AMAÇ : Taşıt hareketinde yön kontrolünün önemini, ön düzen geometrisine ait kriterleri, ön düzen geometrisinin sürücü ile olan ilişkisini sağlayan direksiyon sistemini ve bu sisteme ait teorik ve yapısal bilgileri kavrayabilme.

1- ÖN DÜZEN GEOMETRİSİ:

Ön düzen geometrisi terimi, ön tekerlekler şasi ve ilgili parçalar arasındaki çeşitli açıları ifade eder. Ön düzenin parçaları arasında bulunan açılar şunlardır:

1.Kamber
2.Başlık pimi (king-pim) veya direksiyon ekseni eğikliği
3.Kaster
4.Toe-in
5.Dönüşlerdeki toe-out

Ön düzen ya da araçların ön takımlarının revizyonu sırasında belirtilen açıların tümü kontrolden geçirilir ve gerekirse ayarlanılır. Araçların güvenli bir şekilde yolda seyretmeleri bu açıların ve bağıntıların istenilen değerlerde tutulmalarına bağlıdır. Her açı kesinlikle önemlidir ve bunlar verilen katalog değerlerinde tutulmazlarsa direksiyon kontrolü ortadan kalkar; lastikler kısa zamanda aşınır.

1.1- KAMBER AÇISI

Ön tekerleklerin düşey eksene oranla aracın merkezine ya da dışa olan eğikliğine kamber açısı denir. Eğikliğin dışa doğru olanına pozitif, içeriye aracın merkezine olanına ise negatif kamber denir. Bir diğer açıklama ile kamber açısı ön tekerin üst kısmının dikeye nazaran dışa ya da içe yatıklığıdır. Kamber açısı, tekerleğin yere iyi bir temas yapmasını sağlar. Pozitif kamber, tekerleğin temas noktasında meydana gelen momenti azaltarak direksiyon kolaylığı sağlar. Tekerleğe gelen normal tepki kuvvetinden dingil pimi veya rotillerde meydana gelen yük ve aşınmaları azaltır. Dingil pimi burcunda veya rotillerdeki sürtünmeyi azaltarak direksiyon kolaylığı sağlar. Gereğinden fazla pozitif kamber açısı tekerleğin dıştan aşınmasına, negatif kamber ise içten aşınmasına sebep olur. Taşıt, kamber açısının büyük olduğu tekerlek tarafına çekme yapar.

Kamber açısının verilme sebeplerinin başında, yüksüz iken tekerleğe hafifçe dışa doğru bir yatıklık vermek ve yük bindiği zaman bunu dikey duruma getirme imkânını hazırlamak gelir. Kamber açısını vermekle tekerleklerin yere temas noktasında, tekerlek ekseni ile başlık pimi ekseninin kesişmesi sağlanır. Böylece aracın yükü ile aks başı tekerleğin iç yatağı üzerine bindirilir. Bir başka açıklama ile yük ekseni ile yola temas ekseni yol üzerinde birleştirilerek iki nokta arasında moment kolu yok edilmiş veya moment eksenleri üst üste getirilmiş olur. Bu şekilde lastikler ve ön düzenin elemanları korunmuş olur.

Pozitif kamber açısının verilme sebepleri şöyle sıralanabilir:

a. Yollar genellikle bombeli yapılırlar ve taşıt trafiğinde sağdan gitmek gereklidir. Bu bakımdan ortaya çıkan yol eğiminden dolayı aracın tekerlekleri doğal olarak yana yatmak eğilimi gösterirler. Kamber açısı verilmekle gidiş sırasında tekerleklerin yola dik oturmaları sağlanır ve ortaya çıkacak lastik aşıntısı önlenmiş olur.
b. Aracın dingilleri yük altında eğilmeye zorlanır ve buda tekerleklerin üst tarafları aracın merkezine doğru kapatmaya çalışır. Pozitif kamber açısı verilerek yük altında tekerleklerin dikey konuma gelmeleri sağlanır. Yani pozitif kamber açısının yardımı ile teker düzlemlerinin düşeyden ayrılmaları önlenmiş olur ve şüphesiz bu da lastik aşınmasını azaltır.
c. Tekerin yere temas noktasının yükün altına yaklaştırılması aracın sürüşünü kolaylaştırır. Çünkü yük noktası ile tekerin yere temas noktası arasında mesafe kalırsa ortaya bir moment sorunu çıkar ve oluşan moment direksiyonda zorluklara neden olur. Kamber açısı bu yaklaşımı temin ederek moment kolunu dolayısıyla momenti yok eder.
d. Aracın yükü aks başı ile aksın iç yatağı üzerinde taşınırsa direksiyonun kullanılması daha da rahatlaşır. Bu bakımdan tekere pozitif kamber verilerek yük dağılımı dengeli hale getirilir.
e. Teker dikey ekseni ile başlık pimi (king-pin) ekseni yola temas noktasında birleşmelidir. Bu, yukarda belirtilen moment kolunu ortadan kaldırır ve böylece direksiyon kolaylığını sağlar.

