denekler:
- Süspansiyon sisteminin genel çalışması
- McPherson
- Bobin süspansiyonu
- Yay sabiti
- Yaprak süspansiyonu
- Hava süspansiyonu
- Burulma yayı
- Hidropnömatik süspansiyon
Süspansiyon sisteminin genel çalışması:
Süspansiyon sisteminin amacı, yol yüzeyindeki düzensizlikler üzerindeki sürüş hareketlerini mümkün olan en iyi şekilde absorbe ederek sürüş konforunu en üst düzeye çıkarmaktır. Yol tutuşu da süspansiyonu etkiler. Süspansiyon çok esnekse (eski Amerikan arabalarını düşünün), yol tutuşu sert süspansiyonlu bir arabaya göre çok daha kötü olacaktır. Bunun nedeni, çok esnek bir otomobilin geri teptiğinde (örneğin sert fren yaparken veya keskin dönüşler yaparken) yol tutuşunu kaybetmesidir. Yaylı tekerleğe sahip lastiklerin yol yüzeyindeki basıncı yaylı tekerleğe göre çok daha azdır ve bu nedenle çok daha hızlı kayar. Yüksek hızda keskin virajlar alınırken, lastiklerin virajın iç kısmındaki tutuşu minimum olduğundan kırılma şansı da çok yüksek olacaktır.
Çok düzgün bir şekilde yaylanan bir araba, engebeli, asfalt bir yol yüzeyinde sürdüğünde, araba geri teptiğinde çok fazla sallanacaktır. Araç yaylandığında, lastikler üzerindeki basınç daha azdır ve o anda frenleme veya yönlendirme çok az veya hiç mümkün değildir.
Sert yaylı bir araçta, özellikle de sportif araçlarda veya alçaltılmış araçlarda, keskin virajlar alınırken 4 tekerleğin tamamındaki kavrama mümkün olduğu kadar maksimum olacaktır. Denge çubuğu ve lastik boyutunun da bunda büyük etkisi vardır. Alçaltılmış bir araba engebeli, asfalt bir yol yüzeyinde sürdüğünde, araç yolda sıkı bir şekilde kalacak ve bu nedenle uzatılmış konumda ani sert frenlemede herhangi bir sorun yaşamayacak.
Esnek ve sert süspansiyon (helezon yaylı araçlarda) yay oranıyla ilişkilidir. Bir arabanın süspansiyonunu optimize etmek için (yapıya bağlı olarak), konfor için esnek yaylar (doğrusal yaylar) veya sportiflik için daha sert yaylar (kademeli yaylar) takılabilir. Bu konuda daha fazla bilgiyi sayfanın ilerisindeki Bahar sabiti bölümünde bulabilirsiniz.
- McPherson:
McPherson süspansiyonunun en büyük avantajı yay ve amortisörün birleşik olmasıdır. Bu, çok fazla yerden tasarruf sağlar ve aynı zamanda arabayı tasarlarken yapımı da kolaydır. Bunun sonucunda üretim maliyetleri de düşüktür.
McPherson süspansiyonu, iki enine salıncaklı (çift salıncaklı yapı olarak da bilinir) süspansiyonun daha da geliştirilmiş halidir. Üst süspansiyon kolunun yerini artık yanal kuvvetleri de emen amortisörün piston kolu alıyor. Bu nedenle, tekerleğe çarpma durumunda (başka bir araçla veya kaldırıma çarpıldığında), genellikle piston kolunda ani hasar meydana gelir. Bu çok çabuk deforme olur ve bu nedenle çarpıktır. Daha sonra amortisörün komple değiştirilmesi gerekir.
McPherson süspansiyonu her zaman arabanın ön kısmında kullanılır. Bazen arka aksta da payandalar kullanılır, ancak bunlar McPerson tipinde değildir. Arka süspansiyonda helezon yaylar ve amortisörler genellikle ayrı ayrı tasarlanmıştır.
Üst yatak, payandanın üstünde bulunur. Üst yatak direksiyon hareketlerini mümkün kılar. Destek genellikle kaputun altındaki kaportaya vida bağlantılarıyla bağlanır. Yani bu sabit bir noktadır. Altta bulunan üst yatak, tüm desteğin üst sabit noktaya göre düzgün bir şekilde dönebilmesini sağlar. Yük taşıma fonksiyonuna ve üst yataklı bir pivot noktasına sahip olan bu sisteme McPherson sistemi adı verilmektedir.
