1. GİRİŞ
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 şöfere 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 (1).
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.
Şekil
2.1. Hidrolik direksiyon sisteminin parçaları
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
öze! 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.
2.2. HİDROLİK DİREKSİYONUN BASİT ÇALIŞMASI
Hidrolik
direksiyonun direksiyon eforunu sağlayan iki ayrı tipi vardır, birinci tip
motor gücünü kullanan hidrolik bir sistemdir. Diğeri ise bir elektrik motor
kullanır. Birincisi için motor bir pompanın hareketinde kullanılır ikincisi
için, ön bagaj kompartmanı içinde bağımsız bir elektrik motorlu pompa
kullanılır, har 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.
Nötr konumu (düz sürüş):
Şekil 2.2.
Direksiyonun nötr konumu (Düz sürüş)
Hidrolik
yağı pompadan kumanda valfıne 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 herhangi bir
yöne hareket etmeyecektir.
Dönüş sırasında:
Direksiyon
ana mili 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 2.3.
Direksiyon dönüş sırası
2. 3. HİDROLİK
DİREKSİYON TASARIMLARI
İki genel tipi bulunur; 1) Modüler 2) Tam hidrolik
(hidrostatik) ikisinin birleşiminden yarı modüler veya bileşik tip hidrolik
direksiyon tasarlanmıştır.
a-) Modüler ve yarı
modüler hidrolik direksiyon tasarımı
Modüler hidrolik direksiyon sistemlerinde dişli kutusundaki
parçalar hidrolik piston ve silindirlerde meydana gelmektedir. Bu şekilde
sistem daha küçük bir yapıya sahiptir.
Yarı modüler hidrolik direksiyon sistemlerinde harice
hidrolik silindir direksiyon dişli kutusuna ilave edilmektedir. Bu silindir
bağlantı kolları sayesinde direksiyon kollarındaki kuvveti ortadan kaldırır.
Şekil 2.4. Modüler hidrolik direksiyon sistemi
Şekil 2.5. Yarı modüler hidrolik direksiyon sistemi
Direksiyon simidi döndürüldüğünde kontrol supabı devreye
girer ve hidrolik yağın hidrolik silindire ulaşmasını sağlar. Hidrolik
silindirdeki basınç altında hidrolik yağ,direksiyon kuvvetinin sürücü
tarafından azaltılmasın 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 içersindeki 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.
b) Tam hidrolik
(hidrostatik hidrolik) direksiyon
Bu sistemde 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 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 saatte 30 mili geçmeyen araçlarda kullanılmaktadır. Eğer
hidrolik direksiyon pompası arızalanırsa direksiyon hakimiyeti acil durumlarda
kullanılan direksiyon pompası ile sağlanır ve bu pompa son dişli sistemine
bağlanmıştır.
Şekil 2.6. Tam hidrolik direksiyonlar
2.4. Hidrolik Güç
Yardımlı Direksiyonların Avantajları Ve Dezavantajları
2.4.1. Hidrolik Güç
Yardımlı Direksiyonların Avantajları
Hidrolik güç yardımlı direksiyonların kullanım nedenlerinden
en önemli bir kaç tanesi şöyle sıralanabilir:
a) Sürücünün yönlendirme için harcadığı güç en aza
indirilerek sürücünün yorulmasını engeller.
b) Direksiyon belli bir manevra sırasında dönme miktarı
azaltır.
c) Yoldaki bazı tepkilerin sürücü tarafından direksiyonda
hissedilmesi azalır.
d) Lastik patlamaları sırasında direksiyonun kontrolün
kaybedilmesini önler ve güvenirliği arttırır.
2.4.2. Hidrolik Güç
Yardımlı Direksiyonların Dezavantajları
a) Yeni ek sistemler kullanarak parça sayısı artmış ve
maliyet fazlalaşmıştır.
b) Yeni ek sistemler kullanarak karmaşık bir yapı oluşmuştur
ve bakımı zorlaşmıştır.
c) Hidrolik pompa motordan ek bir güç çektiği için yakıt
ekonomisi kötüleşmektedir.
d) Motor çalışmazken direksiyon simidinin döndürülmesi
zorlaşmaktadır.
2.4.3 Direksiyon Sisteminde
Hidrolik Güç Kullanmanın Nedenleri
a) Hidrolik sistemin kendi kendini yağlama özelliği vardır.
b) Hidrolik akışkanın özelliğinden dolayı az bir kuvvet ile
yüksek basınç elde edilir.
c) Küçük hacimlerde büyük kuvvetler iletilebilir.
d) Büyük kuvvet, büyük bir hızla uygulanabilir veya geri
çekilebilir.(Bu şekilde manevra kabiliyeti hızlanmıştır.)
e) Sıvıların sıkıştırılamaz özelliğinden yararlanarak
hareketler üzerinde etkili bir kontrol sağlanmıştır.
f) Sistem kapalı olduğundan kirletici maddelerin sisteme
girmesi zorlaşır.
