Bir otomobilin performansını düşündüğümüzde ilk olarak aracın beygir gücü, torku ve 0-100km hızlanma değerleri gözümüzün önüne gelir. Fakat sürücü aracı kontrol edemedikten sonra istediği kadar güçlü olsun bir önemi kalmaz. Otomobil üreticileri artık 4 zamanlı motorlar konusunda usta oldular ve aracın performansını arttırmak üzere süspansiyon sistemlerine yöneldiler.
Otomobildeki süspansiyon sisteminin amacı, lastiklerle yol arasındaki sürtünmeyi maksimum yaparak, sürüş stabilitesini optimum seviyeye çıkartmak ve kusursuz dönüş yapılabilmesini sağlamaktır. Bu araç içinde seyahat edenlerin güvenliği ve rahatı için birincil dereceden önemlidir. Eğer yollarımız kusursuz düzlükte olsaydı, süspansiyon sistemlerine bu kadar fazla ihtiyaç duyulmazdı. Ama özellikle Türkiye’deki yolların durumunu hepimiz biliyoruz ve hiç olmadık bir yerde büyük bir çukura düşebiliyoruz. Tabi bu durumlarda araç zarar görmekle kalmıyor, olası bir kazaya da davetiye çıkarılmış oluyor.
Newton’un hareket kanunua göre bütün kuvvetlerin yön ve büyüklük bileşenleri vardır. Tekerlek bir tümsekten geçerken, yukarı yönde bir ivmelenme söz konusudur. Bu ivmelenme neticesinde eğer süspansiyon olmasa aracın yerle bağlantısı kesilerek son derece stabil olmayan bir durum oluşacaktır. İşte bu noktada süspansiyonun yukarı ivmelenmeyi absorbe edip tekerleğin yol ile olan bağlantısını sürdürmesini sağlaması gerekmektedir.
Süspansiyon Sistemini Oluşturan Kısımlar
- Şasi – otomobilin motoru ve diğer parçalarını üzerinde barındıran ana kafes yapıdır.
- Süspansiyon Sistemi – Süspansiyon sistemi şasiye bağlı olup, oluşan enerjileri absorbe ederek şasiye iletilmesini mümkün olduğunca azaltmayı hedefler.
- Direksiyon Sistemi – Sürücünün arabayı kontrol edebilmesini sağlayan mekanizmadır.
- Tekerlekler ve Lastikler – Yol ile teması ve aradaki sürtünme kuvveti ile aracın hareket edebilmesini sağlayan birimlerdir.
Süspansiyon Sisteminin Parçaları
1. Yaylar
Tekerlekler hariç aracın bütün yükünü üzerlerinde taşırlar. Esnek yapıları sayesinde tekerleğin tümseklerde şasiye yaklaşıp, çukurlarda şasiden uzaklaşmasına izin vererek sarsıntıların hissedilmesini en aza indirirler.
Yay Çeşitleri Şunlardır;
- Yaprak yaylar
- Helisel yaylar
- Burulma çubuklu yaylar
- Pnömatik(hava yastıklı) yaylar
- Hidro pnömatik yaylar
Yaprak Yaylar
Genellikle kamyon ve eski tip otomobillerde kullanılır. Yay çeliğinden üretilen bu yapraklar üst üste konularak kelepçelerle sabit turmaları sağlanır. Boyları birbirinden farklı, yaprakların üst üste dizilmesiyle oluşturulan bu sistem genellikle ağır yük taşımacılığı yapan araçlarda kullanılır. Parçaların tümü, bir merkez cıvatasıyla birbirine bağlanır. Ana yaprağın her iki ucu kıvrılarak ön dingile ve askı sistemlerine bağlanır.turulur. Yaylanma sırasında yay yaprakları birbiri üzerine sürtünerek kayma yaparlar, sürtünmenin en aza indirilmesi yaprakların ömrünü uzatır. Yapraklar birbiri üzerinde kayma yaparak yaylanması sağlarlar ve dikey ivmelenmeden oluşan enerjiyi absorbe ederler. Günümüzde artık neredeyse hiç kullanılmayan bu sistem, en verimsiz süspansiyon sistemlerinden birisidir.
Helisel Yaylar
Binek arabalarının ve yolcu otobüslerinin askı sistemlerinde kullanılır. Yuvarlak kesitli yay çeliğinden yapılmış çubukların ısıtıldıktan sonra kalıplar üzerine sarılmasıyla şekillendirilir. Uçları yay tablasına düzgün olarak oturacak şekilde yapılır. Her aracın ağırlığı farklı olduğundan yay çapı ve bakla sayısı buna göre üretilir. Helisel yaylar, ön askı sisteminde alt ve üst salıncaklar arasına bağlıdır. Helisel yaylar, kırıldığında veya esnekliğini kaybettiğinde yenileriyle değiştirilir. Bunun dışında herhangi bir bakıma gerek yoktur.