Negatif kamber açısının verilme sebepleri şöyle sıralanabilir:

a. Negatif kamber taşıtın dönemeci alabilmesi için gereklidir. Yani dönemecin merkezine doğru yönelen negatif kamberli tekerlek, yere dik temas eden yuvarlanan (tahriksiz) tekerlek için gerekli olan dönüş kuvveti için dönüş gücünü arttırır ve temas bölgesindeki kayma açısı azalır.
b. Taşıt dönerken gövdenin yalpa hareketini yapması ile kamber açısının artması; lastiklerin oldukça esnek olması ile dönemecin merkezi yönünde daha az deforme olmasına sebep olur. Bu da taşıtın dönme hareketine daha çabuk cevap vermesi demek olup savrulma riskini azaltmaktadır.
c. Eğer taşıtta negatif kamber yok ise yalnızca tekerlerin dış kısmı ve yanakları yere temas edeceğinden yerle temas eden alan azalacağından (tekerlek temas bölgesi alanı azaldıkça çekiş katsayısı azalacağından) verilen tahrik yere tam olarak iletilmez ve sonuç olarak taşıt yavaş olacaktır.


Bu durumun tekerleğin yere dik olduğu pozisyona en uygun olduğu ve ağır yanal yüklerde deforme olmasını yere dik temasla kısmen engellendiği anlaşılmaktadır.

• Eğer maksimum çekiş isteniyorsa o anda kamber sıfır olmak zorundadır.
• Eğer maksimum dönüş isteniyorsa süspansiyon yayının yumuşaklığına ve tekerlek karkasına bağlı olan birkaç derecelik negatif kamber verilmelidir.

Ancak bu koşulların her ikisi birden sağlanamamaktadır. Bu sebepten tekerleklerin her iki taraftan eşit hale getiren eşit kamberler verilmelidir.
Kamber açısının istenilen değerlerin dışında olması bazı zararlı etkileri ortaya çıkarmaktadır. Bu etkileri şöyle sıralayabiliriz:

1. Yanlış kamber açısı ön tekerleklerin yataklarını, başlık pimi ve burçlarını yada küresel mafsalları aşındırır.
2. Ön teker lastiklerinin negatif kamber içten, pozitif kamber ise dıştan aşındırır.
3. Kamber açısının tekerlekler arasında eşit olmaması aracın bir tarafa çekmesine sebep olur.
4. Fazla kamber açısı direksiyonun döndürülmesini zorlaştırır.

1.2- BAŞLIK PİMİ EĞİKLİĞİ

Başlık pimi veya kataloglarda geçen adıyla hemen hemen dilimize yerleşen king-pin serbest askı donanımlarında ve sabit dingilli sistemlerde kullanılmaktadır. Fakat çoğu otomobillerde artık başlık pimi yerine küresel mafsallı askı donanımı kullanıldığından pimin yerini tutan bir eksenden söz etmek daha doğru olmaktadır. Çünkü başlık piminin dikeye göre biraz içeriye aracın merkezine doğru olan bir eğikliği vardır. Bu küresel mafsallı askı sisteminde alt ve üst salıncak kollarının dingil yada ön aks başına bağlantısını sağlayan küresel mafsalların ikisinden geçen eksen olarak ortaya çıkmaktadır ve şüphesiz yine dikeye oranla biraz içeriye yatıktır. Bu eksenin veya başlık piminin üst ucunun düşeye oranla içeriye olan yatıklığına yani; aracın merkezine olan eğikliğine başlık pimi eğikliği yada direksiyon ekseni eğikliği veya king-pin açısı denilir.

King-pin açısının taşıt üzerindeki etkileri:

Tekerleğin temas noktasını, pim eksenin yeri kestiği noktaya yaklaştırarak yol darbelerinin ön takım ve direksiyon sistemi üzerindeki olumsuz etkilerini azaltır. Dönüşlerde direnç momenti azaltarak direksiyon kolaylığı sağlar. Dönüşlerden sonra tekerleklerin tekrar düz konuma gelmesini sağlar. Bu açıya direksiyon eğikliği açısı da denir.

Şekil 2 :Başlık pimi eğikliği veya king-pim açısı.

1.2.1- Kingpin Mesafesi

Direksiyon ekseninin yol yüzeyi ile yaptığı temas noktası ile tekerlek merkezi temas noktası arsındaki mesafedir. Kingpin mesafesi fonksiyonu direksiyon kuvvetini azaltmak, tekerlek titreşimini önlemek ve tekerlek düz konumunun korumasını temin etmektir. Araç dönüş hareketi yaptıktan sonra tekerlekleri tekrar düz pozisyonlarına daha kolay getirmek için belirli bir Kingpin mesafesinde geri dönüş kuvvetleri meydana gelmektedir.

1.2.2- Negatif Kingpin Mesafesi

Direksiyon eksenin yol yüzeyi temas noktası tekerlek merkezi ile tekerleğin dış tarafı arasında kalıyorsa bu mesafeye negatif Kingpin mesafesi denilmektedir. Negatif Kingpin mesafesinin sonucu olarak tekerlek üzerinde etkili olan fren kuvvetleri tekerlekleri içe doğru döndürmeye meyilli bir tork meydana getirirler. Sonuç olarak daha büyük fren etkisine maruz kalan tekerlek içeri doğru döner ve daha kuvvetli fren yapılan tarafta direksiyon hâkimiyeti sağlanmış olur. Bu işlem sonucunda aracı dengeleyecek şekilde otomatik olarak direksiyon hâkimiyeti sağlanmış olmaktadır.