2.4.4.Hidrolik Güç
Yardımlı Direksiyon Sisteminden Arzulanan Özellikler
2.4.4.1. Emniyet
(Güvenlik )
Hidrolik güç yardımlı direksiyon sistemlerinin ilk olarak
kullanılmaya başlandığı yıllarda bu sistemin en iyi kullanımına yönelik
çalışmalara büyük bir ağırlık verilmiştir. Direksiyon simidi üzerinde oluşan
etkilerin(yola ve manevraya bağlı olarak) hissedilmesi konusunun ne kadar
önemli olduğu daha o günlerde (1950’li yıllarda) anlaşılmış olup, manevralar
sırasında oluşan yanal ivmenin artması ile birlikte kendi kendini hizalayan
torkun azalmaya başlamasının hissedilmesini lastiklerin yol tutuşu hakkında
bilgi verdiği gözlenmiştir. Böylece bugündeki çalışmalarda aracın yol tutuşu
konusundaki limit değerler (yani aracın manevra sırasında gelen merkezkaç
kuvveti etkisi ile devrilme veya savrulma eğiliminin başladığı anlar)
direksiyon sisteminden hissedilerek sürüş emniyeti artırılmıştır. Lastik
patlamalarında aracın bir tarafa çekmesini engeller.
2.4.4.2. Hassasiyet
Hidrolik sistem en ufak manevra komutlarını algılamalıdır.
Şoförün en ufak hareketinde sisteme basınç etkilemeli, istediğinde ise bu
basınç kuvveti tekrar kaldırılmalıdır.
2.4.4.3. Bakım
(Servis ) Kolaylığı
Hidrolik direksiyon sisteminde çalışma maddesi özel
hidrolik yağıdır. Bu yağın kontrolü her 10.000 km’de bir yapılmaktadır. Kontrol
anında motor relanti devrinde çalışmalıdır. Kontrol yapılmadan önce direksiyon
birkaç kez tam sağa ve sola çevrilmeli, sonra düz durumda tutulmalıdır.
Hidrolik seviyesi, hidrolik yağ deposu üzerinde bulunan yağ seviye çubuğundan
okunur. Az ise ilave edilir. Hidrolik direksiyon sistemli araçlarda uzun süreli
park halinde direksiyon tamamen sağa veya sola kırılmış olarak tutulmalıdır.
Hidrolik direksiyon sisteminde basınçlı yağı sağlayan pompa hareketini V kayışı
ile motordan alır. V kayışı gerginliği 1-1,5 cm esnemelidir.
2.4.5. Hidrolik Güç
Yardımlı Direksiyon Kullanımını Yakıt Ekonomisine Etkisi
Hidrolik güç yardımlı direksiyon sistemlerinde kullanılan
pompa taşıt hızı ne olursa olsun, sabit bir motor momenti ile çalışır. Maksimum
moment devirlerinde motorun özgül yakıt tüketimi düşük olduğundan, güç
direksiyon pompasının çalıştırmak için gerekli moment motordan daha ekonomik
bir düzeyde sağlanır. Böylece yüksek hızlarda güç direksiyonuna giden kayıp
azalır.
Şekil.2.7. Hidrolik güç yardımlı direksiyon taşıtta yakıt
ekonomisi kaybı
3.
HİDROLİK GÜÇ YARDIMLI DİREKSİYON SİSTEMİNDE KUMANDA TEKNİKLERİ (DİŞLİ KUTUSU)
3.1.Hidrolik
Direksiyon Dişli Kutusunun Tanımı
Hidrolik silindir içindeki piston, kremayer dişli mili
üzerine yerleştirilmiştir ve kanatlı tip hidrolik pompanın meydana getirdiği
hidrolik basınç pistonun iki yönünden birini itekleyerek kremayeri 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 valfide 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 3.1.)
Şekil 3.1. Hidrolik direksiyon yapısının genel görünüşü
3.2. Aynı Eksenli
Birleşik Hidrolik Yardımlı Direksiyon(Entegre Dişli)
Sistemde, mekanik direksiyon kutularında kullanılan ana
elemanlar kullanılır. Sektör mili, üzerindeki dişli aracılığı ile döner bilyalı
somunla kavraşmıştır. Döner bilyalı somunda bilyalar üzerinden sonsuz vidaya
kavraşmış ve onun üzerinde aşağı yukarı gidip geleme hareketi yapabilecek konumdadır.
Mekanik direksiyondan farklı yanı reaksiyon ünitesinin mihver levyesinin, supap
gövdesinin ilavesi ve bilyalı somunun bir güç pistonu olarak kullanılmasıdır.
Şekil 3.2. Aynı eksenli birleşik hidrolik yardımlı
direksiyon(entegre dişli) genel yapısı
3.2.1.
Mekanizmanın çalışması
3.2.1.1.
