aksial harekete dönüştürerek sektör miline ileten

hareketli pistona silindir olarak yapılmıştır. Güç iletiminde boşluk olmaması için sektör milinin dişlerini, milin

hareketli pistona çapraz olarak aksial yönden ayarlandığında dişlilerde mevcut olan boşluğu ortadan kaldıracak

şekilde yapılmıştır. Bu boşluk ayar vidası ile yapılır ve ayar işlemi araç üzerinde gayet basittir. Pistonun dış

deliği bilya zinciri ile salyangoz miline bağlıdır. Salyangoz mili döndüğünde bilyalar zincirin sonunda köprüden

geçerek tekrar baştan bilya zincirine katılırlar. Böylece sonsuz bir bilya zinciri oluşur.

a) Nötr konum

Salyangoz mili kafasında milin eksenine çapraz olarak iki adet supap pistonu bulunur. Direksiyon simidi

döndüğünde salyangoz mili ile ve direksiyon mili ile birlikte supap pistonları direksiyon supap kutusu içerisinde

dönerler. Supap pistonlarında direksiyon mili kollarının geçtiği çapraz delikler vardır. Böylece supap pistonları

ile ayrıca burulma çubuğu ile salyangoz miline bağlı olan direksiyon mili arasında boşluksuz bir bağlantı

mevcuttur.

Direksiyon milinden salyangoz miline ve tersine bir döndürme momenti aktarıldığında döner çubuk elastik

olarak burkulur. Böylece direksiyon mili ile salyangoz mili arasında bir burkulma meydana gelir. Salyangoz mili

kafasındaki supap pistonları direksiyon milinin hareketine uydukları için döndürme momenti aktarıldığında orta

pozisyonda Şekil 9.1 de görüldüğü gibi (boş durumdan) çıkarlar.

Direksiyon simidi serbest bırakıldığı zaman burulma çubuğu supabı orta pozisyona geri getirir. Direksiyona

gerekli olan maksimum basınçlı yağ miktarı pompada bulunan debi ve basınç tahdit supabı tarafından motor

devri gözetmeksizin sağlanır.

Şekil 52. ZF Direksiyon Sisteminin Nötr Konumu

Tablo 1 ZF Direksiyon Sisteminin Parçaları

1-Sektör mili 8-Yağ kabı 15-Yağ dönüş kanalı

2-Radial kanal 9-Yük. basınçlı yağ pompası 16-Salyangoz mili

3-Radial kanal 10-Yağ giriş kanalı 17-Bilyalar

4-Döner çubuk 11-Supap pistonu 18-Bilya köprüsü

5-Direksiyon mili 12-Supap pistonu 19-Hareketli piston

6-Debi tahdit supabı 13 Yağ giriş kanalı 20-Direksiyon kutusu

7-Basınç tahdit supabı 14-Yağ dönüş kanalı Mavi: Alçak Basınç

Basınçlı yağ direksiyon kutusunda bulunan halka şeklindeki bir hazneye dolar. Salyangoz milinde supap

pistonlarının bulunduğu kısmı dolaşır. Supap pistonları, supabın boş durumunda yağ her iki supabın giriş

kanalına ulaşabilecek şekilde ayarlanmıştır. Buradan yağa salyangoz milinin kafasındaki 2 radial kanala yol

açılmıştır. Bu kanalların her biri silindirin bir yönüne uzanır. Supap boş durumda olduğu müddetçe yağ hareketli

pistonun her iki yönüne ulaşır, aynı zamanda her iki supap dönüş kanalından akıp yağ kabına döner.

b) Sola dönüş

Şekil 53. ZF Direksiyon Sisteminin Sola Dönüş Konumu

Direksiyon simidi aksi istikamete çevrildiğinde Şekil 53’de görüldüğü gibi piston sağa doğru hareket eder ve sol

silindirdeki yağ basıncı ile takviye edilmesi gerekir. Alttaki supap pistonu sağa doğru itilir ve basınçlı yağ sol

silindire bağlantı sağlayan salyangoz milinin sağ radial kanalına ulaşır. Basınçlı yağ aynı zamanda kapalı olan ve

supap pistonu ortasına yağ akışını engelleyen üstteki supap pistonuna gelir. Yağ silindirdeki yağ salyangoz

milinin sol radial kanalından, açık olan ve supap pistonunun ortasına ve buradan da yağ kabına yolu açık tutan,

alttaki supap pistonunun dönüş kanalına akar.

c) Sağa dönüş

Direksiyon saat yönü istikametinde çevrildiğinde Şekil 54’de görüldüğü gibi piston sola doğru itilir. Pistonun

hareketi yağ basıncı ile takviye edileceği için, yağ silindirinin sağ tarafına gelmesi gerekir. Üstteki supap pistonu

sağ tarafa iterek basınçlı yağ girişi daha çok açılır. Alttaki supap pistonu ise sola doğru gider ve basınçlı yağ

girişi kapanır.

Her iki supap pistonunun yağ dönüş kanalları üstteki supap şeklinde, supap ortasının sol tarafında görülebilir.

Üstteki supap pistonunun yağ borusu salyangoz mili kafasındaki sol radial kanala ve alttaki supap pistonunun

dönüş kanalına bağlanır. Ayrıca alttaki supap pistonunun basınçlı yağ borusu salyangoz milinin sağ radial

kanalına ve üst supap pistonunun dönüş kanalına bağlıdır. Supabın şekildeki resme göre basınçlı yağ üstteki

supap pistonunun giriş kanalından sol radial kanala ve buradan da sağ silindire akarak piston hareketine hidrolik

takviye sağlanmış olur. Basınçlı yağ aynı zamanda alttaki supap pistonunun dönüş kanalına gelir, ancak bu kanal

kapalı olduğu için yağ dönüşü engellenmiş olur.

Sol silindirde yağ sıkıştırılarak salyangoz milinin sağ radial kanalından alttaki supap pistonunun giriş kanalına

akıtılır. Bu supap pistonu kapalıdır. Ancak, yağ açık olan ve yağa ve supap pistonun ortasına yol veren üstteki

supap pistonunun dönüş kanalına akmaya devam eder. Buradan da şekilde de görüldüğü gibi yağ kabına yağ

dönüşü sürekli serbesttir.

Şekil 54. ZF Direksiyon Sisteminin Sağa Dönüş Konumu.

7.2. L-200 Hidrolik Direksiyon Sistemi (Temsa)

Hidrolik direksiyon sistemi, yağ pompasından gelen basınçlı yağ akışının, basınç silindirinde kuvvete dönüştüğü

bir sistemdir. Bu kuvvet direksiyonun döndürülmesine yardım etmekte kullanılır. Böylece sürücünün

direksiyonu çevirmesi için gerekli kuvvet azalır. Sistem integral tip bir dişli kutusu, kanatlı tip yağ pompası ve

bir yağ haznesinden oluşur. Dişli kutusu, güç silindirini (kremayer piston) ve yağ akış kontrol bölümünü içeren

bilya somun tipi dişli kutusudur. Yağ pompası, kanatlı tip bir yağ pompası olup bir kayış vasıtası ile motordan

tahrik alır. Sistem düz direksiyon sistemi için tasarımlandığı için hidrolik sistemin devre dışı kalması durumunda

da araç yönlendirilebilir. Yalnız hidrolik sistemin getirdiği güç katkısı ortadan kalkar.

7.2.1. Hidrolik direksiyon yağ pompası

Şekil 55. Yağ Pompası.

Yağ pompası tahrik kayışı ile döner. Rotorda bulunan kanatların dönüşü sonucunda kanatlar ve kartriç gövdesi

arasındaki hacim değişir ve bir hidrolik basınç meydana gelir. Şekil–9.4 de görüldüğü gibi yağ pompasının

içinde bir akış kontrol valfi vardır. Bu valf sayesinde sürüş hızına bağlı olarak direksiyonu çevirmek için gerekli

kuvvetin arttırılıp azaltılması da mümkün olur. Direksiyon hakimiyetini sağlamak için düşük hızlarda

direksiyonu çevirmek için küçük bir kuvvet gerekirken (hidrolik güç katkısı fazla) hızın artmasıyla direksiyonu

çevirmek için gerekli kuvvet artar (hidrolik güç katkısı az). Buna ilaveten akış kontrol valfi ile birlikte bir

emniyet valfi bulunur. Emniyet valfi yüksek motor devirlerindeki maksimum hidrolik basıncı kontrol eder.

7.2.2. Yağ pompasının yapısı ve çalışması

Şekil 57. Yağ Pompasının Çalışması.

Motor tarafından kayışla döndürülen rotor ve mil birbirine freze geçmesi ile takılmıştır. Dış çevresindeki

deliklere 10 adet kanat yerleştirilen rotor, eliptik şekildeki kartriç gövdesi içine takılmıştır. Şekil 57’de gösterilen

rotor, pompa kapağı ile giriş ve çıkış kanalları bulunan yağ pompası gövdesi arasında yer alır.

Rotorun dönmesiyle kanatlar, santifrüj etkisine bağlı olarak eliptik şekildeki kartriç gövdesine kadar dışa doğru

açılırlar. Bu durumda rotor, kanat ve kartriç gövdesi arasında oluşan odacıklar hacmini arttıranlar ve hacmini

azaltanlar olmak üzere ikiye ayrılır.

Hacmini arttıran bölümde bir giriş kanalı vardır. Bu kanaldan yağ emişi yapılır. Odacık hacminin en aza indiği

kısımda ise bir çıkış kanalı vardır. Buradan yağın basılması gerçekleşir. 2 adet giriş ve çıkış kanalı olduğundan

her kanatın bir tur dönüşünde 2 emme ve 2 basma olayı meydana gelir. Basılan yağ, yağ pompası gövdesine

yerleştirilen akış kontrol valfınden geçerek dişli kutusuna beslenir.

Şekil 58. Devir ve Basınca Bağımlı Pompalanan Yağ Miktarı.

a) N-Qf Özelliği (Devir-Pompalanan yağ miktarı)

Düşük motor devirlerinde pompalanan yağ miktarı Şekil 58’de görüldüğü gibi fazla iken, yüksek devirlerde

pompalanan miktar azalır. Bu da direksiyon sistemine verilen hidrolik güç yardımını yüksek hızlarda azaltarak

daha güvenli sürüşü mümkün kılar.

b) P-Qf Özelliği (Basınç-Pompalanan yağ miktarı)

Her ne kadar pompalanan yağ basıncı motor devriyle orantılı olarak artarsa da, pompadaki emniyet valfi yüksek

devirlerdeki maksimum hidrolik basınç değerinde açılarak basınç değerinin belli bir değerden daha yükseğe

çıkmasını engeller.

7.2.3. Akış Kontrol Valfinin Çalışması

Şekil 59. Akış Kontrol Valfinin Çalışması.

Yağ pompasının düşük devirlerinde; Pompalanan yağ orifisten geçerek dişli kutusuna gider. Bu orifisten geçen

yağın miktarına göre orifis öncesi ve sonrası arasında bir basınç farkı (P=P1-P2) oluşur. Yağ miktarının

artmasıyla bu basınç farkı da artar.

Yağ pompasının orta devirlerinde; Basınç farkı (orifis öncesi ve sonrası) artar. Böylece Şekil-9.7 de görülen akış

kontrol valfinin basıncı akış kontrol yayının kuvvetini yenmeye başlar ve akış kontrol valfı bir miktar sağa doğru

hareket eder.

Akış kontrol valfinin sağa doğru hareketi orifis açıklığının, akış kontrol valfinin sol tarafındaki basamaklı kısım

nedeni ile azalmasına ve baypas kanalının açılmasına neden olur. Böylece yağın bir kısmı baypas kanalından

geçerek yağ pompasının giriş kanalına geri döner. Yağ pompasının pompalama basıncının artması ile baypas

kanalının açıklığı artar ve dişli kutusuna akan yağ miktarı azalır.