1.2.3- Pozitif Kingpin Mesafesi

Direksiyon ekseninin yol yüzeyi olan temas noktası tekerlek merkezi ile tekerleğin iç tarafı arasında kalıyorsa bu mesafe pozitif Kingpin mesafesi denilmektedir. Bu sebepten tekerlek kendi kılavuz noktası etrafında dönmektedir. Pozitif Kingpin mesafesi büyüdükçe tekerlekler daha kolay döndürülmektedir. Pozitif Kingpin mesafesinin sonucu olarak tekerlek üzerinde etkili olan fren kuvvetleri tekerleği dışarı doğru döndürecek yönde bir tork oluşturmaktadır. Pozitif Kingpin mesafesi büyük olduğunda, direksiyon hâkimiyeti çok kolay olsa da rahatsız edici kuvvetler uzun kol üzerinde etkili olurlar ve istenmeyen direksiyon açısı meydana getirirler.

1.2.4- Sıfır Kingpin Mesafesi

Direksiyon eksenin yol temas noktası tekerlek merkezi ile çakışıyorsa Kingpin mesafesi sıfırdır. Sıfır Kingpin mesafesi durumunda tekerlek tek bir çizgi üzerinde dönüş yapar. Araç dururken direksiyon kuvveti fazladır, bunun sebebi ise tekerleğin direksiyon açısında dönmemesindendir. Bu durumda tork kuvvetleri meydana gelmemektedir.

1.2.5- Kingpin Eğimi

Kingpin açısı, direksiyon ekseni ile (helezon yay dayaması ya da Kingpin) yol yüzeyindeki düşey eksen arasındaki açıdır. Kingpin mesafesi, kamber açısında Kingpin eğimi birbirlerini daima etkilemektedirler ve birbirlerine çok fazla bir şekilde bağımlıdırlar. Kingpin eğimi esas olarak tekerleklerin normal pozisyonlarına geri getiren hizalama torku üzerinde etkili olmaktadır. Direksiyon ekseninin eğiminden dolayı direksiyon döndürüldüğünde aracın ön tarafı hafifçe yukarı doğru yükselmektedir. Aracın ağırlığı tekerlekleri normal pozisyonlarına getirmek için zorlamaktadır.

Kingpin eğimi
1) Yol yüzeyine düşey eksen
2) Kingpin açısı
3) Direksiyon eksenleri

Başlık Pimi Eğikliği Veya King-Pin Açısının Verilme Sebepleri:

a. Başlık pimi eğikliği kamber açısına duyulan ihtiyacı kısmen karşılayabildiğinden kamber açısını küçük tutmak mümkün olur.
b. Taşıtın sapma dairesini küçük tutar. Duran bir aracın tekerleklerinin saptırılmasına bir yuvarlanma hareketinin sağlanması gereklidir. Bunun için sapma dairesi verilir. Bu daire ise fazla değerde tutulursa direksiyonda zorluklar çıkarır.
c. Aracın ağırlığına lastiğin yere temas ettiği noktaya getirerek yükün dağılımını sağlar.
d. Dönüşten sonra direksiyonun kolaylıkla eski konumuna getirilmesini sağlar; direksiyonun toplanmasını kolaylaştırır.
e. Lastiğin aşıntısını azaltır.

Başlık pimi eğikliği ya da king-pin açısı takriben 13 derece civarında bir açıdır. Araçtan araca değişen bir değeri vardır. Genellikle ayarlanabilen bir açı değildir. Ancak başlık piminin ya da dingil başının eğilmesi ile düzeltilebilir. Zaten herhangi bir çarpılma veya deformasyon olmaz ise bu açı pek bozulmaz.

1.3- TOPLAM AÇI

Kamber ve king-pim açılarının toplamıdır. Tekerlek ekseni ile king-pim ekseninin kesişme noktasının yerini belirlemek bakımından önemlidir. Pratikte bu nokta, yol yüzeyinin 5cm altında olmalıdır. Kesişme noktası yol yüzeyinde ise, yol direnci dönme ekseni üzerinden geçtiği için tekerlekleri içe veya dışa doğru açma-kapama etkisi olmaz. Bu durumda taşıt hareket halinde iken rot başları ve direksiyon boşluğu nedeniyle tekerleklerin sağa-sola yalpa yapmasına neden olur. Direnç moment kolu sıfır olduğundan, taşıt hareket halinde iken yol darbeleri direksiyon sistemini fazla etkilemez, ancak durur vaziyette iken direksiyon dönüşü zorlaşır. King-pim açısının çok küçük olduğu durumlarda tekerlekleri açma-kapama etkisi nedeniyle yalpa azalabilir, ancak yük dağılım dengesi uygun olmaz. King-pim açısının çok büyük olması halinde ise, dingil pimi veya salıncak rotilleri düşey yüklerin etkisiyle eğilmeye zorlanır.

1.4- DİREKSİYON DEVEBOYNU VEYA ÖN DİNGİL BAŞI EĞİKLİĞİ

Bu eğikliğe dingil başı açısı da denir. Başlık pimi ekseni ile ön aks ekseni arasındaki açıdır. Bir bakıma başlık pimi eğikliği ile düşey eksenden itibaren aks ekseninin düşeyle yapmış olduğu açının toplamına eşit bir açıdır. Kamber açısı ile başlık pimi eğikliği birbirine bağlı iki açıdır. Fakat dingil başı açısı pozitif kamberi de içinde bulunduran ve başlık pimi eğikliği ile toplam bir açı meydana getiren açıdır. Bu açı değiştirilirse kamber açısının da değiştirilmesi gerekir.

Direksiyon deve boynu, ön dingil başı eğikliği.Başlık pimi eğikliği değiştiği zaman kamber açısı da değişir.