Nötr Pozisyon
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 durumda mihver levyesi düz-aşağı yukarı
konumda kalmaktadır. Bu konum supap makarası ve mekanizması nötr, çalışmaz,
durumdadır.
İki adet çanak tip yay (baskı plakası) orta dayanma yatağı
kefesini nötr durumda tutar. Orta dayanma yatağı sonsuz vida miline
bağlanmıştır. 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 . Mihver levyesinin alt ucu orta dayanma
yatağı üzerindeki bir yuvaya oturur. Ona yatak nötr durumda iken, mihver
levyesi düz yukarı kalkıktır 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
3.3.Nötr Pozisyonda Sistemin Çalışması
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 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.
3.2.1.2. Sola dönüş
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
tutar.
Şekil
3.4. Sola Dönüşte Sistemin Çalışması
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.
Supap
makarası sola hareket edince iki olay meydana gelir;
Basınç
altındaki yağ sola dönüş bölmesine geçer. Güç pistonunun üzerine bir itme
kuvveti uygulanır. Sağ dönüş bölmesi artık basınçlı yağ almadığından güç
pistonu sola doğru itilmiş olacaktır. Pistonun sola hareketi sağa dönüş
bölmesindeki yağ, bu bölmeden dönüş kanalları içinden pompa yağ deposuna
dönmeye zorlar.
Basınç
sola dönüş bölmesini doldururken sağ reaksiyon halkasını da besler. Bu, orta
dayanma yatağının nötr konuma gelmesini sağlayacak basıncı oluşturur. Yuvarlak
reaksiyon yayaları da onu nötr konuma getirmeye çalışırlar. Orta dayanma yatağı
üzerine etkiyen bu iki kuvvet, şoförün direksiyonu döndürme kuvvetine karşı
çalışırlar. Yani direksiyon döndürülürken bu iki kuvveti yenmesi gerekir. Bu
kuvvetler yol hissi ya da direksiyon hissi denilen kontrol etkisini yaratırlar.
Şoförün
döndürme kuvveti, reaksiyon halkası ve baskı plakası tarafından meydana
getirilen karşı kuvvetleri yenemeyecek dereceye düşünse orta dayanma yatağı
nötr konuma itilmiş olur. Dayanma yatağının nötr gelmesi mihver levyesi
aracılığı ile supap mekanizmasını nötr konuma getirir. Güç pistonu iki
yanındaki basıncı eşitler.
3.2.1.3. 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 imkan verir. Devredeki yağ
sızıntı ve kaçakları neoplenden yada kauçuktan yapılan segmanlarla önlenir.
3.3. Eksenden Kaçık Birleşik Hidrolik
Yardımlı Güç Direksiyonu (Yarı Entegre
Dişli)
Bu tür hidrolik yardımlı direksiyon basınç altındaki yağın
uyguladığı itme kuvveti direk sistemde olduğu gibi döner bilyalı somun
tertibatına uygulanamaz. Bunun yerine 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. Bu sektör mili dişlisi ( pitman mili) ile kavraşmıştır.
Şekil 3.5. Nötr pozisyonda sistemin durumu
Şekil3.5.'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.
3. 3. 1.
Mekanizmanın Çalışması
3.3.1.1. Nötr
Durumu
Sistem şekil 3.5.‘deki durumunda nötr pozisyondadır. Düz
gidiş halinde ve makara supap şekildeki konumda iken devredeki sıvı orta giriş
kanalından makara supabına girer. Sağa ve sola dönüş kanalları kapalıdır.
Hidrolik burada ikiye ayrılarak tekrar depoya döner. Hareket yönü oklarla
gösterildiği gibidir. Bu durumda pistonun her iki tarafına da aynı basınç
uygulandığından piston herhangi bir yöne hareket edemez.
3.3.1.2. Sağa ve
Sola Dönüş
Motora supap, gövdesi içinde boşluk bırakmayacak şekilde
alıştırılmış ve yataklanmıştır. Ancak makara supap bir miktar eksenel gezinti
hareketi yapabilir. Makaranın içinde bulunduğu gövdenin içi daireyi kanallara
basınç hattına açılmıştır. Diğer taraftan iki kanalda da göç silindiri
pistonunun kol yada baş taraflarına açılır.
Şoförün direksiyonu bir yana kırmasının sonunda makara supap
gövde 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.
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
harekat ettirir. Araç dönmeye başlar.
Şekil 3.6. Sağa dönüş hareketi
3.4.
Aynı Eksenli Burulma Çubuklu Döner Makara Supaplı Hidrolik Yardımlı Direksiyon
Şekil 3.7. Aynı eksenli burulma çubuklu
döner makara supaplı hidrolik yardımlı direksiyon genel yapısı
Direksiyon dişli kutusu, kremayer - pinyon tipi dişli kutusu
olup içinde bir hidrolik basınç kontrol bölümü vardır. Hidrolik basınç kontrol
bölümünde kompak ve güvenilir bir döner valf kullanılır. Şekil 3.8. A-A kesiti
görülmektedir.