Yağ pompasının yüksek devirlerinde; Akış kontrol valfi sağa doğru daha fazla ilerler. Sol uçtaki basamaklı kısım

orifis açıklığını minimuma indirir. Böylece dişli kutusuna giden yağ miktarı da minimuma iner. Pompalanan

yağın fazlası baypas kanalından yağ pompasının giriş kanalına döner.

7.2.4. Emniyet Valfînin Çalışması

Direksiyonun bir yöne tam çevrilmesi veya diğer nedenlerle şekildeki odacık A’ daki basınç yükseldiğinde

odacık B’ deki basınç yükselir. Emniyet yayının basıncı aşıldığında çelik bilya ile kapanan valf açılır ve yağ

baypas kanalından yağ pompasının emme kanalına döner. Bu duruma bağlı olarak odacık B’ deki basınç

düştüğünde emniyet valfi tekrar kapanır. Bu süreç anlık olarak meydana gelir ve denge konumunda maksimum

basıncın kontrolünü sağlar.

7.2.5. Hidrolik Direksiyon Dişli Kutusu

Ana mile yağ miktarını kontrol eden bir valf konulmuştur. Giriş mili, ana mile burma çubuğu vasıtası ile

kremayer ana mile bilyalar yardımı ile takılmıştır. Kremayer, sektör milinin sektör dişlisine geçmiştir. Kontrol

edilen hidrolik basınç kremayerin her iki ucunda da ölçülür.

Direksiyon çevrildiğinde tekerleklerin gösterdiği direnç nedeni ile burma çubuğu burulmaya maruz kalır. Giriş

milinin giriş pimi, valfin yivine takılmıştır. Böylece valf, burma çubuğunun burulma miktarı ile orantılı olarak

hareket eder ve yağ geçişini değiştirir.

a) Direksiyon Düz Konumda İken

Direksiyon düz konumda iken Şekil 60’da görüldüğü gibi valf hareket etmez. Bu durumda Pl ve P2 kanallarının

açıklık aralıkları eşit durumdadır. Böylece kremayer pistonunun her iki ucundaki A ve B odacıklarına uygulanan

basınç eşittir. Sonuç da kremayer pistonu hareket ettirecek bir kuvvet meydana getiremez. Yağ, Rl ve R2

kanallarından yağ haznesine döner.

Buna ilave olarak direksiyon düz konumda iken aracın düz gitme kararlılığını arttırmak için valfın ters tarafında

bir giriş pimi gömlekler arasına takılmıştır. Yay tarafından her iki tarafta oluşan basınç valfin hareketini

düzenler. Direksiyon çevrildiğinde yaylardan biri sıkışır ve direksiyonun düz konuma gelmesi için bir kuvvet

oluşturur.

Şekil 60. Direksiyon Düz Konumu.

b) Direksiyon Sağa Döndürüldüğünde

Direksiyon sağa çevrilince Şekil 61’de görüldüğü gibi valf düz konumdan sağa doğru hareket eder. Böylece Pl

ve R2 kanalları kapanır. B odacığının basıncı artarken odacık A’ daki basınç azalır. Yağ pompasından basınçla

beslenen yağ, ana milin etrafındaki yağ kanalından P2 kanalına geçer. Buradan dişli kutusu muhafazasındaki yağ

geçişinden odacık B’ ye gönderilir. Bu da kremayer pistonun sola doğru hareket etmesine neden olur. Sonuç

olarak; sektör mili dönerek tekerleklerin sağa dönmesine neden olur.

Şekil 61. Direksiyonun Sağa Dönüş Konumu.

Odacık A’ daki yağ, kremayer pistona itilir. Ana milin yağ geçişinden geçerek Rl kanalından yağ haznesine geri

döner. Direksiyon döndürüldüğü konumda tutulduğunda tekerleklerden gelen direnç azalır. Böylece burma

çubuğunun burulma açısı da azalır. Sonuç olarak valf sola dönerek, Pl ve R2 kanallarının açılamasına ve yağın

R2 kanalından yağ haznesine dönmesine neden olur. Odacık B’ deki basınç azalır. Böylece direksiyon

istenenden fazla dönmez.

c) Direksiyon Sola Döndürüldüğünde

Şekil 62. Direksiyonun Sola Dönüş Konumu.

Direksiyon sola döndürüldüğünde Şekil 62’da görülen P2 ve Rl kanalı kapanır. Odacık A’ daki basınç artarken

odacık B’ deki basınç azalır. Yağ pompasından beslenen yağ ana mil etrafındaki yağ kanalından, Pl kanalına

buradan ana milin yağ geçişinden odacık A’ ya gelerek kremayer pistonun sağa doğru hareket etmesine neden

olur. Sonuçta sektör mili döner ve tekerlekleri sola döndürür. Odacık B’ deki yağ, kremayer pistona itilir, dişli

kutusunun muhafazasındaki yağ geçişinden geçerek R2 kanalına ve daha sonra yağ haznesine geri döner.

7.3. L-300 Hidrolik Direksiyon Sistemi (Temsa)

Hidrolik direksiyon sisteminde integral/kremayer ve pinyon tipi dişli kutusu kullanılır. Bu tip dişli kutusu

emniyetli, hafif ve kompakt olup iyi bir direksiyon hakimiyeti sağlar. Sistemde kanatlı tip yağ pompası

kullanılır. Kanatlı tip yağ pompası motorun çalışma hızına duyarlıdır. Bu da direksiyonu çevirmek için gerekli

kuvvetin motorun hızına bağlı olarak değişmesini mümkün kılar. Motor hızı düşükken direksiyonu çevirmek için

düşük bir kuvvet gerekirken, yüksek motor hızlarında gerekli kuvvet artar.

7.3.1. L-300 Hidrolik Direksiyon Sistemi (Temsa)

Şekil 63. Temsa L-300 Hidrolik Direksiyon Sisteminin Genel Yapısı.

Şekil 64’de görülen direksiyon dişli kutusu; kremayer-pinyon tipi dişli kutusu olup içinde bir hidrolik basınç

kontrol bölümü vardır. Hidrolik basınç kontrol bölümünde kompakt ve güvenilir bir döner valf kullanılır.

Şekil 64. L-300 Hidrolik Direksiyon Dişli Kutusu.

Şekil 65. Pinyon–Valf Grubu

7.3.2. Pinyon ve valf grubunun çalışması

Güç silindirine etki eden basınç, Şekil 66’da görüldüğü gibi giriş mili ve döner valf ile kontrol edilir. Direksiyon

döndürüldüğünde giriş mili de döner. Giriş milinin dönüşü burma çubuğunun pinyon dişlisini döndürmesine

neden olur. Ancak pinyon dişlisinin dönüşü tekerlek-yol direnci ile engellenir.

Şekil 66. Pinyon–Valf Grubunun Çalışması.

Bunun sonucunda burma çubuğu, bu yol direncine bağlı bir burma yüküne maruz kalır. Döner valf, pinyon

dişlisine bir pimle sabitlenmiştir. Giriş piminin dönme açısı, döner valfin dönme açısından daha (burma

çubuğunun burma açısı kadar) büyüktür. Böylece Şekil 67’de görülen giriş mili ile döner valf arasında farklı bir

dönme meydana gelir. Bu farklı dönme, giriş milinin dış yüzeyindeki ve valfin iç yüzeyindeki girinti ve

çıkıntıların etkisi ile yağ geçişinin daralıp genişlemesine (yani yağ geçişi açıklık aralığının değişmesine) neden

olur. Bu hidrolik yağının, yağ pompasından silindir tüpünün sol veya sağ odacığına ve silindir tüpün sol veya sağ

odacığından yağ haznesine gidişini sağlayan hidrolik basıncı kontrol eder.

Şekil 67. Döner Valf Grubu Kesit Resmi.

Sonuçta silindir tüpünün sağ ve sol odacıkları arasında oluşan basınç farklılığı, kremayerin hareket etmesine

neden olur.

a) Direksiyon Düz Konumda İken

Şekil 68. Direksiyonun Düz Konumu.

Direksiyon düz konumda iken (Şekil 68’de görüldüğü gibi) giriş mili dönmez, böylece döner valfe göre (Şekil

69’da görüldüğü gibi) nötr konumda kalır. Bunun sonucunda yağ pompasından gelen yağ; gömlek a, kanal a,

kanal d yolu ile odacık A’ ya gidip buradan yağ haznesine geri döner. Bu durumda silindir tüpü sağ ve sol

odacıkları arasında basınç farkı oluşmadığından direksiyonu döndürmek için yardım oluşmaz.

Şekil 69. Direksiyon Düz Konumda İken Döner Valfin Çalışması.

b) Direksiyon Sağa Çevrildiğinde

Şekil 70. Direksiyonun Sağa Dönüş Konumu.

Direksiyon sağa çevrildiğinde Şekil 70’de görüldüğü gibi burma çubuğu şekilde görüldüğü gibi saat yönünde bir

burulmaya maruz kalır. Giriş mili de aynı miktarda sağa döner. Buna bağlı olarak giriş mili ile döner valf Şekil

71’de görüldüğü gibi arasında dönme farklılığı meydana gelir. Giriş mili ile döner valf yüzeylerindeki girinti ve

çıkıntılar yağ geçişleri (R) ve (L’)’ yi daraltır. Böylece yağ, yağ pompasından sol silindir tüpüne gider. Bu

durumda yağın, yağ pompasından gömlek a, kanal a, kanal d, gömlek b yolu ile silindir tüpün sol odacığına akar.

Meydana gelen basınç kremayerin sağa hareket etmesine neden olur. Böylece direksiyonu sağa döndürmek için

gerekli kuvvete yardım edilmiş olur. Silindir tüpü sağ odacığındaki yağ; gömlek a, kanal c, kanal d, odacık A

yolu ile tekrar yağ haznesine geri döner.

Şekil 71. Direksiyon Sağa Dönüş Konumunda İken Döner Valfin Çalışması

c) Direksiyon Sola çevrildiğinde

Şekil 72. Direksiyonun Sola Dönüş Konumu

Şekil 73. Direksiyon Sola Dönüş Konumunda İken Döner Valfin Çalışması.

Direksiyon sola döndürüldüğünde Şekil 72‘da görüldüğü gibi burma çubuğu şekilde gösterildiği gibi saat

yönünün tersi yönde burulmaya maruz kalır. Giriş mili de aynı miktarda saat yönünün tersine döner. Bu olay,

Şekil 73’ de görülen giriş mili ile döner valf arasında dönme farklılığı meydana getirir. Buna bağlı olarak giriş

mili ve döner mil yüzeyindeki girinti ve çıkıntılar yağ geçişleri (L) ve (R')' yi daraltır. Yağ pompasından gelen

yağ, kanal a, kanal d kanal b yolu ile akmayı durdurur. Yağ bu durumda yağ pompasından gömlek a, kanal a,

kanal c, gömlek c yolu ile silindir tüpün sağ odacığına dolar. Meydana gelen basınç kremayeri sola doğru hareket

ettirir. Bu durum direksiyonu sola çevirmek için gerekli kol gücünü azaltır. Diğer taraftan silindir tüpün sol

odacığındaki yağ, gömlek b, kanal b, kanal d yolu ile odacık A’ yolu ile yağ haznesine döner.

7.3.3. Yağ pompası

Yağ pompası kanatlı tip bir pompadır. Bu pompada yağ basıncı rotor, kanatlar ve kartriç gövdesi yardımıyla

oluşturulur. Yağ haznesi pompadan ayrıdır. Yağ pompası içinde bir akış kontrol valfi ve emniyet valfi vardır.

