Ackerman Prensibi ve Direksiyon Dönüş Açısı

Direksiyon Açısı (Dönüş Açısı) ve Dönme Yarıçapı

Sürücülerin de direksiyonu tam döndürdüklerinde daha iyi gözlemlediği gibi;

Aracın direksiyonu tam sağ çevrildiğinde, sağ tekerlek, sol tekerlekten daha fazla dönmektedir.

Direksiyon tam sola çevrildiğinde, sol tekerlek, sağ tekerlekten daha fazla dönmektedir.

Ön tekerlekler, sadece direksiyon düz konumdayken aynı açıdadırlar (birbirine paralel),  direksiyon döndürüldüğünde, ön tekerleklerin dönüş açıları birbirinden sapar ve farklı açılarda dönerler. Direksiyon sistemindeki bu açısal farklılığa akerman prensibi (ackermann princible) denir.

Direksiyon çevrildiğinde, ön tekerlekler açısal olarak farklı miktarlarda dönmektedirler. Buna dönüş açısı (direksiyon açısı) denir. Belirli bir açıyla (sağa-sola) dönen tekerlek, aslında hayali bir çemberin merkez noktasına göre daire çizmektedir, tekerleğin bu çemberin merkez noktasına uzaklığına, dönme yarıçapı denir. Aslında dönme yarı çapı ile dönüş açısı-direksiyon açısı, aynı şeyi ifade etmektedir.

Maksimum Dönüş Miktarı: Aracın ön tekerleklerinin, yapısal olarak dönebileceğin maksimum miktarı verir, yani tekerlek sağa-veya sola en fazla dönüş miktarıdır.

Direksiyon Dönüş Çapı Nedir? (Dönüş dairesi yarıçapı)

Araçların direksiyon manevra kabiliyetini verir. Aracın direksiyonu sonuna kadar çevrilir ve çok düşük hızda olduğu yerde döndürülür, araç bu dönüşle bir daire çizmiş olur, bu dairenin çapına direksiyon dönüş çapı denir. Bu dairenin yarıçapı bize, direksiyon manevra kabiliyeti hakkında bilgi verir, dönüş yarı çapı ne kadar küçükse, araç o kadar iyi dönüş manevrası yapıyor, dar alanlarda rahatlıkla dönebilir demektir. Dönüş dairesi ne kadar büyükse, manevra kabiliyeti o kadar kötü demektir, dar alanlarda dönmekte zorlanacaktır.

Ön Tekerlekler Aynı Açı İle Dönse Ne Olurdu?

Direksiyon çevrildiğinde ön iki tekerlek, virajlarda aynı açı ile dönseydi, dönme yarı çapları da eşit olacaktı. Bu bir sorundur. Şöyle ki eğer aynı hizada iki tekerlek aynı açıyla dönüyor olsaydı, aynı dönme yarı çapı etrafında rahatça döneceklerdi. Fakat aracın ön tekerlekleri, virajın merkezine göre (çemberin merkezine göre) aynı hizada değil. Örneğin sağa dönüşte, sağ ön tekerlek daha yakında, sol ön tekerlek daha uzakta; dönüş açısı aynı olsaydı, dönme yarıçapı da aynı olmak zorunda olurdu, fakat ön iki tekerleğin konumları birbirinden farklı olduğu için, etrafında döndükleri çemberin merkez noktaları da farklı noktalarda olmak zorunda olurdu.

Bu durumda, aracın önünde, iki ayrı merkez etrafında aynı açı ile dönmeye çalışan iki tekerlekle baş başa kalınırdı, iki farklı merkez etrafında dönen iki tekerlek farklı yol izlemek (farklı yay çizmek) zorundadır, bu durumda ön tekerlekler birbirlerini kendi yollarına çekmeye çalışacaktır. Bu durumda lastikler kayacaktır (yanal kayma), viraj performansı azalacaktır, aracın direksiyon hakimiyeti sürüş güvenliği kaybolacaktır. Lastikler çok fazla ve düzensiz olarak aşınacaktır. Aşağıdaki resimde bu durum gösterilmiştir. 