Şekil 3.8. Aynı eksenli burulma çubuklu
döner makara supaplı hidrolik yardımlı direksiyon kesit görünüşü
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. Pinyon ve valf grubu, giriş mili, burma çubuğu,
pinyon dişlisi ve döner valfden meydana gelir. Döner valf ve pinyon dişli bir
pim ile tutturulur ve beraber dönerler.
Giriş milinin içi boştur ve içinde burma çubuğu vardır.
Giriş mili üst ucundan burma çubuğuna pimlenmiştir. Alt taraftaki ucu ise
pinyon dişlisindeki burç üzerine yataklanmıştır. Burma çubuğu, alt ucundan
pinyon dişlisine freze geçme ile temaslandırılmıştır. Burma çubuğunun aşırı
burma etkisini önlemek için pinyon dişlisinde bir stoper vardır. Bu stoper aynı
zamanda hidrolik sistem devreden çıktığında (yağ pompası kayışının kopması,
yağın akması gibi nedenlerle) direksiyon dönüşünün direk olarak giriş milinden
pinyon dişlisine iletilmesini sağlar. Döner valf bir pim yardımı ile pinyon
dişlisine sabitlenmiştir. Şekil 3.9. pinyon ve valf gurubun yapısı ve kesiti
görülmektedir.
Şekil 3.9. Pinyon ve valf gurubun yapısı ve kesiti
görülmektedir.
3.4.1 Mekanizmanın
Çalışması
Direksiyon döndürüldüğünde giriş mili de döner. Giriş
milinin dönüşü burma çubuğunun, pinyon dişlisini döndürmesine neden olur. Ancak
pinyon dişlisinin dönüşü tekerlek-yol direnci nedeni ile engellenir. Bunun
sonucunda burma çubuğu, bu yol direncine bağlı bir burma yüküne maruz kalır.
Döner valf, pinyon dişlisine bir pimle sabitlenmiştir. Bu bakımdan giriş
milinin dönme açısı, döner valfın dönme açısından daha (burma çubuğunun burma
açısı kadar) büyüktür. Böylece giriş mili ile döner valf arasında farklı bir dönme
meydana gelir. Bu farklı dönme, giriş milinin dış yüzeyindeki ve valfın iç
yüzeyindeki girinti ve çıkıntıların etkisiyle yağ geçişinin daralıp
genişlemesine (yani yağ geçişi açıklık alanının değişmesine) neden olur. Bu da
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. Sonuçta silindir tüpünün sağ ve sol odacıkları
arasında oluşan basınç farklılığı, kremayerin hareket etmesine neden olur.
3.4.1.1 Nötr
Pozisyon
Direksiyon düz konumda iken giriş mili dönmez, böylece döner
valfe göre 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 tüpün sağ ve sol odacıklar arasında basınç farkı
oluşmadığından direksiyonu döndürmek için yardım oluşmaz.
Şekil 3.10. Nötr konum
3.4.1.2. Sağa Dönüş
Direksiyon
sağa çevrildiğinde burma çubuğu şekilde görüldüğü gibi saat yönünde bir burmaya
maruz kalır. Giriş mili de aynı miktarda saat yönünde döner. Buna bağlı olarak
giriş mili ile döner valf arasında dönme farklılığı meydana gelir. Giriş mili
ve döner valf yüzeylerindeki girinti ve çıkıntılar yağ geçişleri (R) ve (L')
'nü daraltır. Böylece yağın, yağ pompasından kanal a - kanal d - kanal c - yolu
ile akışı durur. Bu durumda yağ, yağ pompasından gömlek a - kanal a - kanal b -
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
3.11 Direksiyon sağa çevrildiğindeki konumu
3.4.1.3. Sola Dönüş
Direksiyon
sola döndürüldüğünde burma çubuğu şekilde gösterildiği gibi saat yönünün tersi
yönde burulmaya maruz kalır. Giriş mili de aynı miktarda saat yönünün tersine
döner. Bu olay, 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')'nü 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'ya giderek yağ haznesin geri döner.
Şekil
3.12 Direksiyon sola çevrildiğindeki konumu
3.4.2. Akış Kontrol
Valfının Çalışması
Yağ pompasının pompaladığı yağın basıncı, pistonu ve akış
kontrol valfıni çalıştırır. Piston ve akış kontrol valfı dişli kutusuna giden
yağın akış miktarını kontrol eder. Yağ pompasından gelen yağın basıncı akış
kontrol valfine etkir. Yağın basıncı fazla olduğunda yani yüksek devirlerde
akış kontrol valfi sağa hareket ederek yağ pompasına yağ geri gönderilir. Yağın
basıncı düşük olduğunda düşük devirlerde akış kontrol valfi sola hareket ederek
yağ pompasına az, dişli kutusuna fazla yağ gönderilir. Şekil 3.13 ‘de çalışma
yapısı görülmektedir.