Akış kontrol valfi yüksek sürüş hızlarında direksiyon hakimiyetini arttırmak amacı ile güç yardımını azaltmak

için akış hızını kontrol eder. Emniyet valfi, hidrolik devre ve direksiyon sistemi elemanlarını korumak için

maksimum basıncı kontrol eder. Pompa, motora bir braket yardımı ile takılır ve bir kayış vasıtası ile hareket alır.

Rotor döndüğünde, 10 adet kanat santifrüj kuvveti etkisiyle dışarı çıkarlar. Bu kanatlar eliptik şekilli kartriç

yatağı boyunca hem dönme hem de radyal hareket yaparlar. Kartriç gövdesi, rotor ve kanatların oluşturduğu yağ

odacığında, rotorun dönmesi ile bir vakum oluşur. Böylece atmosferik basınçtaki yağ haznesinden yağı içine

çeker (emme zamanı). Rotorun daha fazla dönüşü ile odacıktaki yağ boşaltılır (boşaltma zamanı). Bu emme ve

boşaltma ile oluşan pompalama hareketi rotorun her 2 devrinde 10 defa meydana gelir.

7.3.3.1. Yağ pompası performansı

Şekil 74. Devir ve Basınca Bağımlı Pompalanan Yağ Miktarı.

a) P–Qf Özellikleri (Pompa basıncı-pompalanan yağ miktarı)

Pompa hızı, Şekil 74’de görüldüğü gibi 600 devir/dak ve yağ sıcaklığı 50-60°C iken pompalanan yağ miktarı, 4

MP (40 kg/cm2)' lık pompa basıncında 4.4 litre/dak veya daha fazladır.

b) N-Qf Özellikleri (pompa hızı-pompalanan yağ miktarı)

1000 devir/dak pompa hızında, 2 MP (20 kg/cm) pompa basıncında ve yağ sıcaklığı 50-60 °C iken pompalanan

yağ miktarı 6.5-8.0 litre/dak; 2000 devir/dak pompa hızında 4.2-7.0 litre/dak; 3300 devir/dak pompa hızında 2.5-

3.5 litre/dak' dır.

7.3.4. Akış kontrol valfinin çalışması

Şekil 75’de görüldüğü gibi yağ pompasının pompaladığı yağın basıncı, pistonu (2) ve akış kontrol valfıni (4)

çalıştırır. Piston ve akış kontrol valfi dişli kutusuna giden yağın akış miktarını kontrol eder.

Şekil 75. Akış Kontrol Valfinin Çalışması.

a) Yağ Pompasının Hızı Düşük İken (700–1000 devir/dak)

Şekil 76. Düşük Devirlerde Akış Kontrol Valfinin Çalışması.

Şekil 76’de görüldüğü gibi yağ pompasından gelen yağın bir kısmı yan kanaldan geçerek pistonun arka tarafına

etki eder Bu etki pistonu (2) sola doğru iterek değişken orifısi açan piston yayının (3) kuvvetini yenecek

seviyede değildir. Böylece yağ, değişken orifis ve sabit orifisten piston boyunca dişli kutusuna akar. Bu

koşullarda dişli kutusuna yağ akışı maksimum seviyededir, bu da direksiyonu çevirmek için gerekli kol kuvvetini

minimuma indirir.

b) Yağ Pompasının Hızı Orta Seviyede İken (1000–3000 devir/dak)

Şekil 77. Orta Devirlerde Akış Kontrol Valfinin Çalışması.

Motor hızına bağlı olarak pompa hızı arttığında , yağ pompasından gelen yağın basıncı artık piston yayının (3)

direncini yenecek seviyeye gelir. Bu durumda piston (2) bir miktar sağa doğru hareket eder. Bunun sonucunda

Şekil 77’de görüldüğü gibi iki değişken orifisten biri kapanır ve akış kontrol valfi (4) sağa doğru itilir. Bu da

baypas kanalının daha geniş açılarak fazla yağın buradan yağ pompasına dönmesine neden olur. Böylece dişli

kutusuna giden yağ miktarı azalırken direksiyonu çevirmek için gerekli kuvvet miktarı bir miktar artar.

b) Yağ Pompasının Hızı Yüksek İken (3000 devir/dak veya daha fazla)

Şekil 78. Yüksek Devirlerde Akış Kontrol Valfinin Çalışması.

Şekil 78’de görüldüğü gibi pompa hızı daha da arttığında, piston (2) daha fazla sağa itilerek değişken orifıslerin

her ikisi de kapalı hale gelir. Akış kontrol valfî (4) de sağa doğru hareket ederek baypas kanalının daha geniş

açılmasına neden olur. Bu durumda yağ, dişli kutusuna sadece sabit açıklıktan girebilir hale gelir ve dişli

kutusuna giren yağ miktarı en aza düşer. Bunun sonucunda direksiyonu çevirmek için gerekli kuvvet daha büyük

seviyelere gelerek yüksek hızlarda direksiyon hâkimiyetinin sağlanmasını mümkün kılar.

7.3.5. Emniyet valfinin çalışması

Şekil 79. Emniyet Valfinin Çalışması.

Aracın aynı konumda uzun süre kullanılması gibi durumlarda odacık A’ daki basınç artar. Bu durumda odacık B’

deki basınç da artar. Bu basınç değeri emniyet yayının (5) seçilmiş basınç değerini (80 kg/cm 2) yenerse, çelik

buya ile kapanan emniyet valfî açılır. Böylece yağın, baypas kanalından pompanın yağ emme kanalına dönüşüne

izin verilmiş olunur. Bunun sonucunda odacık B’ deki basınç düşer ve emniyet valfî tekrar kapanır. Bu olay,

maksimum basınçla emniyet yayı arasındaki dengeye bağlı olarak kendiliğinden gerçekleşir. Şekil 79’de emniyet

valfinin çalışması görülmektedir.

8. Teknolojik Gelişmeler

Otomobil mühendisleri gelişmiş yönlendirme kontrolü, sürüş ve yol tutum özelliklerine sahip direksiyon

sistemleri üretmek için gayret göstermektedirler. Mevcut durumda kullanılan uygulamalar mükemmel olmakla

birlikte, daha da ileri gidilerek yapılanların ötesine geçmek için çalışılmaktadır.

8.1. Elektronik Kumandalı Değişken Takviyeli Hidrolik Sistem

8.1.1. Yapısı ve Yerleşimi

Değişken takviyeli direksiyon sistemi araç hızına bağlı olarak çalışır. Park esnasında normal zamandaki

takviyeden daha yüksek takviye oluşur. Araç hızı arttıkça takviye belli oranda azalır.

a) Yapısı

1. Temel hız bilgileri Şekil 82’de görülen (3) elektromanyetik sensör tarafından sağlanır.

2. İkinci bilgi gösterge tablolarının tipine göre farklı sensör ile ayrılır.

Şekil 82. Sensör (kaptör).

b) Araç Üzerinde Yerleşimi

Şekil 83’ de değişken takviyeli hidrolik direksiyon sisteminin parçaları araç üzerinde gösterilmiştir.

Tablo 1. Değişken Takviyeli Hidrolik Direksiyon Sisteminin Parçaları

1- Beyin 2- Adım adım motoru 3- Ana hız sensörü 4- Yardımcı hız sensörü

5- Arıza ışığı 6- Valf 7- Pompa 8- Diagnostik priz

4A Elektronik Gösterge Tablosu4B Mekanik Gösterge Tablosu

Şekil 83. Değişken Takviyeli Hidrolik Direksiyon Sisteminin Araç Üzerinde Yerleşimi.

c) Değişken Takviyeli Hidrolik Direksiyon Sisteminin Devresi

Şekil 84. Değişken Takviyeli Hidrolik Direksiyon Sisteminin Devresi.

8.2. Klasik takviyeli hidrolik direksiyon

Takviyeli direksiyonun hidrolik sistemi açık merkezlidir. Yani enerji üreten pompa kullanılsın yada

kullanılmasın devredeki basınç ne olursa olsun düzenli olarak devreyi besler. Döner supap başlıca iki parça

içerir. Direksiyon dişlisine sıkıca bağlanmış gömlek ve direksiyon gömleğine bağlanmış rotor ibarettir. Bu iki

mekanizma çekirdek veya mil etrafında merkezlenmiştir.

Şekil 85. Gömlek ve Rotor İkilisi.

Şekil 85’de gösterilen gömlek ve rotor değişken yağ geçişlerini sınırlayan uzunlamasına kanallarla donatılmıştır.

Rotor kanalları yüksek basınca ve alçak basınca bağlı olarak iki kanallıdır. Aynı şekilde gömlek kanalları da

sağdan direksiyon iticisine bağlı, soldan direksiyon iticine bağlı olarak iki bağlantılıdır. Rotorun gömleğe bağlı

dönmesi için sürücünün direksiyonu döndürerek direksiyon dişlisi rotorunun aracılığı ile oluşturulan momenti

ileten valfin ayar milinin elastikiyetini kaybetmesine bağlıdır.

8.2.1. Klasik takviyeli direksiyon valfi:

Şekil 86’da görülen klasik takviyeli direksiyon valfinin hidrolik devrelerini oluşturan parçaların aynı boyutlarda

olması, direksiyonun sürücü tarafından kolayca çevrilebilmesini sağlar.

Şekil 86. Klasik Takviyeli Direksiyon Sistemi

8.2.1.1. Direksiyonun hidrolik şeması

Şekil 87. Klasik Takviyeli Direksiyon Sisteminin Devre Şeması.

Şekil 87’de görülen klasik takviyeli direksiyon sisteminin direksiyon iticisini besleyen takviye valfi ile aynı

isimli silindirleri besleyen bir reaksiyon valfi arasındaki pompa tarafından gönderilen yağın debi dağıtıcısına bir

valf yardımcıdır. Hidrolik dağıtıcı vida-somun mekanizması ile yer değiştiren bir bölüme sahiptir. Bu

mekanizma paralel milli dişlilere bağlı elektrikli adım adım motoruyla çalıştırılır. Takviye, reaksiyon valfları

arasında yağ debilerinin uygun dağıtımını sağlar. Reaksiyon bölümü maksimum takviye durumunda

beslenmez, takviye valfı ise pompanın tüm debisini alır. Reaksiyon bölümü minimum takviye durumunda

yüksek debi ile beslenir, takviye valfi debisi ise hissedilecek şekilde azdır.

Şekil 88. Değişken Takviyeli Direksiyon Sisteminin Devre Şeması.

Şekil 88’de görülen iki bölmeli valfin çalışması ise gömlek çevresinde dairesel dağılımda üç kanallı klasik valf

ile doğru hareket; silindirleri besleyen dağıtıcı tarafından yağ debisi için ek bir kanal ile sağlanır. Değişken valf,

dağıtım bölmesinden itibaren paralel beslemeli iki valfe eş değerdir. Biri direksiyonun takviye iticisini diğeri ise

reaksiyon bölmesini besler dağıtıcı, valflerin bulunduğu devredeki yük kaybını artırır.

Tablo 2 Değişken Takviyeli Direksiyon Çalıştırıcısının Parçaları

2-Adım adım motoru 3-Dağıtım bölümü 4-Takviye kanalı 5-Reaksiyon kanalı

6-Sağ itici beslemesi 7-Sol itici beslemesi 8-Kremayer

Şekil 89. Değişken Takviyeli Direksiyon Çalıştırıcısı.

8.2.2. Değişken Takviyeli Direksiyon Çalıştırıcısı

Adım adım motoru ve distribütörü hareket ettiren bir vida ve somundan meydana gelmiş bir mekanizmadır.

8.2.3. Adım Adım Motoru

Adım motorunun dört ucunu birleştirerek tek bir ortak ucu haline getiren bir sargı vardır. Adım motoru beş

kabloya bağlıdır. Her fazla 1 uç ve 1 kabloda ortak uca bağlanır. Faz ile ortak uç arasındaki sargı direnci 40 Ω

dur.