(Dönme Açısı Eşit Olduğunda Araçta Meydana Gelen Yanal Kayma)

Ackermann Prensibi Nedir? (Ön İki Tekerleğin Farklı Açılarla Dönmesi)

Araçların virajları, sarsıntısız, yanal kayma yapmadan, lastikleri aşındırmadan, yol tutuşunu azalmatan, kararlı (stabil) bir şekilde dönebilmesi için, ön tekerleklerin farklı dönme açılarıyla dönmesi gerekir. Bu açısal farklılığa ackermann prensibi denir.

virajın dışında kalan tekerlek daha büyük bir daire etrafından dönüyor olduğundan, daha az açıyla dönerken, virajın içinde kalan tekerlek daha küçük bir daire etrafında dönüyor olduğundan daha büyük bir açıyla döner.

Aracın ön tekerleklerinin farklı açılardan dönmesini sağlayan şey, direksiyon bağlantı mekanizmasıdır.

Sabit dingilli ağır vasıtalarda (kamyonlar gibi), direksiyon rot kolunun ucundaki rot başı, eğik yapılı ve açılı bir parça olan “direksiyon deve boynu” ‘na bağlanmıştır. Direksiyon deve boynu, aks taşıyıcısını (aks kovanını) direksiyonun döndürülmesiyle yönlendirir. Deve boynunun sahip olduğu eğik-açılı yapı sayesinde, viraj içinde kalan tekerlek daha fazla döner.

Bağımsız süspansiyona sahip binek araçlardaysa direksiyon açısı farkı (ackermann prensibi), yine aks taşıyıcısına bağlı olan “rot başı yuvası”’ nın açılı bir şekilde kısa rot koluna bağlanmış olması sayesinde gerçekleşmektedir.

Kamyonlardaki “deve boynu” denen parça, binek otomobillerde “ rot başı yuvası” olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu parça genellikle aks taşıyıcısıyla tek parça halindedir (yek paredir). Bu nedenle direksiyon açısı farkı, genellikle sonradan değiştirilemez.

Direksiyon Dönüş Açısı (rot ayar farkı) Neden Bozulur?

Ön tekerleklerin rot (toe açısı) ayarı yanlış yapılıp, tekerleklere farklı toe açıları verilmişse, veya kaza-gevşeme-aşınma sebebiyle rot ayarı bozulmuşsa, direksiyon açısı da değişmiş-bozulmuş olacaktır.

Rot Ayarı Fark Açısının Ölçülmesi ve Ayarlanması (Direksiyon Dönüş Açısı Farkının Ölçülmesi)

Ön tekerleklerin sadece düz konumdayken açılarının birbirine eşit olduğu (birbirine paralel olduğunu), direksiyon döndürüldüğündeyse dönüş açılarının farklı olacağı yukarıdaki bölümde anlatılmıştı.

Direksiyon dönüş açısı farkı (rot ayarı fark açısı) ölçülerek doğruluğu kontrol edilmektedir. Bunun için bilgisayarlı ön düzen ayarı cihazında ölçüm yapılmaktadır. Bu ölçümün amacı, direksiyon sağa veya sola döndürüldüğünde, her iki tekerin dönüş açıları farkı birbirine eşit mi? Ve Açı farkı aracın katalog değerine uygun mu? buna bakmaktır. Fark açısı her iki yöne dönüşte de eşit veya tolerans değerleri aralığında olmalıdır.

Fark açısı ölçümünde referans için genellikle 20^o derecelik direksiyon dönüş açısı kullanılır.

Direksiyon tam orta konuma alındıktan sonra, sırayla önce sola 20 derece döndürülür, daha sonra sağa doğru 20 derece döndürülür. Ekranda direksiyon dönüş açısı farkı (rot ayarı farkı) okunur.

Örneğin; Direksiyon sola doğru 20 derece döndürüldüğünde, sağ tekerlek sola doğru 20 dereceden daha az dönecektir. İşte bu fark açısıdır.

Fark Açısı = Sol tekerlek açısı (20 derece) – sağ tekerlek açısı

Olarak hesaplanır. Aynı işlem sağa 20 derece dönüş için aynı şekilde yapılır.

Direksiyon dönüş açısı (rot ayarı farkı) daha sonradan sürücünün talebiyle değiştirilemez. Herhangi bir ayar somunu, ayar kısmı yoktur.