Şekil
3.13 Akış kontrol valfının kesit görüntüsü
3.4.3. Emniyet
Valfının 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/cm2) 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 3.14 Emniyet valfının kesit görünümü
3.5. Kremayer Dişli
Tip Aynı Eksenli Spool Valf Tipi Hidrolik Yardımlı Direksiyon
Şekil 3.15
Kremayer dişli tip aynı eksenli spool valf tipi hidrolik yardımlı
direksiyonunun genel yapısı
Kumanda valfı (spool valf ve kovan valf) dişli kutusu
içersine 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 yataklandınlmıştır.
Şekil
3.16. Hidrolik kontrol devresi
Şekil
3.17 Hidrolik devre eleman kesiti
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.
Hidrolik devre içinde bir kısıtlama, kovan valfe bağlı
olarak spool valfın dikey hareketiyle meydana gelir. Sağa döndüğü zaman, basınç
"X" ve "Y" orifıslerinde spool valfin aşağı veya yukarı
doğru hareket ederek orfislerin açık veya kapanılması sağlanır.
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
böylelikle direksiyona yardımcı kuvvet elde edilmiş olur.
3.5.1. Mekanizmanın
Çalışması
3.5.1.1. Nötr konum
Şekil 3.18 Nötr konumu
Kumanda valf mili denemediğinden, spool valf nötr
konumdadır,güç pistonunun sağ ve sol silindir tarafında basınç farkı yoktur. Bu
nedenle pompanın bastığı yağ rezervuar tanka geri döner.
Hidrolik akışı:
Hidrolik pompa—>Kumanda valfı—>Pompa rezervuarına
3.5.1.3. Sola dönüş
Şekil 3.20. Sola dönüş konumu
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. Diğer bir ifade ile "B"
ve "C" geçitleri kapanır, böylece bütün hidrolik yağ "D"
geçidi üzerinden sağ silindir odasına akar.
Hidrolik akışı: Hidrolik pompa à Kovan valf à Spool valf "D" geçidi. à Spool silindir odası. Sağ silindir odası
içindeki hidrolik yağ "A" geçidinden rezervuara döner.
3.6. Rottan
Kumandalı Hidrolik Yardımlı Direksiyon
Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyon yardımının
sağlanması için bir hidrolik silindir ile bir kontrol supabı kullanılır, bu
sistemde direksiyon dişli kutusu mekanik direksiyonlarda olduğu gibidir. Bir
pitman ya da komuta kolu güç silindirinin supabını işletir.
Güç silindirinin bir ucu şasiye bağlanmıştır, diğer ucu ise,
direksiyon rot bağlantısının ara rotuna yada röle rotuna bağlanmıştır, röle
rot, kontrol supabına bağlanmıştır. Kontrol supabı da yüksek basınç boru ve
hortumları aracılığı ile güç silindirine bağlıdır.
Komuta kolunun ucu bir küre halinde getirilmiştir. Küre
biçimindeki bu uç, kontrol supabı tertibatının içinde meydana getirilen küresel
biçimdeki yatağa oturur, bu bakımdan komuta kolunun küresel ucu üzerine gelen
basınç yada itme kontrol supabını sağa yada sola doğru itmeye çalışır. Bu
tahrik hareketinden sonra kontrol supabı, basınçlı yağın güç silindiri
pistonunun bir yada öteki tarafına geçmesine müsade eder.
Bu tip hidrolik yardımlı direksiyonda da yol yada direksiyon
hissi birleşik tipte olduğu gibidir. Aynı prensipler altında bir çalışma
olmaktadır. Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyon sisteminin sağa, sola
dönüşlerini ve nötr durumu şekiller üzerinde inceleyiniz. Rottan kumandalı
hidrolik yardımlı direksiyon sisteminde hirdolik ünite çalışmadığı zaman
direksiyonu mekanik olarak kullanmak mümkündür.
3.6.1.Mekanizmanın
Çalışması
3.6.1.1. Nötr
pozisyon
Pompadan gelen basınçlı hidrolik borulardan geçecek kontrol
supabına gelir. Hidrolik güç ünitesi direksiyonu döndürmeye yardım etmediği
zamanlarda supap makarası bir yay vasıtasıyla merkezi durumda tutulur. Bu durumda
basınçlı yağın supap makarası sahasından gövde kanalına geçmesine müsaade
edilir.
Şekil 3.21. Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyonun
nötr konum
Güç silindirin sağına ve soluna basınçlı hidrolik gönderen kanalların ikisi birden
açıktır. Güç silindirinin iki tarafına da aynı basınç etkidiğinden güç
silindiri hareket etmez. Yukarıdaki durumdan dolayı pompa devresinde az
miktarda bir geri basınç oluşur. Pompa bu geri basıncı yenmek üzere basınç oluşturmalıdır. Şekil 3.21. ‘de sistemdeki hidrolik yağın akışı
görülmektedir. Hidrolik yağ supap makarasına giriyor. Buradan güç silindirinin
iki tarafına etkiyor. Bir miktar hidrolikte depoya dönüyor. Böylece sistem dengede duruyor.