8.2.4. Ayarlayıcı

Motor milinin ucunda bir dişli ve izolasyon sarmalı somunlu kabloya bağlı bilyadan oluşur. Hareket esnasında

ise motor 4.2 tur döner, çekici ise 3 mm yer değiştirir.

Şekil 90. Ayarlayıcı.

Adım adım motoru besleme soketleri (1) servo frenin sağında motor bölümünde bulunur. Şekil 91’degörülen

ana hız kaptörü (2) yanına yerleştirilmiştir.

Şekil 91. Hız Sensörü (Kaptörü).

8.2.5. Kumanda

Takviyeli direksiyonun hareketi araç hızına bağlıdır. (Direksiyonda sertlik, yumuşaklık) emniyeti artırmak için

hız bilgisini birbirinden bağımsız 2 ölçüm sistemi tarafından takviyeli direksiyon kumanda bilgisi elektronik

beyine aktarır.

Ana zincir, takviye kumandasını sağlar. Yardımcı zincir, bağlantı sürekliliğini sağlar. Bağlantının

gerçekleşebilmesi için araç süratinin 10km/s üzerine çıkması gerekir. Her iki bağlantı beyin tarafından

hafızalanmıştır.

8.2.6. Oto diagnostik

Oto diagnostik gergin bir ortamda oluşur. İki hız bağlantısı beynin adım adım motoru ile elektrik bağlantısı

beslemesi sürekli olarak test edilerek takip edilir.

8.2.7. İrtibatsızlık

Gösterge tablosunda değişken takviye direksiyonun arıza ikaz ışığının yanmasıyla, gösterge tablosu servis

ışığının aynı zamanda yansımasıyla ortaya çıkar. Adım adım motorunun arızalı olmadığı durumlarda, devamlılık

gizli bir takviye modu ile sağlanır. Eğer adım adım motoru arızalı veya beslenmiyorsa süreklilik değişik

oranlardaki takviye oluşur.

8.2.8. Gizli Modun Tanımı

Direksiyonun merkezine yerleştirilmiştir. Bu yerleşim bazen adım adım motorun arızalandığı durumlarda faydalı

olur. Arızanın takibine göre bir takviye oluşturur.

8.3. Araç Hızını Hissedici Tip

Şekil 92’de araç hızını hissedici tip hidrolik direksiyon sisteminde araç hızı bir hız müşürü ile hissedilir ve

pistonun üzerine işleyen hidrolik basınç değiştirilir. Araç durduğu veya düşük hızlarda sürüldüğünde direksiyon

eforunu azaltmak için hidrolik basınç arttırılır. Yüksek hızlarda ise daha az efor gerektiğinden basınç azaltılır.

Şekil 92. Araç Hızını Hissedici Tip Elektronik Kontrollü Hidrolik Direksiyon Sistemi.

8.3.1. Motor Devir Hissedici Tip

Hidrolik direksiyon pompalarının çoğu, pompanın dönme devrini hesaba katmaksızın dişli kutusuna sabit bir

hacim hidrolik gönderir. Ancak Şekil 93’de görüldüğü gibi motor devir hissedici tip pompalarda hidroliğin

hacmi belli bir devrin üstünde azalır, böylece piston üzerine daha az bir basınç uygulanır.

Şekil 93. Motor Devrini Hissedici Tip Elektronik Kontrollü Hidrolik Direksiyon.

Bir arıza olup hidroliğin pompadan direksiyon kutusuna akışı kesildiğinde, sürücü direksiyonu manuel olarak da

çevirebilmelidir. Eğer tahrik kayışı kopar veya hidrolik sistemde bir kaçak meydana gelirse direksiyon

sistemindeki hidrolik takviye ortadan kalkacak ve direksiyonu çevirmek için daha fazla efor gerekecektir. Ancak

bütün bu arızalar direksiyonun döndürülmesine engel olmayacaktır.

8.4. Servotronic Hıza Bağlı Elektronik Kumandalı Hidrolik Direksiyon

Servotronic, hızdan bağımsız elektronik kumandalı hidrolik direksiyondur. Şekil 94’de servotronic hıza duyarlı

hidrolik direksiyon sisteminin araç üzerinde yerleşimi gösterilmiştir. Modern teknoloji ürünü elektronik yapısı

ile aşağıdaki durumlara çözüm sağlar. Park ve manevra yaparken dahi daha az güç harcayarak direksiyon

hakimiyeti araç hızı artıkça, servotronic sistem sürücünün hoş bir sürüş keyfi ve tekerlek üzerindeki etkin

manevra güçleri hakkında doğrudan bilgi almasını sağlar.

Şekil 94. Servotronic Hıza Duyarlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Araç Üzerindeki Yerleşimi

8.4.1. Çalışması

Servotronic kumanda ünitesi, elektrikli araç hızı sinyalini elektronik hız göstergesinden alır. Kumanda ünitesi

sinyalleri değerlendirir, işler ve elektronik sinyaller şeklinde servotronic sistem solenoidine gönderir. Servotronic

valf araç hareket halinde iken tepki kuvvetlerini kontrol eder. Kontağa basıldığında ikaz lambası yanar ve eğer

servotronic sisteminde hiçbir arıza yoksa; araç hızı 5.5 km/h’i geçtiğinde söner. Şekil 95’de servotronic hıza

duyarlı hidrolik direksiyon sisteminin ana parçaları gösterilmiştir.

Şekil 96. Servotronic Hıza Duyarlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Ana Parçaları.

a) Boş konum

Hidrolik yağ merkezi hidrolik pompasından döner valfe akar. Valf içinde, döner valfin bir ucuna bağlı bir

burulma çubuğu bulunmakta olup, diğer uca ise tahrik pinyonu ve kontrol kovanı bağlıdır.

Ek-1 de görüldüğü gibi, araç düz giderken burulma çubuğu, döner valfi ve kontrol kovanını boş konumda tutar.

Yağ hemen sıfır basınçla, kontrol kovanının halka şeklindeki oluğuna akar ve deliklerden geçerek, döner valfin

kontrol kovanlarına girer. Döner valf içindeki kontrol kovanlarını ve kontrol pozisyonunu göreceli olarak boş

konumda olup, yalın çalışan silindirin her iki tarafına doğru akmasına ve kontrol kovanının dönüş olukları

boyunca yağ deposuna geri dönmesine olanak sağlar.

b) Araç Hareketsiz Durumda İken Sağa Kilitlenme

Direksiyon sağa çevrildiğinde çevirme kuvvetini desteklemek amacı ile, yağ çalışma silindirinin sol tarafına

verilmelidir. Direksiyon simidinin üzerine etkiyen kuvveti kullanarak burulma çubuğu, döner valfe üsten kontrol

kovanına ve tahrik pinyonuna alttan bağlanmış olduğundan esnekliği çerçevesinde burulur. Döner valf sonra,

deforme olan burulma çubuğu tarafından kontrol kovanının durumuna bağlı olarak burulur. Döner valfin kontrol

olukları, basınçlı yağı serbest bırakarak, çalışma silindirinin sol tarafına doğru akmasını sağlar.

Basınçlı yağ çalışma silindirinin içine akar ve direksiyon hakimiyetine yardımcı olur. Aynı zamanda, döner valf

sağ tarafa olan beslemeyi kapatarak çalışma silindirinin sağ tarafından dışarı, geri dönüş kanalı içine doğru

tazyikler. Direksiyon simidi serbest bırakıldığı zaman burulma çubuğu geri burularak, döner valfin ve kontrol

kovanının boş konuma dönmesine neden olur.

c) Araç Hareketsiz Durumda İken Sola Kilitlenme:

Direksiyon sola çevrildiğinde, basınç altındaki yağ çalışma silindirinin sağ tarafına akmalıdır. Direksiyon

çevirme hareketinin bir sonucu olarak döner valf üzerindeki kontrol olukları, besleme yağını çalışma silindirinin

sağ tarafına akmasını sağlayacak şekilde serbest bırakır. Aynı zamanda, kontrol olukları sol tarafa olan

beslemeyi kapatır ve çalışma silindirinin sol tarafındaki geri dönüş kanalını açar.

d) Araç hızı artıkça

Araç hızı artıkça, (Şekil 97 ) manevra kuvvetleri, hidrolik tepkime tarafından tedrici olarak artırılır. Servotronic

kumanda ünitesi, hafızaya en son yüklenen seyahat hızını sinyaller şeklinde elektronik hız göstergesinden alır.

Kumanda ünitesi, sinyali değerlendirerek, elektronik akım sinyalleri şeklinde servotronic solenoidine gönderir.

Araç hızı yaklaşık 20 km/h’ in üzerine çıktığında, servotronic solenoid, tepkime kanallarını, tepkime odalarına

açar ve yağ, geri tepme pistonunun alt ve üstünden odalara akar. İç tarafta, geri tepme pistonu bir eksenel bilyalı

kılavuz vasıtası ile döner valfe ve dış tarafta bir eğimli levha ile kontrol kovanına bağlıdır. Basınç tepkime

odasının bir tarafında yükseldiği zaman, geri tepme pistonuna bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvet, dönüş yönüne

bağlı olarak, direksiyona uygulanan manevra kuvvetine karşı, araç hızına bağlı olarak döner valfe etkime yapar.

Şekil 97.

Servotronic Hıza Duyarlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Araç Hızı Arttığındaki Konumu.

e) Ortalama hızla giderken, direksiyonun sağa çevrilmesi

Şekil 98’de görüldüğü gibi araç hızı, sinyaline bağlı olarak servotronic solenoidi açılır. Geri tepme pistonunun

üzerindeki, tepkime odasındaki basınç, yağ basıncı, sağa dönüş için çalışma silindirinin basınçlı tarafından çek

valfin üzerine aktığından yükselir. Sola dönüş için, çalışma silindirinin basınçsız kısmı tarafından çek valfin

üzerine uygulanan bir geri dönüş akımı basıncı bulunduğundan, geri tepme pistonunun altında bir basınç

yükselmesi olamaz. Piston altındaki kısma deliği boyunca bir basınç düşmesi oluşur. Basınçtaki düşmenin bir

sonucu olarak, geri tepme pistonu aşağı doğru hareket eder ve eğimli yüzey boyunca, döner valfe, manevra

hareketinin ters yönünde çalışan bir kuvvet uygular. Döner valf, çalışma silindirine olan basıncı düşürür. Çalışma

silindirinin içinde daha düşük bir basınç bulunduğundan, direksiyon simidinin üzerindeki çalışma kuvveti

yükselir.

Şekil 98. Servotronic Hıza Duyarlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Orta Hızlarda Sağa Dönüş Konumu.

f) Yüksek Hızlarda Giderken, Direksiyonun Sola Çevrilmesi

Servotronic solenoidi tamamen açıktır. Şekil 99’de görüldüğü gibi direksiyon sola çevrildiğinde, geri tepme

pistonunun altındaki tepkime odasındaki yağ basıncı, sola dönüş çek valfinin kapalı, sağa dönüş çek valfinin de

açık olması nedeni ile yükselir. Geri tepme pistonu döner valf üzerine, saat yönünde bir kuvvet uygular. Döner

valf çalışma silindirine uygulanan basıncı düşürür ve direksiyon simidinin üzerindeki çalışma basıncı yükselir.

Araç yaklaşık 190 km/saat hızla giderken, tepki sınırlama valfi açılır ve böylece maksimum geri dönüş basıncını

belirler.

Şekil 99. Servotronic Hıza Duyarlı Hidrolik Direksiyon Sisteminin Yüksek Hızlarda Sola Dönüş Konumu.