Burulma Çubuklu Yaylar
Burulma çubuklu yaylar bir veya birden fazla uzun çelik çubuklardan meydana gelir. Bu çubuklar burulmaya karşı dirençli malzemelerden üretilir. Çubuğun bir ucu kare şeklinde yapılarak aracın şasisine dönmeyecek şekilde sabitlenir. Diğer ucu da askı sisteminin uçlarından birisine bağlanarak, yolda tekerleğin hareketlerini yumuşatıp yaylanmayı sağlar. Çok uzun ömürlü olmazlar ve ani ve sert yüklenmelerde kırılabilirler. Günümüzde genellikle araçların arka süspansiyonlarında kullanıldıkları görülür.
Pnömatik(hava yastıklı) Yaylar
Pnömatik yaylar, havalı askı sistemlerinde kullanılır. Her tekerde yay yerine hava yastığı bulunur. Genellikle yolcu otobüsleri, kamyon gibi basınçlı hava sistemi bulunan ağır taşıma araçlarında kullanılır. Hava yastığı, koruyucu bir kap içinde hava ile şişirilmiş lastik körükten meydana gelir. Aracın bütün ağırlığı bu hava yastıklarına biner. Hava yastıkları, araç kompresöründen gelen basınçlı hava ile şişirilir. Sistemde bulunan seviye ayar supabı, kasa ile dingil arasındaki mesafenin her konumda eşit kalmasını sağlar. Seviye ayar supabının komuta kolu dingiller ile irtibatlıdır. Araç yükünün fazla olması halinde kasa yastıklar üzerine oturup dingillere yaklaşmak ister. Yastığın çökmesiyle komuta kolu, seviye ayar supabını etkileyerek yastıklara dolan havanın basıncının artmasını sağlar. Yastıklar, kasa ile dingil arasında ayarlanmış mesafeye gelene kadar şişer. Araç yükünün azalması halinde hava yastıkları serbest kalarak dingil ile kasa arasındaki mesafeyi açmak ister. Bu durumda da komuta kolu, seviye ayar supabını ters yönde etkileyerek yastık hava basınçlarını gerektiği kadar düşürür. Havası indirilen yastıklar, kasa ile dingil arasındaki ayarlanan mesafenin sabit kalmasını sağlar. Komuta kolu, seviye ayar supabı ile birlikte çalışarak araç yükünün artması halinde hava yastıklarına basılan havanın basıncını arttırır. Yük azalması halinde yastık hava basınçlarını düşürülür. Sonuç olarak dingil ve kasa arasındaki mesafe her zaman sabit tutar.
2. Amortisörler
Süspansiyon sistemini şu ana kadarki kısmıyla düşündüğümüzde bir fırlatma mekanizmasından farklı olmadığını göreceksiniz. Çünkü yaylar üzerlerine gelen yükü yumuşatarak tersi yönde iletme görevini üstlenirler. Yani tümsekten geçen araçta tekerlek şasiye yaklaşır ve yay iyice sıkışır, yay eski haline dönerken büyük bir kuvvetle tekerleği geri iter ve yukarı doğru seken araç yerçekimiyle tekrar yere konar ve yayı sıkıştırır. Bu salınımlar hiç durmadan devam eder. İşte bunun olmasını engelleyen sadece ufak bir parçadır. Süregelen salınımları absorbe ederek yok eden bu parçaya amortisör adı verilir.
Günümüz araçlarının tamamında boru amortisörler kullanılır. Bu amortisörler tesir yönünden ikiye ayrılı bunlar; tek tesirli ve çift tesirlidir. Tek tesirli amortisörler, açılma veya kapanma halinden yalnız birinde görev yapar diğerinde serbesttir. Çift tesirli amortisör ise hem açılma ve hem de kapanma halinde görev yaparlar ve en çok kullanılan amortisör tipi de budur.
Amortisör üzerine yük bindiğinde kapanmaya zorlanır. Bu sırada amortisörün kapanmaya başlamasıyla beraber ucunda piston olan amortisör mili, içi hidrolik yağ ile dolu silindir içinde aşağı doğru ilerlemeye çalışır. Fakat sıvıların sıkıştırılamaz prensibine bağlı olarak, hidrolik sıvı yer değiştirir. Pistonun baskısı devam ederken, hidrolik sıvı pistonun ucundaki çift yönlü sübaplı küçük deliklerden dışarı çıkmaya çalışır. Bu sayede amortisör yavaş yavaş kapanır ve üzerine etkiyen basıncın büyük bir kısmını hidrolik sıvının sürtünme kuvveti olarak absorbe eder. Amortisör ters yönde yüklendiğinde yani açılmaya zorlandığında ise, piston üzerindeki çift yönlü sübaplı deliklerden sıvı tekrar alt tarafa dolmaya çalışır ve yavaşça amortisör genişler. Sonuçta gerek genişleme gerek sıkışma olsun, amortisör içerisindeki pistonun hareketi yavaşlatılarak iletilir.Bu da tekerleğin salınım hareketinin ve titreşimlerin mümkün olduğunca kısa sürede yok edilmesini sağlar.