1.5- KASTER AÇISI

Dingil piminin veya alt ve üst salıncak rotillerini birleştiren doğrunun taşıtın önüne veya arkasına doğru eğimine kaster denir. Tekerleğe yan tarafından bakıldığında pimin üst kısmının arkaya doğru eğimi pozitif kaster tersi ise negatif kaster olarak adlandırılır. Pozitif veya negatif kaster verilmiş araç tekerleklerinde yolun durumundan dolayı sapma meydana geldiğinde tekerlekler tekrar eski konumuna gelir.

Dönüşlerden sonra tekerlekleri tekrar düz duruma getirmeye çalıştığından direksiyonun kolayca toplanmasına yardımcı olur. Kasterin bu etkisini king-pim açısı da desteklemektedir. Taşıta kolay manevra yapma imkânı verir. Pozitif kasterli taşıtta yol ve sürüş kararlılığı etkili iken negatif kasterli taşıtta viraj alma kabiliyeti fazladır. Gereğinden daha büyük açıda verilen kaster direksiyonu zorlaştırır, aşırı yol darbesi etkisi ve titreşimlere neden olur. Buna karşılık yol kararlılığı artar.

Bunun tersinde ise düşük hızlarda direksiyon kolaylığı sağlandığı halde yüksek hızlarda direksiyon kolaylığı azalır ve taşıt sağa sola gezinti yapar. Pozitif kasterli bir taşıtta kaster açısının küçük olduğu tekerlek tarafına, negatif kasterli bir taşıtta ise kaster açısının büyük olduğu tarafa doğru çekme meydana gelir.

1.5.1- Pozitif Kaster

Eğer tekerlek temas noktası direksiyon eksenlerinin kesişme noktası ile sürüş yönüne doğru olan yol yüzeyi arasında ise kaster açısı ve kaster izi pozitiftir. Pozitif kaster tekerleklerin normal pozisyona geri dönmelerini temin eder ve dönüş sırasında ve düz pozisyon denge durumunda direksiyon torkunu etkiler. Tekerlek çekilir ve temas noktasının arka tarafında hareket eder. (direksiyon ekseninin yol yüzeyi ile kesişme noktasında)

Pozitif Kaster
1 Direksiyon ekseni
2 Tekerlek temas noktası
3 Pozitif kaster-direksiyon ekseninin yol yüzeyi ile kesişme noktası
s Kaster izi  Kaster açısı
Kaster izi: Kaster izi yol yüzeyindeki direksiyon eksenlerinin kesişme noktası ile tekerlek merkezinden geçen düşey eksen arasındaki mesafedir.

1.5.2- Negatif kaster

Negatif Kaster
1 Direksiyon ekseni
2 Negatif kaster-direksiyon ekseni ile yol yüzeyi arasındaki kesişme noktası
3 Tekerlek temas noktası
s Negatif kaster izi
 Negatif kaster açısı(negatif kaster)

Eğer tekerlek temas noktası direksiyon ekseni ile sürüş yönünde olan yol yüzeyinin kesişme noktasının önünde kalıyorsa kaster açısı ve kaster izi negatiftir. Bu durumda negatif kaster meydana gelmektedir. Negatif kaster, ya da en azından yalnızca az bir miktar pozitif kaster ön tekerleklerde sıkça mevcuttur. Sebebi ise dönüş sırasında dönüş kuvvetlerini en aza indirmektir.

Kaster Açısının Verilme Sebepleri:

a. Yolların yüzeyleri genellikle biraz bombelidir. Yol bombesinden doğabilecek yana yatmaları ve çekmeleri önlemek için pozitif kaster verilmelidir.
b. Direksiyonda stabiliteyi sağlar. Kaster açısının pozitif olarak fazla verildiği oranda direksiyon stabilite kazanır; fakat aynı oranda da döndürmede güçlüklerle karşılaşılır.
c. Araçlarda daha geniş lastiklerin kullanılmaya başlamasından dolayı, kaster açısını düşük tutmak mümkün olmuştur. Çünkü stabilite geniş lastikler ile de sağlanabilmektedir. Bu nedenle negatif kaster verme eğilimi doğmuştur.
d. Hidrolik yardımlı direksiyonları olan araçlarda daha çok pozitif kaster, mekaniki direksiyonlu araçlarda daha az bir kaster açısı verilebilir.
e. Pozitif ya da negatif kaster, aracın ağırlık merkezini tekerin önüne ya da arkasına düşürür. Bu da direksiyona düz gidiş halinde bir kolaylık sağlar. Yani kasterli tekerlekler daima düz gidiş halinde korumaya ve seçilen istikameti takip etmeye çalışırlar. Diğer taraftan dönüş sona erdikten sonra direksiyonun toplanmasını kolaylaştırır.

Not: --- Pozitif kasterli taşıtta yol ve sürüş kararlılığı etkilidir.
--- Negatif kasterli araçta viraj alma kabiliyeti etkilidir.

Fazla Kasterin Neden Olacağı Arızalar:

a. Fazla kaster direksiyonda sertliğe yol açar.
b. Fazla pozitif kaster araçta kontrolü kolaylaştırır, stabiliteyi arttırır.
c. Kaster açısının az olması düşük hızlarda direksiyonda rahatlık ve kolaylık sağlar.
d. Düşük kaster düşük hızlarda aracın gezinmesine yol açabilir.
e. Kaster açısının bir tarafta az olması aracın o tarafa çekmesine neden olur.
f. Yol bombesinden ve trafiğin de sağdan olmasından dolayı sağ tarafa verilen pozitif kaster biraz daha büyük tutulur.