8.4.2. Servotronic Kumanda Ünitesi

Servotronic sistem kumanda ünitesi; tepki basıncını kontrol etmek üzere hızdan bağımsız bir kontrol akımı üretir

ve servotronic sistem ikaz lambasını yakıp söndürür. Kumanda ünitesi, en son hız sinyalini hız müşüründen alır,

kontrol eder ve elektronik sinyal şeklinde ürettiği kontrol akımını servotronic solenoidine gönderir. Eğer araç

giderken hız göstergesi sinyali bozulursa, hidrolik direksiyon kontak kapatılana kadar son belirlenmiş kontrol

bölgesinde kalır. Hız göstergesi sinyalinin olmadığı zamanlarda, motor çalıştırıldığında direksiyon hafifliği

sürüşte yine devam eder (tepki yok). Eğer kumanda ünitesi voltaj kaynağı bozulursa hidrolik sistem çalışmaz.

8.4.3. Servotronic solenoid

Şekil 100’de görülen solenoid valfi, elektromanyetik olarak çalışan bir iğneli valftir. Kumanda ünitesinden gelen

elektrik sinyalini hidrolik parametrelere çevirir. Solenoidin içinde diyafram yay kuvvetine karşı manyetik bobin

içinde akan akım tarafından hareket ettirilen bir iğneli valf bulunmaktadır. İğneli valf kısma deliğinin kesitini

değiştirerek tepkime odalarının içindeki yağ basıncını belirler. Araç hızı 20 km/h altına düştüğünde, kısma

deliği kapanır. Yani daha yüksek akım ve maksimum hidrolik yardım oluşur. Yaklaşık 20 km/saatten yüksek

hızlarda akım akışı hıza bağlı olarak azalır ve böylece kısma deliği daha fazla açılmış olur. Hız akım akışı

olmadığı zaman valf tamamen açıktır.

Şekil 100. Servotronic Selenoidi.

8.4.4. Servotronic Sistem İkaz Lambası

Şekil 101 Servotronic Sistem İkaz Lambası.

Şekil 101’de görülen ikaz lambası servotronic sistemin elektrik ve elektronik elemanlarını kontrol eder. Kontağa

basıldığı zaman yanar ve araç hızı 5.5 km/h’in üstüne çıktığında tekrar söner. Lamba sönmezse ve seyahat

süresince yanık kalırsa arızalı olduğunu belirtir.

8.5. PPS Hıza Duyarlı

Geliştirilmiş hidrolik direksiyon aracın hızı ile uyum içinde direksiyon simidinin dönmesi için istenen direksiyon

eforunun kontrolünde, bir hidrolik direksiyon kompüteri kullanılır. Uygun direksiyon sürüşü elde etmek için araç

hızı düşük olduğu zaman daha az direksiyon eforu olması istenir ve araç hızının artışında ise daha sert direksiyon

eforu gerekir. Direksiyon eforunu değiştirmenin iki metodu vardır. Biri hidrolik piston üzerine uygulanan

hidrolik basıncı bypass ederek direksiyon eforunu değiştiren geliştirilmiş hidrolik direksiyon ve diğeri kumanda

valfı içindeki burulma milinin çeşitli bükülme torkları ile direksiyon eforunu değiştiren yeni geliştirilmiş hidrolik

direksiyondur.

Şekil 103. PPS Hıza Duyarlı Hidrolik Direksiyon Sistemi.

8.5.1. Çalışması

Kumanda valfi direksiyon simidinin dönme miktarı kadar açılır, hidrolik yağ kumanda valfı yolu ile yağ

pompasından hidrolik silindirinin içine girer. Hidrolik yağ hidrolik piston üzerine işler ve direksiyon eforuna

yardım eder. Direksiyon sağa veya sola döndürüldüğünde, hidrolik piston üzerine işleyen hidrolik basıncın yönü

kumanda valfı ile değişir. Direksiyon eforunun değişmesi de bir yağ geçidinin hidrolik pistonun sağ ve sol

odalarının birleştirilmeleri ile donatılmıştır. Şekil 104 de görüldüğü gibi yağ geçidinin ölçüsü, selenoid valfın

çalışması ile düşük hız sırasında kısıtlanmıştır. Bu geçidin ölçü değişimi yağ geçidi içindeki hidrolik yağ akışının

miktarını değiştirir, böylece hidrolik piston üzerine işleyen hidrolik basınç değişir ve pistona uygulanan yardım

kuvvetini artırır veya azaltır; düşük hızda bypass devresi kapalıdır, bu yardımın miktarını artırır. Hız artar ise

bypass devresi açılır ve yardımın miktarı da azalır.

Şekil 104. Düşük Hızda Sistemin Çalışması.

Hız müşiri

Hız müşiri hız göstergesinin içine yerleştirilmiştir ve hız gösterge kablosunun dönmesi ile sık sık açılıp kapanan

bir anahtardan ibarettir. Hız müşirinin aşağıdaki iki tipi kullanılır.

a) Sinyal Jeneratörü Tip

Hız gösterge kablosu üzerinde dönen mıknatıslar vardır ve mıknatısların meydana getirdiği manyetik alan sinyal

jeneratörünün açılıp kapanmasına neden olur. Sinyal jeneratörünün bir ucu şasi ve diğer ucu da voltajı açıp

kapatan bir anahtara bağlıdır. Böylece anahtarın açılıp kapanması ile bir sinyal meydana gelir. Şekil 105’de

görüldüğü gibi aracın hızı arttığında, aynı zamanda meydana gelen sinyal sayısı artacaktır.

Şekil 105. Sinyal Jeneratörünün Araç Hızına Bağlı Ürettiği Sinyaller.

b) Fotosel Tip

Şekil 106 Fotosel Tip Hız Müşiri.

Hız gösterge tablosu üzerine dönen yarık Şekil 106 de görüldüğü gibi bir disk vardır ve fotosel, yarık diskin

dönmesi esnasında parlak kısmın sık sık açılıp kapanması ile oluşur. Bu devreye voltaj uygulandığında, fotosel

bu akımı açıp kapatarak istenilen sinyalleri üretir. Hız gösterge kablosunun her bir turunda 20 sinyal meydana

gelir. Böylece bu sinyallerin l/5'i aracın hız sinyalini meydana getirir. Aracın hızı artığında, sinyallerin sayılarında da

artış meydana gelir.

Hidrolik direksiyon ECU’ su

Bu kompüter selenoid valfın kontrolünde kullanılır. Kompüter aracın hız müşirinden aldığı araç hız sinyallerine göre

selenoid valfe kontrol sinyalleri gönderir. Hidrolik direksiyon kompüterinden çıkan sinyaller, (Şekil 107 da görülen)

araç hızına göre 250 Hz' lik frekans sinyalleri ile hız oranını değiştirir. Böylece çeşitli ortalama voltaj (akım ) ile bir sinyal

meydana gelir.

Düşük Hız Düşük Hız Oranı Düşük Voltaj (akım)

Yüksek Hız Yüksek Hız Oranı Yüksek Voltaj (akım)

Şekil 107 Araç Hızına Göre Voltaj Değişimi.

Selenoid Valf

Selenoid valf (Şekil 108 da görülen) dişli kutusuna monte edilmiştir ve hidrolik silindirin bypass geçitlerinin

ölçülerinin değiştirilmesinde kullanılır. Selenoid valfin spoolu, valf hidrolik direksiyon kompüterinden çıkış

sinyalleri ile güçlendirildiği zaman çekilir. Çıkış sinyallerinin hız oranı araç hızındaki değişimler kadar değişir,

değişme voltajda da meydana gelir ve manyetik kuvvet değişimi aracın hızına göre bobin içinde meydana gelir.

Bu nedenle spool'un itilme miktarı; araç hızındaki değişim ve yağ geçitlerinin ölçüsü oranında değişir.

Düşük hız: Manyetik kuvvet zayıf. ......... Küçük spool hareketi

Yüksek hız: Manyetik kuvvet güçlü ....... Büyük spool hareketi.

Şekil 108. Selenoid Valf.

Elektrikli Pompa

Hidrolik direksiyon pompaları bazı durumlarda yetersiz kalmaktadır. Otoyolda hızla yol alındığında ve

direksiyonun pek az bir takviyeye gereksinimi olduğunda dahi pompa bütün hızıyla çalışmaktadır. En çok

takviyeye gerek duyulan park manevralarında ise; motor düşük devirlerde çalışacağından, pompada yavaş

dönmektedir. Motor kasnağından güç alan pompanın güç çıkışının gereksinime göre ayarlanmasının pratik bir

yolu bulunmadığından, tasarımında bazı fedakarlıklar yapılmaktadır. Bu sorunun çözümü için geliştirilen bir

yaklaşımda pompanın bilgisayar tarafından kontrol edilen bir elektrik motoru ile çalıştırılmasıdır. Sistem

yalnızca yakıt ekonomisini geliştirmekle kalmayıp, yerden tasarruf sağlamakta, gürültüye neden olan kayış

aksamını ortadan kaldırmakta, direksiyon tepkisini geliştirmekte ve manevraları çabuklaştırmaktadır.

Sistem motor/pompa aksamını, güç kontrol ünitesini, direksiyon sensörünü ve sinyalleri kontrol eden mikro-

işlemciyi içermektedir. Pompanın yapısı ise konvansiyonel tiplerin aynısıdır. Pompanın etrafında bulunan

elektrikli ısıtıcı soğuk havalarda yağı ısıtarak performansın düşmesini önlemektedir. Isı derecesi hakkındaki

bilgiler bir termistör aracılığı ile elde edilmektedir. Soğuk havalarda yapılan ilk çalıştırmada bilgisayar 5 dakika

süreyle ısıtıcının rölesini şaselemektedir. Direksiyon milinde bulunan photo-coupler ve 60 delikli plaka, birlikte

çalışarak direksiyon aktivitesini bildiren sinyaller göndermektedir. Kontrol ünitesi bu bilgilerle beraber hız

sensöründen gelen verileri pompa basıncını düzenlemekte kullanmaktadır. Bilgisayar; yüksek hız, şehir dışı,

viraj ve şehir içi olmak üzere dört durumlu bir program uygulamaktadır. Her durumda farklı oranlarda basınç

sağlamakta olup geçişler fark edilmedin yapılmaktadır. 10 km/saat hızın altında hiçbir direksiyon verisi olmadığı

takdirde çalışma oranı sıfırlanmakta ancak tekerlekler hareket etmeye başladığında %100 güç oranı derhal

sağlanmaktadır. Sistemde bir arıza meydana geldiğinde ön panelde bulunan uyarı lambası yanmaktadır. Pompa

motorunun çektiği akım 10 saniye için 100 amperi aştığı takdirde sistem durmaktadır. Akımın 9 voltun altına

düştüğü durumlarda ekonomi amacı ile takviye kademeli olarak azaltılmaktadır. Hız sensörü sinyalinin

alınmaması halinde ise takviye oranlaması dondurulmaktadır.

8.6. EMPS (Elektronik kontrollü direksiyon)

Şekil 109. EMPS (Elektronik Kontrollü Direksiyon) Şematik Resmi.

Şekil 109’ da görülen sistem ABS elektronik kontrol ünitesi ve kumandası ile birlikte çalışmaktadır. EMPS

elektronik kontrol ünitesi temel olarak ABS elektronik kontrol ünitesinden alınan araç hız sinyallerine ve motor

elektronik kontrol ünitesinden alınan devir sinyallerine göre yardımcı güç üretmek için direksiyon kolunu

üzerinde bulunan doğru akım motorunu kumanda eder.

Tork müşiri burulma çubuğunun burulma miktarını hisseder. Burulma çubuğuna etkiyen torku hesaplayarak

elektrik sinyaline çevirir ve çıkış sinyali olarak EMPS elektronik kontrol ünitesine gönderir. Bu sinyalle EMPS

elektronik kontrol ünitesi doğru akım motoruna giden elektrik akımını kontrol eder. Doğru akım motoru EMPS

elektronik kontrol ünitesinden aldığı akımla direksiyon milinin dönüşüne yardımcı güç üretir.

