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.