1.6 - TOE-İN AÇISI

Aracın ön tekerleklerine tepeden kuşbakışı bakıldığı zaman ön taraflarının arka tarafa oranla olan kapanıklığına toe-in denilir. Ön tekerlere kamber açısı verildiği zaman lastik yol ile bir açı yapacak şekilde yola oturur. Lastiğin kendini yere adapte etmesinden sonra, yola oturan kısım tekerin ekseni ile dikeyliğini koruyamaz. Bu, tekerin bir koni gibi yuvarlanmasına sebep olur. Araç düz ileri giderken bu yuvarlanma etkisinden dolayı teker dışa açılmaya zorlanır. Verilen kamber açısından dolayı tekerin dışa doğru yuvarlanma eğilimini gidermek amacı ile tekerlerin ön kısmının kapanık olması gerekir. Bunun için de toe-in verilir.

Direksiyon ekseni yolu tekerin ekseninin iç tarafında kestiğinde tekerin toe-out’a çalışma eğilimini de ortadan kaldırmak için toe-in vermek lazımdır.

Toe-İn, Ön Tekerleklerin Kapanıklığının Verilme Nedenleri:

a. Kamber açısından doğan dışa açılmayı önlemek ve kamber aşıntısını azaltmak
b. Gidiş sırasında ön tekerlerin paralel doğrultuyu kazanmalarını sağlamak ve bu doğrultuyu korumak.
c. Direksiyon stabilitesini artırmak.
d. Tekerlerin yana kaymalarını engellemek.
e. Lastik aşınmalarını azaltmak

1.7-DÖNÜŞLERDEKİ TOE-OUT

Dönüş sırasında aracın ön tekerlerinden içte kalanın dışta kalana oranla daha dar bir dönüş dairesi çizmesi gerekir. İç tekerin daha dar bir daire çizmesi için tekerleklerin dönüş sırasında toe-out’a çalışması zorunludur. Böylece iç teker daha keskin bir dönüş yapma imkânını bulur. Bunu gerçekleştirmek için yan deveboyunları aracın merkezine doğru bir miktar eğilir; daha doğrusu bir eğim verilir.


Dönüş sırasında tekerleklerin izlediği yollar

1 Ön tekerleklerin merkez eksenleri
2 Aksonlar
3 Direksiyon mafsal ekseni
4 Arka tekerleklerin mafsal ekseni
5 Hayali ortak merkez
6 zafi direksiyon açısı 

Dönüş açısı, dönüş sırasında iki ön teker arasındaki açı farkını ifade eder. Diğer bir ifade ile dönüş açısı, dönüş sırasında her tekerin üzerinde yol aldığı çembere teğet kalmasını sağlayan açıdır. Tekerlerin dönüş sırasında dışa doğru açılma nedenlerinden dolayı bu açıya dönüşlerdeki toe-out da denilmektedir.

Toe-in ve Toe-out Açılarının Taşıt Davranışı Üzerine Etkileri:
Taşıtın bir taraftan bir tümsekten geçtiğini veya direksiyonun çok az saptırıldığı varsayılsın. Bu durumda iki ön tekerlekten birinin daha fazla yük taşımasına sebep olacaktır. Daha fazla yük daha fazla çekiş anlamına geldiğinden tekerlekler yan tarafa daha fazla çekecektir. Bu durumda toe açıları gereklidir.
• Toe-out açısının taşıtın arka tarafında kullanılması, taşıtın kararsız olmasına sebep olup taşıtı sürülemez hale getirir. Toe-out ön tarafta içteki tekerin dıştakinden daha fazla sapması için kullanılır. Yani manevra kabiliyetini arttırmaktadır.
• Taşıtın arka tarafında toe-in kullanılması ile taşıt kararlı hale gelmektedir. Bu durumda arkada iki zıt kuvvet oluşacaktır. Toe-in’li tekerleklerde sebebi ne olursa olsun bir taraftaki kuvvet diğer taraftakinden daha büyük olursa, taşıt; yük kaybeden tekerlek üzerine yük transferini sağlayacak yöne sapacaktır. Bu da yük kaybeden lastik için daha fazla yük sonucunda daha fazla çekiş demektir.
• Aşırı değerde arka tarafta kullanılan toe-in taşıtı az döner yapmaktadır.
• Toe-in tekerlek herhangi bir tümsekten geçerken çekiş kaybının olması durumunda arka tekerleklerin dışa doğru yönelmesini yani toe-out yapmasını engeller.
• Toe-in önde kullanıldığında ön tarafı stabilize eder. Bu, taşıt hızlanırken ön tarafın kaklım hareketi yapmaması için iyi bir etkidir.

1.8- KAYMA AÇILARI

Bir araç virajı yüksek hızda alırken teker tarafından takip edilecek yol, eğer bir merkezkaç kuvveti olmasaydı, biraz daha farklı olacaktı. Bu bakımdan dönüşler sırasında tekerlekler kendilerini istenilen yönde sevk edecek, daha doğrusu istenilen tarafa götürecek bir dönüş kuvveti oluştururlar. Bu kuvvet merkezkaç kuvveti tarafından karşılanır. Yani merkezkaç kuvveti ile aracı istenilen yönde sevk etmeye yarayan kuvvet birbirine zıt iki kuvvettir. Bu iki kuvvet arasındaki denge durumuna göre tekerlekler bir yol tutmaya çalışırlar. Tekerin bu şekilde takip ettiği yol ile merkezkaç kuvvetinin bulunmadığı ortamda takip edeceği yol arasındaki farka kayma açısı denir. Kayma açısının büyüklüğü oranında lastiklerde aşınma meydana gelir.