Elektronik kontrol ünite çevresindeki sıcaklığı, sıcaklık müşiri kontrol eder. EMPS elektronik kontrol ünitesi

aşırı ısınmayı algılarsa, doğru akım motoruna giden akımı azaltır.

Bu sistemde Şekil 110’de görüldüğü gibi bir adet doğru akım motoru (DC), EMPS elektronik kontrol ünitesi

(ECU), tork müşiri, ABS kumandası ve ABS elektronik kontrol ünitesi (ABS ECU’ su ), motor elektronik

kontrol ünitesi, EMPS rölesi ve sigortası ve uyarı ışığı bulunmaktadır.

Şekil 110. EMPS (Elektronik Kontrollü Direksiyon) ECU’sunun ve DC Akım Motorunun Yerleşimi.

8.6.1. Doğru akım motoru (DC)

Şekil 111’ de görülen doğru akım motoru EMPS elektronik kontrol ünitesinden aldığı sinyale göre direksiyon

milinin dönüşünü rahatlatmak için yardımcı güç üretir.

Şekil 111. Doğru Akım Motoru.

8.6.2. EMPS elektronik kontrol ünitesi ( EMPS ECU’ su )

Çeşitli müşirlerden, araç hız ve motor devir sinyallerinden alınan sinyallere göre direksiyon kolonu üzerinde

monte edilmiş doğru akım motoruna yardımcı güç üretmek için kontrol eder.

8.6.3. Tork müşürü

Şekil 112’de görülen tork müşürü burulma çubuğunun burulma miktarını hisseder. Burulma çubuğuna etkiyen

torku hesaplayarak elektrik sinyaline çevirir ve çıkış sinyali olarak EMPS elektronik kontrol ünitesine gönderir.

Şekil 112. Tork Müşürü.

8.6.4. ABS kumandası ve ABS elektronik kontrol ünitesi (ABS ECU’ su)

EMPS elektronik kontrol ünitesine araç hız sinyalini gönderir.

8.6.5. Motor elektronik kontrol ünitesi (Motor ECU’ su)

EMPS elektronik kontrol ünitesine motor devir sinyalini gönderir.

8.6.6. EMPS rölesi ve sigortası

Doğru akım motoruna ve EMPS elektronik kontrol ünitesine elektriği tedarik eder.

8.6.7. Uyarı ışığı

Sistemde bir arıza oluştuğunda, gösterge panelinde bulunan uyarı lambası yanar.

Şekil 113. EMPS (Elektronik Kontrollü Direksiyon) Araç Üzerinde Yerleşimi.

9. HİDROLİK DİREKSİYON SİSTEMLERİNDE ARIZACILIK

Direksiyon sistemi kontrol edilirken; direksiyon sistemi ve ön tekerlekler, süspansiyon, akslar ve şasi arasında ki

yakın ilişki unutulmamalıdır. Bu nedenle ortaya çıkacak problemler sürücüye direksiyon sisteminden gibi görünse

bile süspansiyon sistemi içindeki problemler arızanın asıl sebebi de olabilmektedir. Bu nedenle karar vermeden önce,

direksiyon sistemi içinde yer alan problemleri göz önüne almak ve diğer bütün olası nedenleri kontrol etmek bize

zaman ve efor tasarrufu sağlayacaktır. Hidrolik direksiyon sistemlerinde oluşabilecek arızalar, muhtemel sebepleri

ve tamir yöntemleri aşağıdaki tablolarda gösterilecektir. Bu arızalar mekanik direksiyon sistemlerindeki

arızalarla benzerlik göstere bilirler. Aşağıda bütün arızalar da verilecektir.

Direksiyon simidinin yukarı ve aşağı, sola ve sağa, ileri ve geri hareketi ve direksiyon simidinin ana mil

üzerindeki bağlantısının iyi olup olmadığının kontrolü, ana mil bilyalarının gevşek olup olmadığı ve direksiyon

kolonunun bağlantılarının sıkılığının kontrol edilmesidir, araç üzerinde yapılan kontrollerdir.

9.1. Aşırı Direksiyon Simidi Boşluğu

Direksiyon sisteminde birçok mafsal olduğundan, çok az bir boşluk olması beklenir. Bu nedenle, direksiyon

sistemindeki parçaların gevşemesi ve mafsalların aşınması sonucunda oluşan aşırı bir boşluk aracın yolda

gezmesine ve bir tarafa gezmesi ne sebep olacaktır. Bu da

lastiklerde anormal aşıntılara ve titreşimlere neden olacaktır.

9.1.1. Direksiyon simidi boşluğunun kontrolü

Araç düz sürüş konumunda iken, direksiyon simidi hafifçe döndürüldüğünde ön tekerlekler döner. Fakat ön

tekerleklerin tam dönmesi için yeterli değildir. Bu esnadaki direksiyon simidi hareketinin miktarına direksiyon

simidi boşluğu deyebiliriz. Kabul edilebilir boşluk limiti araç modeline göre değişiklikle birlikte 30 mm' den

daha fazla değildir. Eğer boşluk fazla ise, buna aşağıda yazılı arızaların biri veya birkaçı neden olabilir.

· Direksiyon simidi somunu yetersiz sıkılıkta

· Direksiyon dişlisinin aşınması veya yanlış ayar

· Aşınmış bağlantı mafsalları

· Gevşek konsol bağlantıları

· Gevşek tekerlek bilyaları

· Gevşek ana mil mafsalları

9.1.2. Direksiyon bağlantılarının gevşekliğinin kontrolü

Aracın önü krikodayken, ön tekerleklerin ileri geri ve yandan yana hareket ettirilerek kontrol edilir. Eğer aşırı

boşluk varsa bağlantılar veya tekerlekler muhtemelen gevşemiştir.

9.1.3. Tekerlek bilyası gevşekliğinin kontrolü

Aracın önü krikoda iken, tekerleğin her birinin üstünden ve altından tutarak sallanması ile gevşekliği kontrol

edilir. Eğer herhangi bir gevşeklik bulursa, muhtemelen süspansiyon kolu burçlarında, rotillerde ve tekerlek

bilyalarında aşınma mevcuttur. Boşluğu ayak freni uygulandıktan sonra tekrar kontrol edildiğinde boşluk

azalmışsa, problem tekerlek bilyalarından başka bir yerden geliyor demektir. Eğer boşluk tamamen ortadan

kalkmışsa boşluğun nedeni tekerlek bilyaları demektir.

9.2. Sert Direksiyon

Tabloda sert direksiyon arıza kontrolleri ve bakım ve onarım yolları verilmiştir.

Tablo Sert Direksiyon Arıza Tablosu.

9.2.1. Ortaya çıkan arızalar

a) Aracın önü krikoda iken, direksiyon dişli ve direksiyon bağlantılarını ayırarak, her bir parçanın ayrı ayrı

kontrolüne müsaade eder. Eğer direksiyon kutusu çalışması sertse; direksiyon dişlisinde bir arıza, ön yükleme

ayarında yanlışlık, yağ veya gres azalması, bilya veya burçlarda bir arıza olmasına neden olur.

b) Direksiyon çolak kolu ve bağlantısını ayırarak, çolak kol çevrilir. Eğer ağırsa, rotiller veya king-pim

arızalıdır.

c) Aşırı kaster de muhtemelen sert direksiyona neden olacaktır.

9.3. Yolda Gezme

Yolda gezmenin anlamı; aracın yönlendirildiği istikametin dışına çıkma eğiliminde olmasıdır. Bu oluştuğu

zaman, aracın arzu edilen yönde gitmesi için sürücünün direksiyon sürekli düzeltmeye çalışması gerekir.

Direksiyon bağlantılarının gevşekliğinin kontrolü dikkatlice şu şekilde yapılmalıdır:

a) Aracın önü krikodayken, ön tekerleklerin ileri geri ve yandan yana hareket ettirilerek kontrol edilir. Eğer

onlarda aşırı boşluk varsa, bağlantılar veya tekerlek bilyaları muhtemelen gevşemiştir. Aracın önü krikodayken

direksiyon dişlisi ve direksiyon bağlantılarını ayırarak, her bir parçanın ayrı ayrı kontrolünü yapın. Eğer

direksiyon kutusu çalışması sertse; direksiyon dişlisinde bir arıza, ön yükleme ayarında yanlışlık, yağ veya gres

azalması, bilya veya burçlarda bir arıza olmasına neden olur.

b) Tekerlek bilyası gevşekliğinin kontrolü: Aracın önü krikoda iken, tekerleğin her birinin üstünden ve altından

tutarak sallanması ile gevşekliğini kontrol edin. Eğer herhangi bir gevşeklik bulunursa, muhtemelen süspansiyon

kolu burçlarında, rotillerde ve tekerlek bilyalarında aşınma mevcuttur. Boşluğu ayak freni uygulandıktan sonra

tekrar kontrol edildiğinde boşluk azalmışsa problem tekerlek bilyalarından başka bir yerden geliyor demektir.

Boşluk ortadan kalkmışsa boşluğun tamamen nedeni tekerlek bilyaları demektir.

c) Eğer kaster çok küçük veya negatifse veya toe-in veya toe-out aşırı ise, muhtemelen yolda gezme meydana

gelir.

9.4. Normal Sürüş Esnasında Aracın Bir Tarafa Çekmesi

Bunun anlamı şudur; sürücü aracı düzgün bir konumda sürmeye çalışırken aracın bir tarafa aktığı hissedilir. Bu sağ

ve sol tekerlekler arasında dönme dirençleri içinde veya sağ ve sol direksiyon aksları etrafında işleyen momentler

içinde büyük farklılıklar olduğu zaman, aracın bir tarafa çekmesi şeklinde ortaya çıkar. Tabloda normal sürüş

esnasında aracın bir tarafa çekmesi ile ilgili arızalar ve çözüm yolları verilmiştir.

Tablo Normal Sürüş Esnasında Aracın Bir Tarafa Çekmesi Arıza Tablosu.

Eğer sağ ve sol lastiklerin dış çap ölçülerinde bir fark varsa, lastiklerin bir dönüşünde gittikleri mesafe farklıdır.

Bunun sonucunda, aracın ileri hareketinde araçta sağ veya sola doğru çekme hissedilir.

b) Eğer sağ ve sol lastiklerin hava basınçları farklı ise lastiklerin dönme dirençlerinde fark olacaktır, bu da

araçta sağa veya sola doğru çekmeye neden olacaktır.

c) Eğer toe-in veya toe-out aşırı ise veya sağ ve sol kamber veya kasteder arasındaki fark aşırı ise araçta da

muhtemelen bir tarafa çekme olacaktır.

9.5. Direksiyon Simidinin Titremesi

Direksiyon simidinin titremesi, ön tekerlekleri balanssızlık nedeniyle oluşturduğu vibrasyonun (titreşimin)

direksiyon simidini dönme yönünde hareket ettirmesidir. Yüksek hızlarda ortaya çıkan vibrasyonlar da titreme

olarak nitelendirilir. Tabloda direksiyon simidinin titremesi durumunda meydana gelebilecek arızalar ve çözüm

yolları verilmiştir.

a) Düzensiz lastik aşıntılarına, direksiyon sistemi veya süspansiyon içindeki arızalar neden olabilir. Eğer

titreme lastik değişikliğinden sonra kalkar ise de kontrole devam edilir.

b) Muhtemelen aşırı kaster de titremeye neden olur. Sağ ve sol tekerlekler arasındaki, aşırı toe-in veya toe-out,

aşırı kamber veya düzensiz kamberde titremeye neden olur.