Bobin süspansiyonu:
Helezon yayın çalışması sanıldığı gibi bükülmeye değil burulmaya (burulma) dayanmaktadır. Yay basıldığında sarmal çubuk bükülecektir. Araç ağırlığının tamamı helezon yaylar tarafından desteklenir. Helezon yay, üst yatak ile alt yay yuvası arasına yerleştirilmiştir. Araç sıkıştığında üst yatak helezon yayı aşağı doğru itecektir. Büküldüğü için bir karşı kuvvet üretilir. Bu karşı kuvvet sonuçta yaylanma etkisidir. Yay ne kadar karşı kuvvet uygularsa yay o kadar güçlü olur.
Yay sabiti:
Bir yayın esnekliği yay sabiti ile gösterilir. Doğrusal sarmal yayın yay hızı, ilerleyen sarmal yayın yay oranından farklıdır. Doğrusal bir yayda tüm dönüşler arasındaki mesafe aynıdır. İlerleyen bir yayda bu mesafeler eşit değildir; yayın üst veya alt kısmındaki sarımlar birbirine başka yerlere göre daha yakın yerleştirilecektir. Bu iki yay türü arasındaki fark resimde görülebilir:
Doğrusal bir yayda yay her zaman belirli bir ağırlıkta belirli bir mesafede çöker. Aşağıda doğrusal bir yayın hareketine bir örnek verilmiştir:
- +100 kg ekstra yükte araç 2 cm batar.
- +200 kg ekstra yükte araç 4 cm batar.
- +300 kg ekstra yükte araç 6 cm batar.
Artık bu doğrusal yay ile ağırlık ve mesafe arasında bir ilişki bulunmaktadır. Doğrusal bir yayın sıkıştırılması aşağıda gösterilmiştir; Yay üzerindeki kuvvet ne kadar büyük olursa, süspansiyon hareketi de o kadar büyük olur. Yayın tüm dönüşleri arasındaki mesafe eşit olduğundan çizgiler düzdür.
İlerleyen bir yayda ağırlık ile mesafe arasında hiçbir ilişki yoktur. Bu yay daha fazla sıkıştıkça giderek daha sert hale gelir. İlk kısım kolaydır, ancak yük arttıkça yaylanma giderek azalır. Bunun nedeni sargıların üst kısımda birbirine daha yakın olmasıdır. Aşağıda ilerleyen bir yayın yay hareketinin bir örneği verilmiştir:
- +100kg ekstra yük, araba 2 cm batar.
- +200kg ekstra yük, araba 3 cm batar.
- +300kg ekstra yük, araba 3,5 cm batar.
Aşağıda ilerleyen bir yayın grafiği verilmiştir. Başlangıçta yayın kuvveti arttıkça yay hareketi artacaktır. Çizgi düz değil, yukarı doğru eğimlidir. Bu, yay üzerindeki kuvvet arttıkça yayın hareketinin giderek azalacağı anlamına gelir. Bu nedenle yay üzerindeki kuvvet arttıkça araba giderek daha az sapacaktır.
Otomobil üreticileri her zaman aracın konforu ve sürüş özellikleri arasındaki en iyi oranı arıyor. Yayın ilerlemesi, yayın ilerlemesi ayarlanarak (daha fazla veya daha az sarımın birbirine yakın yerleştirilmesiyle) ayarlanabilir. Sargının çapının da mümkün olan burulma miktarı üzerinde önemli bir etkisi vardır. Bu her araba için farklı olacaktır. Aynı tip arabalar için farklı silindir kapasitesine, motor tipine (benzinli veya dizel), spor paketine vb. sahip farklı yay türleri de vardır.
İndirme yayları genellikle ilk kısımda çok fazla çöker, böylece araç zaten nötr konumda yol yüzeyinin üzerinde daha alçakta olur. Bu, arabayı sıkıştırmayı daha zor hale getirecek, böylece yaylar ekstra ilerici hale getirilecek. Aksi takdirde araç çok hızlı bir şekilde yola çarpacaktır. Yaylar daha az sıkıştığı için araç daha sert hale gelir; Bu durum bazı insanlar tarafından hoş olmayan bir durum olarak algılanıyor.
Yaprak süspansiyonu:
Yaprak yaylar üst üste monte edilen birden fazla yapraktan oluşur. Üst sayfaya ana sayfa denir. Bir yayın ne kadar çok yaprağı varsa o kadar güçlü ve sert olur. Geçmişte bazen binek araçların altına monte ediliyorlardı. Yaprak yay o zamanlar sadece birkaç yapraktan, hatta bazen sadece ana yapraktan oluşuyordu. Tabii ki çok daha kalın olmalarına rağmen hala ticari araçlarda kullanılıyorlar. Yaprak yayların ortası aksa, uçları ise gövde veya şaseye bağlanır. Yaylanma hareketi, çoklu yaprakların toplam uzunluğun ortasında bükülmesiyle elde edilir.