Kayma açıları
Kayma açısı olmadan gerçek dönüş ekseni, teorik olandan farklıdır.

1.9- ÖN DÜZEN AYARLARININ YAPILMASI VE KONTROLÜ

Araç ön düzen cihazının (SUN) krikosuna ölçme işlemi yapılabilecek şekilde park edilir. Ölçüm işleminden önce aracın lastik hava basınçları, rotil boşlukları alınır ve araca asılarak sistemin oturması sağlanır. Bağlantı ayakları jant çapı ayar edilip lastikten kavratmak sureti ile iyice janta oturtulur. Optik okuyucu başlıkları yönlerine ve tekerlek konumlarına dikkat edilerek bağlantı ayaklarına oturtturulur. Kabloları cihaza ve birbirlerine dikkat edilerek takılır. SUN cihazının açma düğmesi on konumuna getirilir. İlk önce araç marka ve modeli girilir, daha sonra bilgisayarın komutları doğrultusunda ölçüm işlemleri tekerleği sağa ve sola çevirmek sureti ile yapılır. Okunan değerlere göre gerekli müdahale yapılır.

Yukarıda da ayrıntılı bir şekilde açıklanan ön düzen sistemi ve açıları direkt olarak aracın sürüş şartlarını etkilemektedir. Bu da demek oluyor ki hem aracın ve tekerleklerin aşınma ve fazla yüklerle karşılaşmaması hem de sürüşü daha ideal koşullara getirmek için ön düzen sisteminin bakım ve ayarlarının ihmal edilmemesi, periyodik bakımlarını yapılması gerekmektedir.

2- DİREKSİYON SİSTEMİ:

Direksiyon sistemi motorlu taşıt aracının sürücüsüne aracı istediği yönde seyretme imkânı verir. Direksiyon simidinden tekerlere kadar uzanan bütün parça ve bağlantılar bu sistemi oluşturur. Ülkemizde çoğu araçlar üzerinde, hala mekanik direksiyon sistemleri kullanılmakla beraber hidrolik direksiyonlar gün geçtikçe gelişmekte ve otomobillerde mekanik direksiyonların yerini almaktadır.

3- DİREKSİYON SİSTEMİNİN ÇALIŞMASI VE YAPISI:

Şekilde otomobil direksiyon sisteminin kuş bakışı bir resmini vermektedir. Tekerlekler direksiyon deveboynu ya da dingil başları tarafından taşınmaktadır. Şüphesiz sözü edilen tekerlekler ön tekerleklerdir ya da direksiyon sistemine girenlerdir. Direksiyon deveboynu ya da dingil başları salıncak kollarına mafsallarla bağlanmıştır. Küresel mafsallar dingil başının sağa-sola dönmesine müsaade eder. Tekerleklerde dingil başlarına tespit edilmiş olduklarından dingil başının ya da direksiyon deveboynunun sağa-sola hareketi tekere de aynı hareketi yaptırır ve böylece araç istenilen yöne sevk edilmiş olur.

Direksiyon sisteminin üstten görünüşü, paralel direksiyon bağlantıları

Basit bir direksiyon sistemi; direksiyon simidi, direksiyon dişli kutusu, rotlar, direksiyon deveboynu kolları ve tekerleklerden ibarettir. Ön tekerlekler ön akslar üzerindedir ve ön akslar da başlık pimi ya da küresel mafsallar üzerinden salıncak kollarına, diğer taraftan da rotlara bağlanmışlardır. Direksiyon simidi herhangi bir yöne döndürüldüğü zaman, direksiyon dişli kutusu içindeki sektör dişlisi komuta kolunun (pitman) sağa ya da sola hareket etmesine yol açar. Pitman kolunu bu ileri geri çalışması direksiyon deveboyunları üzerinde etkir ve direksiyon deveboynunu ya da dingil başını iter veya çeker. Bunlara bağlı olarak tekerlekler istenilen tarafa dönmeye zorlanır ve böylece araç istenilen doğrultuda seyrettirilir.

3- DİREKSİYON BAĞLANTILARI

Direksiyon bağlantıları ön tekerleri direksiyon kollarına, deveboyunlarına ve direksiyon dişli kutusunun pitman kolunu birbirine bağlar. Direksiyon simidinin döndürülmesi sırasında pitman kolu (komuta kolu), yanlara, ileriye ve geriye doğru hareket etmektedir. Komuta kolundaki bu hareket çubuk ya da rot bağlantıları ile tekerlere iletilmesi gerekir. Diğer taraftan bu çubuk ve rot bağlantılarının zaman zaman ortaya çıkacak olan ayarsızlıklarını giderebilmek için imkân hazırlanmalıdır. Bu ayar, düz hareketsiz halde ön tekerlere bir miktar toe-in vermeyi sağlar. Harekete geçtikten sonra direksiyon sistemin tüm boşlukları karşılandıktan sonra bu toe-in ortadan kalkar.

İstenilen etkili direksiyonu gerçekleştirmek amacı ile çeşitli direksiyon bağlantıları geliştirilmiştir. Bunlardan en çok kullanılanı şekilde görülen paralelkenar biçimini oluşturan bağlantı sistemidir. Bu sisteme kuş bakışı bakıldığı zaman, şekli bir paralelkenarı andırır. Bu nedenle paralelkenar sistemi direksiyon düzeni adını alır.