9.6. Direksiyon Darbesi

Direksiyon darbesinin anlamı şudur; ön tekerlekler yol içindeki bir engelle karşılaştıkları zaman oluşan

darbelerin direksiyon simidini sarsmasıdır. Hafif bir darbe normaldir, fakat aşırı darbe çok dikkatli bir şekilde

incelenmelidir. Tabloda direksiyon darbesi arızaları ve çözümleri verilmiştir.

10. HİDROLİK DİREKSİYONLARIN ARAÇ ÜSTÜ KONTROLLERİ

Şekil 114’de hidrolik direksiyonun araç üzerinde kontrolünün nasıl yapılacağını ifade etmek ve yol göstermek

amacı ile verilmiştir.

Şekil 114. Hidrolik Direksiyonun Araç Üzerinde Kontrolü.

10.1. Hidrolik Yağ Seviyesinin Kontrolü

a) Aracı düz bir zeminde tutun.Şekil 115’ de hidrolik yağ seviyesi kontrolü gösterilmiştir.

Şekil 115. Hidrolik Yağ Seviyesi Kontrolü

b) Hidrolik yağ sıcaklığının yükseltilmesi: Motor 1000 dev/dak veya daha az bir devirde rölanti de çalışırken, direksiyon

simidini tam sağa ve tam sola birkaç kez döndürerek hidrolik yağ sıcaklığının yükselmesini sağlayın.

c) Yağda köpürme ve renk değişikliği kontrolü; Köpürme ve renk değişikliği sistemde hava olduğunu hem de

hidrolik yağ seviyesinin düşük olduğuna işarettir.

d) Depodaki yağ seviyesinin kontrolü; Yağ seviyesini kontrol edin ve gerekirse ilave edin.

10.2. Rölanti Devri Yükseltme Kontrolü

a) Motoru ısıtın.

b) Klima düğmesini kapatın.

c) Rölanti devri yükseltme kontrolü

Direksiyon simidini tam bir tur çevirin, hava kontrol valfi hortumu valfini sıktığınız zaman motor devrinin

düştüğünü kontrol edin. Hava kontrol valfi hortumunu bıraktığınız zaman motor devrinin arttığını kontrol edin.

10.3. Hidrolik Direksiyon Yağının Değiştirilmesi

a) Aracın önünü kriko ile kaldırın ve sehpaya alın.

b) Depodan geri dönüş hidrolik hortumunu sökün ve hidrolik yağı kabın içerisine boşaltın.

c) Motor rölanti de çalışır iken, direksiyon simidini hidrolik yağ gelinceye kadar tam sağa ve sola çevirin.

d) Motoru stop edin.

e) Yeni hidrolik yağ ile depoyu doldurun.

f) Motoru çalıştırın ve 1000 dev/dak 'ya çıkarın. Bir veya iki saniye sonra, geri dönüş

hortumundan hidrolik boşalmaya başlayınca motoru stop edin.

g) Hidrolik yağ içinden hava gelmeyinceye kadar, 4 veya 5 kez tekrar edin.

h) Depodaki geri dönüş hortumunu takın.

l) Hidrolik direksiyon sisteminin havasını alın.

10.3. Hidrolik Direksiyon Sisteminin Havasının Alınması

a) Deponun hidrolik yağ seviyesinin kontrolü; Hidrolik yağ seviyesini kontrol edin ve eğer gerekiyorsa yağ

ilave edin.

Not: Hidrolik yağ seviyesi, seviye çubuğunun "HOT " sıcak yazan kısmında olup olmadığını kontrol edin. Eğer

yağ soğuk ise seviye çubuğunun "COLD " soğuk kısmından kontrol edin.

b) Motoru çalıştırın ve direksiyon simidini tam sağa ve sola üç veya dört kez çevirin: Motoru 1000 dev/dak 'da

veya daha düşük devirde çalıştırın.

c) Depodaki hidrolik yağda köpürme veya kabarma olmadığının ve motor stop edildiği zaman maksimum

seviyeyi geçmediğinin kontrolü; Motor çalışırken yağ seviyesini kontrol edin. Motoru durdurun ve hidrolik yağ

seviyesini ölçün. Max. yükselme: 5 mm.

Şekil 116. Hidrolik Direksiyon Sisteminin Havasının Alınması.

Elektro-hidrolik Yardımcı Güç Sistemi

Yakıt verimi, günümüz taşıtlarının dizaynında karar verici önemli bir rol oynamaktadır. Bu ayrıca direksiyon

sisteminin dizaynı içinde doğrudur. Her ne kadar yardımcı hidrolik güçlü direksiyon, normal direksiyon

sistemlerine göre sürücüye birçok avantaj sağlasa da yakıt sarfiyatı alanında bazı dezavantajları bulunmaktadır.

Çünkü kayış tahrikli bir yardımcı hidrolik güçlü direksiyon sistemi motordan tahrik almaktadır. Hidrolik pompa

motordan alınan tahrikle döndürülür ve motor çalıştığı zamanlarda motor üzerinde bir yük meydana getirir.

Mühendisler yardımcı güçlü direksiyon sisteminin avantajlarını korumak ve yakıt sarfiyatı üzerindeki olumsuz

etkilerini azaltmak için yöntemler aramaktadırlar. Burada ilk akla gelen yardımcı hidrolik basıncı oluşturmak

için başka kaynaktan yararlanmaktır. Ancak otomotiv mühendisleri, dizaynda değişiklikler yaparken maliyeti de

göz önünde bulundurmak zorundadır. Buna ek olarak tüketiciler, şu anda güçlendirilmiş direksiyon sistemlerinde

olan belirli bir hisse alışmaya başlamışlardır. Yardımcı hidrolik güçlü direksiyon sistemlerini kullanan taşıtların

çıkışından 50 sene sonra sürücüler, yönlendirme manevraları yaparken bir direksiyon sisteminin nasıl reaksiyon

göstereceği ile ilgili belirli beklentilere sahip olmuşlardır. Direksiyon simidi, sürücünün taşıtta en çok kullandığı

nesnedir. Dokunma cevabı çok önemlidir ve her zaman sürücüden önce gelir.

Taşıtın motor kaputunun altı çok sıkışıktır ve yer azlığı vardır. Bu yüzden dizayn mühendisleri her zaman

alandan ve ağırlıktan kazanmanın yollarını aramaktadır.

Elektrohidrolik yardımcılı güç sistemi ( EHPS ) olarak bilinen bir sistemtir ( Şekil 1 ).Bu sistem EHPAS olarak

da bilinmektedir. EHPS veya EHPAS bir

12V ‘luk doğru akım motoru, hidrolik güçlendirme pompası ve bir klasik kremayer ve pinyon dişli biriminden

oluşmaktadır ( Şekil 2 ).EHPS sistemi ayrıca bir resirküle bilyalı direksiyon sistemi ile de kullanılabilir. Elektrik

motoru elektronik olarak çevrildiği için fırçalar bulunmamaktadır. Çünkü hidrolik pompayı tahrik etmek için

motorda elektrik kullanılmaktadır.42V elektrik sistemi devreye girdiğinde, EHPS motorlardaki değişim için

hazır olacaktır. Birçok hibrit SUV ‘da ve pick-up kamyonlarda 2004 ve 2005 yılında kullanılacaktır ve EHPS bu

birimlerde daha hassas olabilir.

Şekil 1: EHPS sistemi hidrolik basınç oluşturmak için bir elektrik motoru tarafından döndürülen hidrolik

pompaya sahiptir. Rezervuar, motor ve pompa bir arada veya ayrı yerlere konulabilir.

Şekil 2: Ehps Sisteminde Farklı Parçaların Şematik Gösterimi

EHPS sistemi, kayış tahrikli yardımcı hidrolik güçlü direksiyon sistemine göre birçok avantaja sahiptir.

Çünkü hidrolik pompa uzun süre kayışla tahrik edilemez. Güç paketi, motor kaputunun altında herhangi bir

yere konularak hidrolik hatlar, kremayer ve pinyon dişli sistemine bağlanabilir. Elektrik motorunun

beslenmesi için gerekli olan güç aküye olan elektriksel bağlantılarla sağlanır. Bu sistemin soldan veya

sağdan direksiyonlu olarak kullanılması daha kolaydır. Güç paketi, bir taşıtın mevcut direksiyon dişlisi

ile de kullanılabilir ve bu yüzden sistemde çok az değişiklik gerektirir ( Şekil 3).

Elektrik motoru, hidrolik pompa ve sıvı rezervuarın kayış tahrikli hidrolik sistemde olduğu gibi aynı

pozisyona konulması mümkündür, fakat kayış ve kasnak olmadan. Bu metot fazlaca yeniden dizayn

gerektirmez. Bazı durumlarda EHPS güç paketi, daha önce hidrolik pompanın kapladığı alana konulabilir.

EHPS sistemiyle, kayış tahrikli yardımcı hidrolik güçlü direksiyon sistemine göre yakıt ekonomisinde %4

‘lük bir iyileşme elde edilir. Bu güçlendirme pompasında parasitik kayıpların düşürülmesinden dolayıdır.

Güç paketi, düz yolda sürüş boyunca daha düşük hızlarda çalışarak enerjiyi korumaktadır.

Şekil 3: Motoru, pompası ve rezervuarı kremayer üzerine konulmuş bir ehps sistemi.

Sürücü direksiyon simidini döndürmeye başladığında elektrik motoru direksiyon mili üzerine konulmuş

sensörden bir sinyal alır ve motor hızlanır. Böylece artan hidrolik basınç kremayerde hidrolik silindire

gönderilir ( Şekil 4 ).

Şekil 4: EHPS sisteminin şeması.

Elektrik motoru, hidrolik pompa ve rezervuardan oluşan güç paketi değişik bölgelere konulabilir ve iki tane

hidrolik hattıyla dişi kutusuna bağlanabilir. Güç paketi aküye her zaman bağlı olarak bulunmaktadır.

Her ne kadar, şu ana kadar çoğu EHPS birimi kremayer ve pinyon dişli sistemi kullanmışsa da General Motors

paralel hibrit kamyonunda resirküle bilyalı bir EHPS sistemi kullanmıştır. Bu taşıt 42V ‘luk entegre bir starter

alternatörü ( ISA ) kullanmaktadır ve bu yüzden dört tekerlekten çekişli pick-up’ı yönlendirmek için gereken

gücü elektrik enerjisi oluşturmaktadır. Hidrit kamyonun orijinal kayış tahrikli hidrolik pompası, bir elektrik

motoru ve rezervuarlı bir EHPS ayrıca şu anda üretilen bazı elektrikli taşıtlarda kullanılmaktadır. Ford’un

elektrikli Ranger pick-up’ı Delphi Saginaw EHPS ile donatılmaktadır. Birçok Avrupa otomobilinde EHPS

kullanılmaktadır. Tablo 1’te gösterildiği gibi bu taşıtların dördü de bir diğeri ile benzer olan fakat belirli

farklılıkları olan sistemleri kullanmaktadır. EHPS sisteminin kullanımı paketlemede çeşitliliğe izin verir.

Elektrikli Direksiyon

Her ne kadar bir elektrohidrolik yardımcı güçlü direksiyon sistemi biraz yakıt tasarrufu sağlasa da elektrikli

sistemde maksimum yakıt tasarrufu hiç hidrolik kullanılmadığında elde edilir. Yardımcı güç olarak %100

elektrik gücünü kullanmak için elektrik motorundan yararlanılır.

“ Elektrik yardımcılı direksiyon sistemi “ EPS, sürücüye taşıtın yönlendirilmesinde yardımcı olarak bir

elektrik motoru kullanır. Direksiyon simidi bir direksiyon miliyle yönlendirme çubuğuna bağlanmıştır.