3.6.1.2. Sola dönüş
Direksiyon simidi 18-50 N’luk bir kuvvetle sola döndürülünce
pitman kolu kontrol supabının makarasını hareket ettirecektir. Bu hareketle,
pompadan gelen yağın, güç silindiri pistonunun sağ tarafına sevkini sağlamak
üzere bir kanal açılacaktır. Böylece sola dönüş esnasında kolaylığı sağlamak
için piston kolu yeteri kadar yardımı temin etmek üzere harekete geçecektir.
Aynı zamanda güç silindiri pistonun diğer tarafında bulunan hidrolik kontrol
supabındaki başka bir kanal vasıtasıyla, depoya sevk edilecektir. Şekil3.22. ’
de sola dönüş sırasında hidrolik akışkanın akış yönleri görülmektedir.
Şekil3.22. Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyonun
sola dönüşü
Şoför direksiyon simidini istenilen durumda durdurulunca
veya merkezlenme yayının merkezlenme supabı üzerindeki basıncından daha az kuvvet
tatbik edince, merkezleme yayı supap makarasını geriye, merkezi pozisyona
getirecektir. Dolayısıyla güç silindirinin sağladığı yardım ortadan kalkar.
Supap makarası, merkezlenmesinde, merkezleme yayının tesiri
ve hidrolik basıncının da etkisi vardır. Bu durumda, dış muhafaza ile muhafaza
keçeleri arasındaki odacıklara makara içindeki iki kanal birleştirmek suretiyle
sağlanmıştır. Bu odacıklardaki hidrolik basınç güç silindirine tatbik edilecek
basınçla orantılı olarak artar. Böylece
bu merkezleme kuvveti, ön tekerlekleri döndürmede de istenen kuvvetle
orantılı olarak direksiyon simidinde bir
hassasiyet verir.
3.6.1.3. Sağa dönüş
Şekil 3.23.Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyonun
sağa dönüşü
Sağa dönüş yapılırken,pitman kolu, kontrol supabı makarasını
sola dönüştekinin aksine hareket ettirecektir. Bu hareketle makara, supap
donanımı içindeki diğer kanallı açarak hidroliği güç silindiri pistonunun sol
tarafına sevkedecek ve bu da sağa dönüş
için lazım olan yardımcı kuvveti temin etmiş olacaktır. Şekil3.23.’ de
sağa dönüş sırasında hidroliğin akışı görülmektedir.
3.7.Güç Silindiri
Ve Kontrol Supabının Bir Ünite Halinde Olduğu Rottan Kumandalı Direksiyon
Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyonlardan birinde
de kontrol supabı ve güç silindiri bir ünite halindedir. Komuta kolu yada
pitman kolu supabı işletir ve basınç altındaki yağın güç silindirine geçmesine
müsaade eder. Bu sistemde yol yada direksiyon hissi supap makarasını harekete
geçirebilmek için gereken kuvvetle ortaya çıkar. Çünkü supap yağ basıncı
tarafından ortalanmış konumda tutulur. Şekilde bu tür bir rottan kumandalı
hidrolik yardımlı direksiyon düzeni görülmektedir. Sistemin çalışması açıklanan
diğer rottan kumandalı direksiyonun aynıdır.
Şekil
3.24. Rottan kumandalı hidrolik direksiyon sistemi
Yol
darbeleri, enine,istikamet çubuğuna iletilince supap muhafazası, supap
makarasına bağlı olarak hareket eder.
Güç silindiri tarafından temin edilen
bir karşı kuvvet, darbeleri geniş bir şekilde emer. Supap gövdesinin
geri dönüş kısmına bir çek valf (kontrol supabı) yerleştirilmiştir. Bu supap
pompasının arızalı olması halinde hidroliğin,pistonun bir tarafına geçmesine
müsaade eder.
4.
HİDROLİK GÜÇ YARDIMLI DİREKSİYON SİSTEMİNİN DEVRE ELEMANLARI
Hidrolik yardımlı direksiyon mekanizması, güç
silindiri, yön kontrol valfi, hidrolik pompa, yağ deposu ve yağ ve bağlantı
hortumları gibi kısımlardan meydana gelmiştir.
