Ağır ticari araçlarda direksiyon eforuna etki eden faktörlerin incelenmesi

Abstract

Güç desteği olarak da adlandırılan hidrolik direksiyon sistemi, bir taşıtın dümenlenmesi sırasında, taşıtın direksiyon sistemi ve süspansiyon sistemi tasarımı nedeniyle oluşan direksiyon eforlarını azaltmak için uzun yıllardır kullanılmaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte hidrolik destekli direksiyon sistemlerine farklı teknolojiler ve farklı tasarımlar adapte edilerek sistem verimliliği arttırılmıştır. Elektronik sistemlerin gelişmesi ile hidrolik destekli direksiyon sistemlerine eklenen elektrik motoru ile elektrik destekli hidrolik direksiyon sistemleri (EHPAS) kullanılmaya başlanmıştır. Direksiyon eforlarını azaltmak, sürüş konforunu, güvenliğini, manevra kabiliyetini arttırmak ve aktif güvenlik sistemlerini uygulamak için elektrik destekli direksiyon (EPAS) sistemleri de günümüzde kullanılmaktadır. Düşük direksiyon eforu, sürücünün dönüşlerde kolay manevra yapabilmesi ve sürüş konforunun artması için temel gerekliliktir. Taşıtların direksiyon eforlarının belirlenmesinde, çeşitli direksiyon ve süspansiyon parçaları hayati rol oynamaktadır. Uzun yol veya zorlu inşaat ve maden sahalarında çalışan ağır ticari araç sürücüleri, uzun süreler boyunca araç kullandıkları ve yüksek tonaj ile bozuk zeminlerde ve dar yollarda zor manevralar yaptıkları için taşıtların direksiyon eforlarının düşük olmasını beklemektedirler. Direksiyon eforlarına neden olan birçok etken bulunmaktadır. Direksiyon eforlarına en çok etki eden maddelerden bazıları aşağıda sıralanmıştır.  Direksiyon kutusu emniyet valfi basınç ayarı,  Direksiyon simidinin çapı,  Taşıt aks genişliği ve buna bağlı olarak mekanik bağlantıların dizayn farklılığı,  Hidrolik direksiyon kutusu,  Yardımcı hidrolik silindir. Yapılan çalışmada, yukarıda belirtilen etkenlerin araç üzerinde incelenmesi için çift akstan dümenlenen (8x4) bir araç kullanılmıştır. Yapılan literatür araştırmalarından anlaşıldığı üzere, taşıtlara yüklenen tonajların fazla olması direksiyon eforlarının artmasına neden olmaktadır. Bu sebeple yüksek tonaj kapasitesine sahip olan bu araç, araç testleri için seçilmiştir. Direksiyon eforlarına etki eden parametreleri belirlemek için beş farklı yöntem belirlenmiştir. İlk olarak, basınç emniyet valfi farklı değerlere sabitlenmiş hidrolik direksiyon kutularının etkisi incelenmiştir. Objektif değerleri incelemek için tork-açı sensörü kullanılarak datalar toplanmıştır. Toplanan datalar DEWEsoft programı kullanılarak analiz edilmiştir. Yapılan ikinci karşılaştırmada, farklı çaplara sahip direksiyon simidlerinin, direksiyon eforuna etkisi incelenmiştir. Üçüncü karşılaştırmada, dümenlenen aks genişlikleri farklı olan taşıtlarda, paket uygunluğunu sağlamak amacı ile farklı tasarıma sahip mekanik bağlantı elemanları kullanılmaktadır. Farklı tasarıma sahip mekanik bağlantı elemanlarının direksiyon eforlarına olan etkileri incelenmiştir. Yapılan dördüncü karşılaştırmada, farklı teknik özelliklere sahip hidrolik direksiyon kutularının etkileri incelenmiştir. Son olarak, farklı teknik özelliklere sahip üç adet hidrolik silindir ile 2 adet tasarımı faklı pitman kolu kullanılarak, bunlar arasında oluşturulan kombinasyonların meydana getirdiği moment desteği incelenmiştir. Pitman tasarımı sırasında Catia programından yararlanılmıştır. Pistonların sağladığı farklı kuvvetler nedeniyle direksiyon sistemine gelen yükler Abaqus programında incelenmiş, sistemin ve yeni tasarlanmış pitman kolonun CAE analizi yapılmıştır. Yukarıda belirtilen adımlar sırasıyla ve detaylı biçimde takip edilerek, bu faktörlerin direksiyon eforlarına olan etkileri belirlenmiştir. Elde edilen bu veriler, yeni tasarlanacak olan direksiyon sistemlerinde, direksiyon eforlarının azaltılması için seçilmesi gereken kriterlere ışık tutmaktadır.