Kaç sıktın?

17.10.2017 : 15.30 | Merhaba; Bu yazıda sizlerle, otomobilin yapısal olarak ana öğelerinin neler olduğu üzerinde duralım. Hareketsiz ve hareketli kısımlar olarak ikiye ayırabiliriz. Hareketsiz kısım ‘şasi’ diye adlandırdığımız motor, aktarma organları,  yaşam bölümünü üstünde barındıran konstrüksiyon diyelim. Hareketli kısımlar ise, tekerlek dediğimiz insanoğlunun icadı silindirik ‘zımbırtıdır’. Bu iki temel unsurun uyum içinde çalışmasını sağlayan bileşen paketine de askı donanım sistemi (süspansiyon) denildiğini biliyoruz.

İşteeeee… bu kısım modern otomobilin yaklaşık 100 sene içinde gelişerek tasarım mühendislerinin en fazla kafa yorduğu alan olmuştur. tekerlek (jant+lastik), rulman, aks, oynak bağlantılar, bağlantı kolları, yay, amortisör gibi bileşenleri içerir. Tasarımcı ve mühendisler prensip olarak her durumda tekerleği, yeryüzüne 90° dik tutmaya çalışırlar. Denilebilir ki “olur mu arkadaş, eski otomobillerde pozitif kamber vardı” hatta 30-40 sene önceye kadar Amerikan otomobillerde bunu görebiliriz. Bu durumu izah etmek ayrı bir yazı konusu olsun.

Bağımsız süspansiyon deyip duruyoruz…. Peki “bağımlı” süspansiyon ne olaki?… Kısaca bir dingil (sabit aks) ile iki yan tekerleğin birbirine bağlanmış hali.N’olur böyle olsa?… Bu dingil yüzünden tekerlek başına gelen yol hareketlerini, diğer yan tekerleğe taşır, haberdar eder, bunun sonucu yol tutuş becerisine olumsuz etki eder. Teknik olarak ta geometrik ayarlarda kısıtlamalara sebep olur. Fakat, sınırlı da olsa iyi tarafları vardır. Hani yani… her halükarda tekerleği yer yüzüne 90°de tutma işinde bir hayli başarılıdır.

Peki… bağımsız süspansiyon sisteminde, her tekerlek kendi askı donanımına sahiptir ve birbirlerini hiç etkilemezler. Aynı zamanda değişen şartlara uygun olabilecek mühendislik tercihlerine göre tasarlanabilir. Dolayısı ile yol tutuşu daha iyidir. Bu nasıl ve hangi endişe ile tasarlanıyor bir bakalım. Süspansiyon sistemi mümkün olduğu kadar hafif olmalı. Yani, otomobilin toplam ağırlığında az bir kısmını oluşturmalı.

Yani, yay altı ve yay üstü ağırlıklar diye ikiye ayırabiliriz. Mesela diyelim ki… 1000kg bir otomobil düşünelim. Bu otomobilin yay üstü yükleri, yani şasi vs. 500kg olsun. geriye ne kalıyor, 500kg. işte buda, yay altı yükümüzdür. Bu hiç iyi bir otomobil değildir. Düşünün otomobil 1000kg, fakat yay tercihi 500kg için seçiliyor. Diğer durum için örneklersek, 1000kg bir otomobilde yay altı ağırlıklar 100kg olsun. Geriye 900kg kalır. Yaylar ve amortisörler de bu ağırlığa göre ayarlanır. Bu otomobil çok daha iyi bir otomobildir.

Evet… tekerlekle şasi arasındaki düzenek tasarımında, en başarılı sistem “double wishbone”  diye adlandırılan, çift salıncaklı sistemdir. İki adet üçgen formlu salıncak temelini oluşturur. wisbhone ise, lades kemiği dediğimiz, tavuğun gerisindeki üçgen formlu kemik parçası..!! Adamlar böyle isim vermiş. Yol tutuş ve performans için en başarılı sistem olmasına rağmen, uygulamada pivot noktalarının yer kaybına neden olması, şasi tasarımında zorlamalara neden olur. Dolayısı ile üreticilerin genel tercihi bu kadar başarılı olmasa da “Macpherson” denilen sistemdir. Parça sayısının azlığı, şasiye entegrasyonu ve maliyet gibi sebepler yüzünden kullanımı daha yaygındır.

Ama dünyanın en sofistike otomobili Formula 1 aracında asla Macpherson veya diğer başka bir sistem göremezsiniz. Kardeşim… ama ralli otomobili ve diğer disiplinlerde tamamına yakını macpherson sistemini kullanıyor…  denilirse, bunun sebebi, kurallara uygunluk şartı derim. Bu arada önden çekiş, arkadan itiş ve 4 tekerlekten traksiyonlu otomobiller var. Önde ve arkada ihtiyaçlara göre farklı sistemler tercih edilebilir.

Geçen yazıyı beygir günüden bahsederek bitirmiştik. Bu yazıyı da ” tork”dan bahsederek bitirelim. Beygir gücü; zaman, yol faktörleri ile izah edilmesine karşın, torkun zamanla hiç alakası yoktur. Tork “moment”dir. N.m diye anılır. Yani 1 metrelik bir kolun ucundaki yükle yer çekimine direnerek, Yer yüzüne paralel tutabilen kuvvet diyebiliriz. 16yy. da yaşamış Isaac Newton abi, bu kuvvet birimini ifade etmek için uyanık, yer çekimi ivmesini esas almış (9,81metre/saniye²)

Bu sebepten ikide bir yeryüzüne dik! yeryüzüne paralel filan diyoruz ya hani… jant gevşemesin diye kaç sıktın diyoruz ya. O da elindeki tork metreyi 8kg ayarladım diyor ya, işte aslında 8 kgf m yani yaklaşık 80Nm (78,48Nm). Tartı aletine bir yük koyup1 kg gördüğümüzde, bu yaklaşık 10N kuvvet demeye geliyor. Eğer bu yükü 1m boyundaki bir kolun ucunda tutarsak oluşacak tork 10Nm’dir. Sağolasın yer çekimi!!…

Örnekleyelim; 200Nm torku olan ortalama bir aracı düşünelim. vites 3.80/1 x final ratio (diferansiyel oranı) 3,90 = Toplam rediksiyon, 14,82/1 …. Eeeee….. ozaman 14,82 x 200Nm = 2964 Nm (tork) çevirme kuvvetimiz var… Ama bitmedi! Tekerleğimizin çapı 2m yani yarı çapı 1m değil ki?… olsa olsa 30 cm civarında. Yani 0,3m.   Al sana bir avantaj daha, 2964 Nm / 0,3m =9870,12N kuvvet o da yaklaşık 987,012 kg çevirme kuvvetini cebimize koyduk.

Yeryüzüne 90°dik bir yokuş olsa, otomobilde 900 kg olsa  200 Nm torklu motorumuz, bizi ‘sidik zoruyla’ o yokuşu 1. viteste çıkarır. Gerçek hayatta genellikle en fazla 30° yokuş çıkarız. matematiğini yaparak daha fazla sıkıcı olmayalım!! Düşünelim, otomobilimiz ortalama 1350 kg olsun, direksiyona geçtik, hanım yanımızda, çocuklar ve kayınvalide arkada, bagajda dolu,  oldu mu yaklaşık ağırlık 1700 kg. Ehh… 30° yokuşta bu ağırlıkta 200 Nm tork üreten motoruyla, debriyajı hafif kokutarak otomobili hareket ettirebiliriz.. (1700kg * 9,81m/s² * sin30°  = 8338,5N < 9870N) Hepinize selamlar..