2 farklı yaprak yay türü vardır:
- Yamuk yay: Yay yaprakları farklı uzunluklarda olup her yerde aynı kalınlıktadır.
- Parabolik yay: Yay yapraklarının hepsi aynı uzunluktadır ve ortaları uçlarına göre daha kalındır. Bahar yapraklarının arasında da boşluk vardır. Parabolik yaylar yamuk yaylara göre daha esnektir ve daha küçük kütleye sahiptir.
Hava süspansiyonu:
Havalı süspansiyon, binek araçlarda helezon yaylardan daha az kullanılır. Havalı süspansiyon örneğin Audi A8, BMW 7 serisi veya X5'te bulunabilir. Bu arabalarda genellikle dört tekerlekte de havalı süspansiyon bulunur. Bazı otomobillerde ön tarafta helezon yaylı payandalar ve arkada havalı süspansiyon bulunur.
Şekilde havalı yaylara sahip bir arka süspansiyon gösterilmektedir. Arabanın iç kısmında (genellikle bagajın altında), hava yaylarına hava pompalayan bir pompa vardır. Pnömatik yaylar uzunlamasına genişler, böylece arabanın ağırlığı onlara dayanabilir. Çoğu zaman salıncakta, aracın yük (arkada oturan insanlar veya ağır bir römork) tarafından ne kadar asılı kaldığını kaydeden bir sensör bulunur. Bu ölçüm verilerine göre hava pompası hava körüklerini biraz daha sert şişirebilir, böylece araba geriye doğru eğilmez.
Burulma süspansiyonu:
Burulma, "bükülme" anlamına gelen başka bir kelimedir. Burulma yayları (esas olarak) Amerikan arabalarında kullanılıyordu. Bu yapının alt süspansiyon kolu bir burulma çubuğu aracılığıyla kaportaya bağlanır. Araç sıkıştığında üst ve alt pivot noktaları hareket edecektir. Burulma çubuğunun yerleştirildiği destek kolu, burulma çubuğunun etrafında menteşelenmek isteyecektir. Ancak bu mümkün değildir çünkü burulma çubuğunun destek kolunda sabit bir bağlantısı vardır. Burulma çubuğunun diğer tarafı (alttaki resimde) kaportaya sıkı bir şekilde bağlanmıştır.
Bu, tekerlek sıkıştığında çubuğun burulma yüküne maruz kaldığı anlamına gelir. Bu burulma direnci arttırır (tekerlek ne kadar sıkışırsa, burulma çubuğu da o kadar bükülür). Bu nedenle burulma arttıkça sıkıştırma da giderek daha ağır hale gelir. Otomobilin ön aksının tüm süspansiyonu bu prensiple çalışıyor. Eski Amerikan arabalarının bu kadar kolay ve sorunsuz bir şekilde sıkışıp geri tepmesinin nedenlerinden biri de budur.
Hidropnömatik süspansiyon:
Hidropnömatik, hidrolik ve pnömatiklerin birleşimidir. Bu sistem Citroën tarafından 50'li yıllardan beri kullanılmaktadır ve günümüzde hala modellerde bulunabilmektedir.
Yay topu sıkıştırılabilir sıkıştırılmış gaz (resimde mavi) içerir. Hidrolik sıvısı (sarı) değil. Sıkıştırma sırasında kırmızı piston destek kolu tarafından yukarı itilecek ve gaz alanı sıkıştırılacaktır. Sonuç olarak mavi alan küçülür. Tekerlek geri teptiğinde ve piston aşağı doğru hareket ettiğinde sistem eski durumuna döner. Yaylanma ve sönümleme etkisi bu sıkıştırılmış gazın sıkıştırılmasıyla elde edilir.
Yağ miktarı (sarı) ayarlanarak sistem kontrol edilebilir. Hidro pompa sayesinde otomatik olarak gerçekleşen ağır yük durumunda sisteme ekstra yağ eklenmesiyle sürüş yüksekliği artacaktır. Araç daha sonra yayları üzerinde daha yükseğe oturacaktır. Yük tekrar kaldırıldığında (veya yolcular araçtan indiğinde) sistemdeki yağ bir basınç valfi vasıtasıyla depolama haznesine geri dönecektir. Sürüş yüksekliği tekrar azalacaktır.