Buna uygun terim aslında “ elektrik gücünü yardımcı güç olarak kullanan direksiyon sistemi (EPAS) dir

“.Gelecekte, belki de elektrikli direksiyon sistemi terimi, direksiyon simidi ile tekerlekler arasında hiçbir

mekanik bağlantısı olmayan sistemler için kullanılacaktır. Günümüzde, böyle bir sistem steer-by-wire olarak

bilinmektedir ve bazen direksiyon sistemiyle beraber fren sistemi gibi diğer sistemleri de içermesiyle X-by-wire

olarak adlandırılır. Önümüzdeki on yıl içerisinde, Kuzey Amerika ‘da ise önümüzdeki birkaç yıl içerisinde

üretim bandında olacağı beklenmektedir.

Sürücüler

Orta boyut sınıfındaki taşıtlarda hidrolik sistem motorun gücünü azaltır ve motor üzerinde yük oluşturur.

Ancak, şu zamana kadar yardımcı elektrik güçlü direksiyon sistemlerinin maliyeti çok yüksek olmuştur.

Delphi Otomotiv, sütuna monte edilen EPAS’ın taşıtın yakıt ekonomisine %5 ‘lik katkı sağladığını

belirtmektedir.2001 model VW Lupo, Delphi E- Direksiyon Sistemi ile donatıldığında 3L TDI motoruyla

3L/100 km yakıt ekonomisine erişmektedir. EPAS sisteminin çeşitlerinin etkisi taşıtın boyutlarına bağlıdır.

Daha büyük taşıtlarda yakıt ekonomisi %15’den daha fazla olabilir.

Elektronikteki gelişmelerle, özellikle sensörler ve kontrolörler alanındaki, elektrikli direksiyon için uygun

koşullar sağlanmaktadır. Daha iyi elektronikle dizayn mühendislerinin elektrikli direksiyonların geri

dönebilme karakteristiklerini arttırması sağlanmıştır.

En önemli kavramlardan biri de hidrolik sistemle karşılaştırıldığında sürücü için tekerlek hissi olarak

adlandırılan kavramdır. Yeni elektronik aygıtlarla, taşıt dizayn mühendisleri, uıygun his veya direksiyon

karakteristiklerine erişmek için süspansiyon alanında yapmak zorunda olmaları ortadan kalkmıştır.

Tork sensörünün geliştirilmesi EPAS ‘ın uyarlanmasının gerçeğe daha yakın olmasını sağlamıştır. Bu

sensör, sürücünün girişini direksiyon simidinde tüm doğrultularda ve dönme oranlarında ölçer. Bu bilgi

elektronik devrelere gönderilir ve elektrik motorundan yapılacak yardımın miktarı belirlenir. Elektronik

devreler veya bilgisayar modülü yardımcı gücü verecek motor çıkışını kontrol eder.

EPAS sistemi kullanıldığında klasik kremayer ve pinyon dişli sistemine göre yaklaşık olarak

3,5 kg’lık bir ağırlık tasarrufu sağlanmaktadır.Ancak , elektrikli direksiyon sistemi resirküle bilyalı sistemde

kullanılırsa ağırlıktan daha fazla tasarruf edilebilir.Bir resirküle bilyalı dişli birimi 12,8 kg ‘dır. Bu ağırlığın

tümü olmasa da resirküle bilyalı direksiyon dişlisinin değiştirilmesi ile ağırlık tasarrufu yapılabilir. Çünkü

EPAS bileşenleri ve bir kremayer ve pinyon dişli sisteme eklenmek zorundadır. Fakat 3,5 kg ’den fazla

tasarruf gerçekleştirilebilir.

Elektrikli Direksiyon Tipleri

Yardımcı elektrik güçlü direksiyon sistemlerinin, kremayer ve pinyon direksiyon sistemi kullanan dört tipi

geliştirilmektedir ( Şekil 5 ) :

• Sütun tipi. Elektrik motoru, direksiyon sütununun üzerine monte edilmiştir.

• Pinyon tipi. Elektrik motoru, pinyon dişlinin kremayer ile temas ettiği dişli kutusuna monte

edilmiştir.

• Çift pinyon tipi. Bu kurulumda kremayeri hareket ettiren iki pinyon dişli bulunmaktadır. İkinci

pinyon diğerinden uzağa konulmuştur ve üzerindeki elektrik motoru ile güç yardımı yapmaktadır.

• Kremayer tipi. Elektrik motoru doğrudan kremayere veya bazen kremayere eş merkezli olarak

monte edilir. Çünkü bu tip kuvvetini kremayerin merkez hattı boyunca uygulamaktadır. Böylece

daha büyük kremayer yükleri taşınabilir.

Şekil 5: Yardımcı elektrik güçlü direksiyon sisteminin dört tipi. Bunların farkı güç yardımı sağlayacak elektrik

motorunun konumlandırılma yerleridir.

Şu anda sütun tipli EPAS taşıtlarda en yaygın olarak kullanılan tiptir ( Şekil 6 ve 7 ).Bunun iki nedeni

bulunmaktadır. Sütuna monte etme sistemin, ufak boyuttaki taşıtlarda kokpitin altına konulabilmesini

sağlar. Elektrik motoru ve ilgili elektronik bileşenleri kaportanın altındaki çevresel koşullardan korumakla

kalmaz aynı zamanda bu taşıtlarda az yer kaplar. EPAS birimli direksiyon sütunu bir modül çerisine

konulabilir ve normal direksiyon sistemindeki direksiyon sütunundan biraz daha içeriye sokulmuş şekildedir.

Şekil 8 ‘de sütuna monte edilen bir EPAS sisteminin şeması görülmektedir. Sistemin bu tipiyle, elektrik

motoru direksiyon sütunu boyunca birçok yere konulabilir. Elektrikli direksiyon sistemi yönlendirme

yardımı sağlamak için bir direksiyon dişlisi, yardımcı mekanizma ve elektronik kontrolörü bir araya getirir.

Şekil 6: Sütuna monte edilmiş EPAS direksiyon birimi

Şekil 7: Sütuna monte edilen EPAS ‘ın bir çeşidi. Bu tiplerde motor , direksiyon sütunu üzerinde herhangi bir

yere konulabilme özelliğine sahiptir.

Şekil 8: Delphi Otomotiv’in yardımcı elektrik güçlü E-Direksiyon direksiyon sisteminin şeması.

Motor, sürekli mıknatıslı fırçasız bir motordur. Böylece en ufak paketleme hacmi elde edilmektedir. En soğuk

havalarda bile EPAS sisteminin ısınmasına gerek yoktur. Standart bir kayış tahrikli yardımcı hidrolik güçlü

direksiyon sistemi kullanıldığında ise soğuk koşullarda motorun ısınma periyodu süresince direnç artar.

Avrupa da yaygın olarak sütuna monte edilen tip kullanılmaktadır. Çünkü bunun paketleme esnekliği vardır

ve yakıt ekonomisinde iyileşme sağlamaktadır. Şekil 9 ve 1 0’de EPAS ’ın sütuna monte edilen tipinin bir

çeşidi görülmektedir.

Şekil 9: Sütuna monte edilmiş bir EPAS Şekil 10: Sütuna monte edilmiş EPAS ’ın

yakından görünüşü

Yeni bir teknolojinin bu sınıftaki taşıtlara uygulanması otomotiv endüstrisinde alışıldık bir durum değildir.

Genel olarak, geniş, lüks taşıtlar yeni teknolojileri ilk olarak alırlar ve ardından bu daha düşük fiyattaki ve

daha küçük taşıtlara iner. Ancak, EPAS konusunda, teknoloji küçük boyuttaki taşıtlar için maliyet

avantajlarına sahiptir. Elektrikli direksiyon teknolojisi daha ağır taşıtlarda uygulanması için biraz daha

ilerlemeye ihtiyaç duymaktadır. Çünkü bunlarda direksiyon sisteminde daha büyük kuvvetler söz konusudur.

Ayrıca, daha geniş, lüks taşıtlarda çok fazla elektrikli donanım olmasından dolayı EPAS sisteminin

14V’luk elektrik sistemini karşılayacak yeterli elektrik gücü yoktur. Kremayerde yüksek yük altında olan

bazı direksiyon sistemleri 80 amperden daha fazlasını çekebilmektedir.14V ve 80 amperde 1120 Watt

gerekmektedir. Maksimum verimi 0,70 olan

14V’luk tipik bir alternatör göz önüne alındığında 800 Watt ’tan daha az güç üretir. Bu özellikle gücün

çoğu alternatörlerin üretimi ile karşılanan geniş, ağır, lüks taşıtlarda doğrudur. Böylece 42V’luk elektrik

sistemi, daha geniş taşıtlarda EPAS sisteminin güç kaynağı problemini çözebilir.

Yıllardır gelişen motor teknolojisi ve yüksek güç çıkışlı motorlarla diğer EPAS sistemlerinin diğer taşıtlara

uygulanması mümkündür. Yardımcı elektrik güçlü direksiyon kavramının ilginç kısmı, sadece sürücü taşıtı

yönlendirdiğinde motorun güç çekmesidir. Bunun dışında motor güç çekmez veya en az gücü çeker. Buna ek

olarak elektrikli direksiyon sistemi aküye bağlanmıştır. Böylece eğer alternatör devre dışı kalırsa, elektrikli

direksiyon dönüşü güçlendirebilir.

Akü, alternatör değil, elektrikli direksiyonun güç kaynağı olabilir. Hafif taşıtlarda ve daha düşük kremayer

yüklerinde sütuna monte edilmiş EPAS sistemi sistem motor rölantide iken 0,5 amper ve ortalama

kullanımda 5 amper çeker. Elektrikli direksiyon motorları öyle bir şekilde dizayn edilmiştir ki, motor

arızalandığında direksiyon simidi döndürülmeye devam edilebilir. Çünkü motor bu durumda direksiyon

simidini kilitlemez.

Şekil 11 ‘de, EPAS sisteminin ihtiyaç duyduğu bazı girişler ve veriler gösterilmektedir. Elektronik devrelerle

sistemin kontrolü ve geri beslemesi ayarlanabilir ve kontrol edilebilir.

Şekil 11: Sütuna monte edilmiş bir EPAS ‘ın blok diyagramı

VİRAJ DENGE DEMİRİ

SIRADAN VİRAJ ÇUBUGU

Viraj çubuğu yardımıyla kaportanın sallanma hareketi azaltılarak aracın virajdaki davranışı iyileştirilir. Viraj

çubuğu U şeklinde bükülmüş bir borudan oluşmaktadır. Viraj çubuğunun orta kısmı taşıcıya dönebilir şekilde

lastik takozlar içinde sabitlenmiştir. Viraj çubuğu bir bağlantı rotu vasıtasıyla doğrudan amortisöre bağlanır

Araç virajdayken virajın dışındaki tekerlek salındığında, viraj çubuğu yardımıyla aksın diğer tarafında bulunan

viraj içindeki tekerleğin zıt yaylanma hareketi azalır.

Arazide araç sürmek

Arazide viraj çubukları ayrılabilir. Ayrılmış olan viraj çubukları sayesinde bir aks üzerindeki tekerlekler

birbirinden bağımsız olarak yukarı ve aşağıya doğru yaylanabilir. Bu sayede aracın arazideki durumu, sürüş

konforu ve yol tutuşu artırılır.

Çaprazlama: Viraj çubuğu ayrılmışken bir akstaki çaprazlama maksimum 60 mm yükselmiştir.

Aşağıdaki örneklerde normal çaprazlamaya ulaşılmış olduğu görülmektedir. Viraj çubuklarının ayrılması ile

maksimum 60 mm lik ek çaprazlamaya ya bir tarafta, yada iki tarafın toplamında ulaşılır. Ayrılabilir viraj

çubuğu çelik süspansiyonlu ve havalı süspansiyonlu araçlar için geçerlidir.