3. Askı Sistemleri
Tekerleklerin araçla bağlantısını sağlayan sistemlerin tümüne “askı sistemi” denir. Ön tekerleklerin araca bağlantısını sağlayan sisteme ön askı sistemi, arka tekerleklerin araca bağlantısını sağlayan sisteme ise arka askı sistemi denir. Askı sistemi, tekerleklerin virajlarda yanal kuvvetlerin etkisinde yola sürekli düz basmasını ve yol yüzeyindeki girinti-çıkıntıların oluşturduğu yanal titreşimlerin en aza indirilmesini sağlar.
Askı sistemleri sabit ve serbest askı sistemleri olarak ikiye ayrılır;
Sabit Askı Sistemi
Bu sistemde dingil her iki tekerleği birbirine bağlar. Yani bir tekerlek üzerine gelen kuvvet ve oluşan titreşim diğer tekerleği de etkiler. Titreşimlerin fazla olması oldukça konforsuz bir sürüşe neden olmaktadır. Fakat buaskı sistemini meydana getiren parça az ve sistem basit olduğundan darbe dayanımı ve ömrü daha uzundur. Bu nedenle ağır taşımacılık yapan araçlarda sık kullanılan bir sistemdir.
Serbest Askı Sistemi
Binek arabaların tümünde ön askı sistemi olarak kullanılır, bazı araçlarda arkada da serbest askı sistemi kullanıldığı görülür. Bu sistemde süspansiyonlar birbirinden bağımsız olarak çalışırlar. İki tekerlek arasında doğrudan aks bağlantısı bulunmadığından, sağ ve sol tekerleklerde süspansiyon mekanizmaları bağımsız olarak çalışır ve çok daha konforlu bir sürüş sağlanmış olur. Yaysız kütle az olduğundan ve aşağıda tutulabildiğinden lastiklerin yol tutuşu çok iyidir ve titreşimler çok daha iyi absorbe edilebilir. Fakat bu sistemlerde tekerlekler çok hareketli olduğundan ve birbirleri ile bağlı olmadıklarından yanal kuvvetlere dayanıklılıkları daha az ve aşınmaları daha kolaydır. Fakat binek otomobillerde bu sistemin kullanılması rahat bir sürüş ve konfor için olmazsa olmazlardandır. En çok kullanılan serbest askı sistemi MacPherson sistemidir.
4. Denge Çubukları
Denge çubuğu veya diğer adıyla stabilizatör, virajlarda merkez kaç kuvvetinin etkisiyle araç gövdesi dışa doğru savrulan aracın tekerlekler arasındaki açı farkını azaltarak daha kontrollü hareket etmesine olanak verir. Kısaca savrulma sunucu dışta kalan yay basılmaya içte kalan yay açılmaya zorlanır. Bu durumda denge çubuğu tekerlek arasındaki farklı durumu burulmak suretiyle azaltır. Böylelikle direksiyon hakimiyetini çoğaltıp aracın savrulmasını ve sağa sola yatmasını ve bir miktar da kaymayı önler. Bazı araçlarda denge çubuğunun yanı sıra birde dayanma çubuğu bulunur. Dayanma çubuğu alt salıncakla şasi arasına bağlanır ve salıncakta meydana gelen kaymayı önler.
5. Rotiller
Rotil bir küresel mafsal olup aks başının salıncaklara bağlantısını yapan parçadır. Aks başının üst salıncağa bağlantısını yapan parçaya üst rotil, alt salıncağa bağlantısını yapan parçaya da alt rotil denir. Rotiller üretim sırasında yağlanıp hazır hale getirilirler, sonradan bir yağlama yapılması mümkün değildir. Rotillerin genel görevi, aks bağlantılarının tekerleğin değişik durumlarında dahi bağlantısının sürekliliğini sağlar. Örneğin aracın ön tekerleği bir tümsekteyse, rotiller hareketli bir mekanizma olduğundan aksı hafif yukarı kaldırarak yine bağlı kalmasını sağlar. Yani bir nevi insan kolunun gövdeye bağlanması işlevini üstlenir. Bunlara otomobillerin eklemleri de denilebilir.