4- DİREKSİYON BAĞLANTISINI OLUŞTURAN ELEMANLAR

Direksiyon sistemi, şoföre ön tekerlere minimum bir kuvvetle sağa sola döndürme imkânı vermek üzere düzenlenmiştir. Yol şokları direksiyon üzerinden şoföre iletilmez. Askı donanımı yoldan gelebilecek darbeleri karşılar.
Direksiyon sistemi genellikle üç ayrı gurupta toplanabilir. Bunlar;

a. Direksiyon dişli kutusu, direksiyon mili ve direksiyon simidi
b. Tekerlerin dönüş hareketini almasını sağlayan deveboyunları
c. Direksiyon dişli kutusunu direksiyon kollarına bağlayan uygun çubuk bağlantılarıdır.

a. Direksiyon deveboyunları:

Bu kollara yan deveboyunları da denir. Yan deveboyunları dingil başına ya cıvatalar ile bağlanırlar, ya da dingil başı ile birlikte dökülürler. Yan deveboyunlarının uçlarında küresel başlıklı rotların bağlanmasını sağlamak için konik delikler vardır. Direksiyon deveboyunları, sağa sola hareket ettikleri zaman dingil başı tertibatının küresel mafsallar üzerinde ya da başlık pimi etrafında dönmesini sağlar.

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 ya da ileri-geri gidip gelmeye çalışır. Komuta koluna hareket veren sektör dişlisidir. Sektör dişlisi sektör milini, sektör mili de komuta kolunu döndürür.

c. İstikamet çubuğu:

Komuta kolu, istikamet çubuğu diye adlandırılan bir ara kola tespit edilmiştir. Komuta kolunun küresel bir biçime sokulmuş bulunan ucu istikamet çubuğuna bağlıdır. İstikamet çubuğunun komuta koluna yataklık eden ucunda küresel yarım yataklar vardır ve komuta kolunun küresel ucu bu yarım yataklar içinde yataklanmıştır.

d. Ara Kol:

Direksiyon bağlantılarında rastlanan ara kola “S” kolu veya “avare” 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 cıvatalar ile bağlıdır. Ara kolun bu bağlantısı kendisini komuta kolu ile paralel duruma getirir.

e. Rotlar:

Yan deveboyunları iki rot aracılığı ile istikamet çubuğuna bağlanırlar. Uçlar küresel yataklar üzerinden bağlanmıştır. Her rotun birer ucu ayarlanabilir durumdadır. Bu bakımdan rotların boyları değiştirilebilir ve bu şekilde toe-in ayarı yapılabilir. Rotlar genellikle eşit boylarda ve alt salıncak kolları ile aynı uzunluktadır; istikamet çubuğunun komuta kolu ve ara kol aracılığı ile bağlanmış bulunduğu şasi aşağı yukarı salınım yapmaya başladığında toe-in ve toe-out değerlerinde bir değişme olmamalıdır.


Şekil: İstikamet çubuğu ve rotlar hemen hemen paralel olmalıdır.
1- Paralel olmayan rot ve istikamet çubuğu bağlantısı, önden görünüş
2- Aracın gövdesi aşağı salınımla yere yaklaşınca istikamet çubuğu yere doğru yaklaşır. A ve B mesafelerindeki değişmeye dikkat ediniz. Eğer bağlantı 2.deki gibi olursa çalışma daha rahat olur. 1. durumda salınımlı hareket sırasında çalışma çok güç olur ve aracın tekerleri toe-in yapmaya zorlanır.

İstikamet çubuğu ve rotlar önden bakıldığı zaman mümkün olduğu kadar paralel görülmelidir. Böyle bir bağlantı araçta gidiş sırasında meydana gelecek salınımlardan dolayı toe-in ve toe-out değişmelerini minimuma indirir. Direksiyon bağlantılarının bir bütün halinde görünüşü şekilde verilmiştir.




Şekil: Paralelkenar biçimli rot bağlantıları (Üstten görünüş)








Şekil: Paralel kenar şeklinde rot bağlantısı (Sistem sökülmüş ve parçalara ayrılmış)





f. Direksiyon Dişli Kutuları:

Direksiyon dişli kutuları direksiyon simidi üzerinden verilen dönel hareketi doğrusal harekete çevirerek direksiyon bağlantılarına iletir. Hareketin iletilmesi sırasında döndürme kuvvetini ya da momentini de arttırarak şoföre kolaylık sağlar. Şoförün döndürme kuvveti dişliler tarafından çoğaltılır ve çabuk ya da rot bağlantıları aracılığı ile dingil başlarına ve tekerlere iletilir.

Günümüz otomobilleri üzerinde mekaniki direksiyon dişli kutuları ile hidrolik yardımlı direksiyon dişli kutuları kullanılmaktadır.
Direksiyon milinin sonsuz vida bulunan ucu, sonsuz vidanın iki tarafında olmak üzere bilyalı yada masuralı yataklarla yataklanmıştır. Yataklar, sonsuz vidadaki eksenel gezintileri yok eder. Yatakların ayarı ayrı şimlerle yapılır.

Direksiyon milinin döndürülmesi ile sonsuz vida dönmeye başlar ve kendisi ile birlikte levyeyi döndürmeye başlar. Levyenin ucundaki pim kanallarda yürümek zorunda kalır ve böylece milde ve dolayısı ile sonsuz vidadaki dönel hareket komuta kolu miline iletilir. Komuta kolu milinin (sektör mili) ucunda kendisine frezelenmiş bulunan pitman kolu (komuta kolu) bu hareketi alır. Diğer direksiyon bağlantıları aracılığı ile direksiyon hareketi tekerlere kadar iletilir.