4.1. Güç
Silindiri
Güç silindiri, direksiyon sektör milinin üzerindeki
sektör dişlisine bir kremayer dişlisi ile bağlanır. Hidrolik enerjinin üretimi
gerekli kuvvetin oluşturulması için çift etkili (double acting ) bir silindir
kullanılır. Güç silindirinin boyutu oluşacak maksimum güç sürücüye direksiyonu
iki uç nokta (tekerleğin dönebileceği en büyük açılar ) arasında rahatlıkla
döndürebileceği şekilde seçilir. Yarı entegre dişli ve bağlantı birimi
kullanılan sistemlerde kontrol valfinin çalışması servo pistonunun bağladığı
rotun (çubuğun) alanında meydana gelen azalmayı dikkate alarak daha yüksek bir
basınç oluşturacak şekilde olmalıdır. Böylece pistonun her iki tarafındaki
çıkış kuvvetleri dengeli olur. Hidrolik servo yönlendirme sistemlerinde
genellikle piston halkası (sekman) tipli contalar servo pistonları üzerinde
kullanılırlar. Entegre dişli tip hidrolik servo yönlendirme sistemlerinde dişli
ve bilya- somun ikilisi servo pistona etkiyecek şekilde kullanılmaktadır. Bu
durumda redüksiyon dişli kutusu güç silindiri olarak ele alınır ve iç kısmında
bir oluk ile hidrolik sıvısının kör uca taşınmasını ve buradan geri dönüşü
sağlanır.
Şekil
4.1. Servo pistonunun hareketi (Entegre)
Şekil 4.2. Servo pistonunun hareketi (Rack and pinion)
Entegre dişli tip güç silindirinin rack and pinion
şeklinde olanları için rack kutusu güç silindiri olarak kullanılır ve rack
servo piston olarak işlev görür.
Yarı entegre dişli tip hidrolik servo yönlendirme
sistemlerinde basit bir teleskopik güç silindiri esnek bir burcun kör ucuna
pivotlanmış olup diğer ucu servo piston biyelini (rot) hareket ettirdiği için
basınca karşı contalanmıştır. Bu biyel, direksiyon bağlantısına dış kısmına
bağlanmış şekilde şekil 3.1.2. de görülmektedir. Bu sistemde sıvı bağlantıları
silindirin her iki ucunda bulunurken esnek hortumlar ise hidrolik sıvısını
kontrol valfı kutusu ve güç silindiri arasında taşımak için gereklidir.
Şekil 4.3. Yarı blok yapı (Yarı Entegre)
Ağır vasıtalar için güç silindirleri kontrol valfı ile
bağlanmış durumda olup, silindirin iç düzenlemesi daha karmaşık bir hal alır.
Burada güç silindirinin kontrol valfı tarafından olan ucu direksiyon
kutusundaki depo koluna bağlı iken diğer uç esnek bir şekilde servo piston
biyteli üzerinden şaseye bağlıdır. Hidrolik bağlantıları kontrol valfının
uçlarında bir çift esnek hortum ile sağlanır ve bu hortumlar pompaya bağlıdır.
Böylelikle güç silindiri artan hidrolik basıncı ile hareket eder. Bu tip
uygulama ile lineer tip kontrol valfleri yakından ilişkilidir. Şekil 3.1.5. de
sistemin yapısı görülmektedir.
Şekil 4.4. Güç silindiri ve kontrol valfinin şasiye
bağlantısı
4.2. Yön Kontrol
Valfi
Yön
kontrol valfi direksiyon miline bağlı olarak çalışır ve mille aynı merkezlidir.
Hidrolik alıcılar hidrolik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürürler. Hidrolik
silindirler ve hidrolik motorlar birer hidrolik alıcı olup silindirler
doğrusal, motorlar dairesel (açısal) hareket üretirler. Hidrolik silindirlerin
doğrusal hareketlerini ileri- geri hareket olarak yorumlayabiliriz.
Hidrolik
motorların hareketlerini de sağa- sola hareket olarak söyleyebiliriz. Bir
hidrolik sistemdeki alıcının hareketini ileri-geri veya sağa- sola olarak
yapabilmesi veya istediğimiz anda yön değiştirmesi veya durdurması işini yön
kontrol valfleri sayesinde yaparız. Yön kontrol valfleri alıcıya giden
akışkanın yönünü istediğimiz gibi kontrol edebilir ve istenilen yerde
bekletebilir.
Hidrolik
direksiyonlarda bu valfin üç görevi vardır:
i. Güce
ihtiyaç olmadığı zaman valf nötr konumda kalır ve pompa tarafından dağıtılan
hidroliğin tekrar rezervuara dönmesini sağlamak,
ii.
Artan direksiyon döndürme gücüne bir cevap olarak, kontrol valfi pompa
tarafından dağıtılan hidroliği servo pistonun uygun tarafına yönlendirmek ve
aynı zamanda pistonun diğer tarafındaki hidroliği rezervuara dönüşünü sağlamak,
iii.
Kontrol valfi sürücüye direksiyonun döndürülmesi için gereken kuvvet ile
orantılı olacak şekilde doğal veya yapay bir döndürme hissi vermelidir,
Kontrol
valfleri iki temel tip olarak dizayn edilmektedir. Bunlar doğrusal (lineer) ve
dönel ( rotary) tip kontrol valfleridir.
4.2.1. Lineer tip
Şekil
4.5. PAS’ın Lineer-Makaralı kontrol valfinin hareket sırasının şematik
gösterilişi
Bu tip
valfler direksiyon çubuğunun alt kısmında bulunur ve üç yüzey arasında oluşan
iki kanaldan sıvı akışını sağlar. Bu kanallar (şekil 3.xx) kasıtlı olarak
direksiyon dişli kutusu içindeki üç tane girişten kaçık olarak konumlandırılır.
Bu kutu içindeki makara valfinin hareketi oldukça sınırlıdır. Makara valfi
zıt(karşılıklı olarak) çalışan iki tane reaksiyon silindiri ile nötr konumda
tutulur.
Direksiyon
simidin döndürülmesine karşı olan direnç artıkça direksiyon dişlisi, dişliye
bağlı çubuğun reaksiyonuna karşılık olarak harekete başlar ve sonunda reaksiyon
silindirleri arasındaki yaylarda oluşan ön yüklemeyi aşarak pompadan gelen
hidrolik sıvısını rezervuara dönmesini engeller ve servo pistonun uygun
tarafına yönetilir ve tekerleklerin dönmesi için gereken güç sağlanır.
Lineer
tip kontrol valflerin bir özelliği de sistemdeki hidrolik basıncın reaksiyon
silindirlerine karşı etkimesi (iç taraftan) ve aradaki yaylara ilave bir kuvvet
uygulamasıdır. Dönme sırasında gereken gücün artmasına bağlı olarak hidrolik
basınç da artacağından valfler üzerinde etki dişlisi zorlar ve bu zorlama
sürücü tarafından hissedilerek daha fazla döndürme etkisi uygulamasını sağlar.
Oluşan bu doğal etkiden dolayı bu tip valflere ‘‘ reaktif valf ’’ adı da
verilir.
Şekil
4.6. Lineer makara kontrollü valfle birlikte çarpmalı kol
Şekil
4.7. Lineer kontrol valfinin görünümü
Lineer
tip kontrol valflerinin ileri bir modeli ayrı olarak çalışan makara valflerinin
bir çarpma levyesi yardımı ile hareket ettirilmesi ile geliştirilmiştir.
Çalışma prensibi yukarıda bahsedilen tiple aynıdır.
Mercedes-Benz
firmasınca 1961 yılında bir başka tip lineer kontrol valfi uygulamasında ise
makara valf direksiyon dişlisine teğet olarak monte edilmiş olup eksenel
hareketini servo pistona bağlı kontrol flanşından alır. Bu sistemin şoför için
mükemmele yakın bir hissetme sağladığı bilinmektedir. (şekil 3.2.1.3.)
4.2.2. Rotary tip
Bu tip
valfler 1960’larda kullanılmaya başlanmış olup HSYS’nin hassasiyrtini artırmak
amacıyla kullanılmaktadır. Bu yeni düzenlemede direksiyon simidi makara valfin
dönel hareketini sağlamaktadır. Dönel valf iç kısmı kamalı olan bir dış
gömlekten oluşur ve direksiyon dişlisi ile birlikte döner. Ayrıca dış tarafı
kamalı olan bir iç gömlek de direksiyon çubuğu ile birlikte döner.
Şekil
4.8. Dönel tip valfin hareket mekanizmasının gösterilişi
Koeksenel
(sarmal) olarak birbirine monte edilmiş olan bu gömlekler kamalar üzerinden
değil, burulma çubuğunu merkezleyen bir valf üzerinden etki alırlar.
Şekil
4.9. Dönelli valfin örnek çalışma karakteristikleri
Bu
çubuk bir ucundan direksiyon çubuğuna diğer ucundan direksiyon dişlisine
bağlıdır. İç kısımda yer alan mekanik stoplar direksiyon simidi ile dişlisi
arasında olabilecek izafi açısal hareketleri engeller ve böylelikle makara
valfin iki gömleği arasındaki izafi hareket de önlenmiş olur.
Direksiyon
simidinin dönmesine karşı olan direnç arttıkça, kamalı hidrolik girişleri izafi
açısal hizalanmalarını değiştirirler. Bu değişim burulma çubuğu yardımı ile
olur. Valfin dış gömlek kısmındaki delikler ile dış yüzey arasındaki hücresel
kanallar arasında bağlantı olduğundan hidrolik sıvı normal olarak pompa ve valf
arasında dolaştırılır ve servo pistonun uygun tarafına yönlendirilir.
Bu
dönel tip kontrol valf sistemindeki hidrolik basınca maruz kalmadığı için
non-reaktif olarak adlandırılır.
Bu
nedenle sürücüde oluşan hissetme nötr olmayıp yapaydır. Şekil 3.30 ‘da makara
valfden dağılan hidrolik basıncı ile valflerin açısal yer değişimi arasındaki
ilişkiyi veren grafik görülmektedir.
4.3. Yakıt pompaları
Hidrolik
Direksiyona Ait Pompa Çeşitleri