5- HİDROLİK YARDIMLI DİREKSİYONLAR (GÜÇ DİREKSİYONLARI)

Hidrolik yardımlı güç direksiyonları ya da genel anlamda güç direksiyonları direksiyonu döndürme kuvvetini azaltmak ve şoföre aracı daha kolay bir şekilde yönetmek imkânını vermek üzere düzenlenmiştir. Bu amaca ulaşmak için direksiyon dişli kutusunda medyana getirilen torku kuvvetlendirmek gerekir. Bunun içinde hidrolik basınçlarından yararlanılmıştır. Bu tür direksiyon sistemi direksiyon simidini döndürmeyi kolaylaştırmalı fakat şoförün direksiyon hissini edinmesini sağlamalıdır. Kontrolü elde bulundurmak için yol hissi ya da direksiyon hissi önemlidir.
Direksiyon hissi-Yol Hissi: Gidiş sırasında aracın tekerleri tarafından direksiyon simidine iletilen dirençten doğan his önem taşır. Yoldan gelen bu hisse göre şoför önceden davranma olanağı bularak aracı istenilen noktada döndürmeye başlayabilir. Diğer bir diyişle yol hissi, direksiyonun şoförün çalışmalarına cevabıdır. İyi bir şoför araç tekerleklerinin ne zaman yol kenarlarına ulaştığını ya da kaldırım taşlarına dokunduğunu önceden kestirebilir. Dönüşlerde, rüzgârlı havalarda arcın dengeli ve kontrol altında tutabilmek için ne kadar bir direksiyon gayreti gerektiğini söyleyebilir. Bu bakımdan direksiyon hissini tümüyle ortadan kaldıracak bir güç direksiyon sistemi, şoförü bu kontrol yeteneklerinden ayırır.
Güç direksiyonları ilk zamanlarda daha çok ağır hizmet tipi araçlarda ve iş makinelerinde kullanılmasına karşın günümüzün otomobillerinin hemen hemen tamamında kullanılmaktadır.

5.1- HİDROLİK YARDIMLI DİREKSİYON TİPLERİ

Otomobillerde kullanılmakta olan iki genel tip hidrolik direksiyon vardır. Birinde hidrolik yardımı sağlayan kontrol mekanizması doğrudan doğruya direksiyon dişli kutusunun üzerine yerleştirilmiştir. Diğer tipte ise hidrolik silindir ve direksiyon kontrol supabı rotlar bağlanmıştır. Bu ikinci tipte hidrolik kontrol düzeni rotlara bağlandığından direksiyon dişli kutusu farklıdır ve mekaniki direksiyon dişli kutularının aynıdır. Her iki hidrolik yardımlı direksiyon sisteminde motor tarafından kayış aracılığı ile çalışan bir hidrolik pompa sistem için gereken basınçları oluşturur.
Gerek birleşik tipte gerekse rottan kumandalı olan direksiyonda kontrolün sağlanması için kullanılan supap şoförün direksiyonu çevirmesi ile tahrik edilir. Direksiyonun çevrilmesi hareketlendirilen supap pompa tarafından oluşturulan basınçlı yağın hidrolik silindir içindeki pistonun, ya bir tarafına ya da öteki tarafına geçmesine müsaade eder. Basınçla karşı karşıya kalan piston hareket ederek komuta koluna ya da rottan kumandalı sistemde rotları iter; yani direksiyon hareketinin tekerlere geçmesini sağlar. Böylece bir yandan direksiyondan gelen mekaniki hareket direksiyon bağlantılarına ulaşırken diğer taraftan basınçlı yağın verdiği yardımla daha kolay bir dönüş yapma olanağı çıkar.

a. Birleşik Tip Hidrolik Yardımlı Güç Direksiyonu:
Birleşik tip hidrolik direksiyonda piston ve supap mekanizması birleşiktir ve direksiyon dişli kutusunun üzerinde bir ünite olarak bulunmaktadır. Hidrolik ünitenin meydana getirdiği basınç sektör miline uygulanır. Birleşik tip direksiyonun birkaç farklı tipi vardır; ancak hepsinde de çalışma prensibi aynıdır. Bunları iki gurupta toplayarak incelemek mümkündür.
1. Aynı eksenli birleşik direksiyon
2. Ekseni kaçık birleşik direksiyon

b. Rottan Kumandalı Hidrolik Yardımlı Direksiyon:
Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyon sistemi gereken hidrolik yardımının sağlanması için bir hidrolik direksiyon silindir ile bir kontrol supabı kullanılır. Bu sistemde direksiyon dişli kutusu mekaniki direksiyonlarda olduğu gibidir. Bir pitman ya da komuta kolu güç silindirinin kontrol supabını işletir.

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 basınç boru ve hortumları aracılığı ile güç silindirine bağlıdır.

Komuta kolunun ucu bir küre haline getirilmiştir. Küre biçimindeki bu uç, kontrol supabı tertibatının içinde meydana getirilen küresel biçimdeki yatağa oturur. Bu bakımdan komuta kolunun küresel ucu üzerine gelen basınç kontrol supabını sağa ya da sola doğru itmeye çalışır. Bu tahrik hareketinden sonra kontrol supabı, basınçlı yağın güç silindiri pistonun bir tafra geçmesine müsaade eder.

Bu tip hidrolik yardımlı direksiyonlarda da yol ya da direksiyon hissi birleşik tipte olduğu gibidir.

Rottan kumandalı hidrolik yardımlı direksiyon sisteminde hidrolik ünite çalışmadığı zaman direksiyonu mekaniki olarak kullanmak mümkündür.
_________________