By | 20 Ocak 2016

 Giriş

 Araçlarda, motorda üretilen gücün vites kutusuna aktarılması kavrama sistemi sayesinde olmaktadır. Kavrama sistemi sürücü tarafından kontrol edilen bir debriyaj pedalı ile ayırma ve kavrama işlevlerini yerine getirmektedir. Kavrama sistemi pedala basılmadığı durumlarda kavrama işlevini yerine getirirken pedala basıldığında ise ayırma işlemini gerçekleştirerek motorda üretilen gücün vites kutusuna aktarılmasını engellemektedir.

 Aşağıda kavrama sistemini oluşturan temel elemanlar gösterilmiştir.

1

Kavrama sistemi elemanları

Bu çalışmada kavrama sistemi elemanlarından olan debriyaj balatasının (clutch facing) yapımında kullanılan malzemeler ele alınmıştır.

Debriyaj Balatası (Disk)

 Debriyaj balatasına aynı zamanda disk adı da verilmektedir. Debriyaj balatası prizdirek milinin bağlandığı göbeğin, amortisör yaylarının ve çeşitli histeresiz elemanlarının monte edildiği metalik bir diskin üzerinde bulunan sürtünme elemanıdır. Dışarıdan uygulanan bir kuvvetle ayırma işlemini gerçekleştiren asıl eleman disktir ve otomotiv başta olmak üzere güç aktarma sistemlerinin bulunduğu birçok mühendislik uygulamasında kullanılmaktadır.

2

Üzerinde amortisör yayları, prizdirek mili göbeği ve diğer elemanların bulunduğu örnek bir disk

İki metal yüzeyin birbirine sürtünmesi düşük bir sürtünme katsayısı sağlayacağından ve birçok problem ortaya çıkaracağından diskler, yüzeyler arasında daha stabil güç aktarımını ve daha yüksek sürtünme katsayısını garanti  eden elemanlar olarak görev yaparlar.

Diskin sürtünme elemanı olan balata, metalik diskin sürtünme yüzeyi oluşturacak kısımlarına çift taraflı olarak perçinle veya özel reçinelerle monte edilir. Tork ve gücün en az kayıpla iletilmesinde en önemli parça debriyaj balatasıdır.

 Günümüzde manuel vitesli araçlarda organik sürtünme elemanları (disk malzemeleri) kullanılmaktadır. Yüksek sürtünme özellikleri ve mühendislik ömürleri içinde sağladıkları mükemmel konforları sayesinde organik diskler dökme demir malzemelerle veya metalik saclarla birlikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Organik diskler organik malzemelerin termoset reçinelerle ve yapıştırıcı komponentlerle oluşturduğu matrisler gibi düşünülebilir. Alternatif olarak ise sinterlenmiş metaller, karbon fiber karışımı malzemeler, seramik malzemeler ve yeni geliştiren malzemeler kullanılmaktadır. Ancak bunların otomotivde uygulama alanı kısıtlıdır.

 Debriyaj Balatası Malzemeleri

 Motor güçlerinin ve torklarının artmasıyla birlikte disk malzemelerinde de değişiklikler meydana geldi. Bu değişikliklerin sebebi sadece güç ve tork değildir; motor tipi, sürüş şartları, kullanım alanları, standartlar vs. birçok faktör farklı tipte disk malzemesinin kullanımını gerektirmiştir. Araçların kavrama sistemlerinde kuru disk olarak kullanılan balata malzemeleri şöyledir:

 Kevlar/Aramid Diskler
3

 Kevlar/aramid fiber materyal D&W firması tarafından geliştirilmiştir ve ABD’de üretilmektedir. Spesifik uygulamalarda diğer malzemelere göre 2 ila 5 kat daha fazla ömür sergilemektedir. Kevlar kullanımı malzemenin çekme dayanımını arttırmakta ve organik disklere göre daha yumuşak bir kavrama sağlamaktadır. Maliyeti düşüktür ve bakım süresi uzundur. Aşınma hiç olmamakta veya çok az olmaktadır. Tırlarda kevlar diskler kullanılmaktadır.

 Seramik Diskler

 Seramik diskler çok dayanıklı ve benzersiz ısı dayanımına sahiptir. Organik disklerin gücü ısındıkça azalmaktadır fakat seramik disklerde böyle bir problem yoktur. Zor çalışma şartları için uygundur. Bununla birlikte bazı dezavantajları vardır:4

  • Kavrama karakteristiği yumuşak değildir. Bu ayırma-kavrama işlemleri sırasında konforu azaltan bir etkidir.
  • Seramik, genellikle dökümden imal edilen ve talaşlı imalat uygulanan baskı plakasından ve volandan daha serttir. Bu yüzden baskı plakası ve volan, seramik diskten önce aşınabilir. Volanın ve baskı plakasının aşınması ek olarak bakım masrafları ortaya çıkartır.
  • Geleneksel disklere göre daha pahalıdır.

Tüm bunların yanında çok ağır şartlarda çalışan ve ağır yükler taşıyan tırlarda seramik diskler en iyi çözümdür. Ayrıca seramik disklerin şu araçlarda kullanılması önerilmektedir.

  • Damperli kamyonlar
  • Çöp kamyonları
  • Off-road araçları
  • Dağlık bölgelerde çekici olarak kullanılan araçlar

 Fibertuff Diskler

Fibertuff, seramik diskin aşınma direncine sahip, organik disklerin ise kavrama-ayırma karakteristiğine sahip bir disk olarak tasarlanmıştır. 5Kanada menşelidir. Organik diskten her yönüyle daha üstün özelliklere sahiptir. Sevkiyat tırları ve orta ölçekteki uygulamalar için uygundur.

 

 

 Karbotik (Carbotic) Diskler

 Fibertuff’ı üreten firmanın yakın zamanda tanıttığı bir disktir. Kevlar ve organik disklerdeki gibi kavrama karakteristiği oldukça yumuşaktır. 6Servis sıklığının oldukça az olması, seramik disklerdeki gibi yüksek güç ve torka dayanım özelliği, aşınma direncinin çok yüksek olmaması karbotik diskin karakteristiğini oluşturmaktadır. Ağır yük taşıyan araçlarda, maden ocaklarında kullanılan damperli kamyonlarda kullanıma uygundur. Bunun yanında çekicilerde de kullanılabilmektedir.

 

 Organik Diskler

Organik diskler 50 yıldan fazla süredir kullanılmaktadır. Kullanım süresince çevresel hassaslıklar, motor karakteristiklerinde meydana gelen gelişmeler vd. sebeplerden organik disk malzemeleri de değişikliklere uğramıştır.7

Organik diskler ilk üretildiklerinde asbestten yapılıyorlardı. Daha sonra çıkan standartlarla asbest kullanımı yasaklandı.

Daha sonra fiberglass ve pirinç karışımından üretilmiştir. Ancak günümüzde birçok farklı malzeme ile organik diskler üretilmektedir.

Organik diskler düşük-orta güç ve torka sahip, kullanım esnasında çok fazla ayırma-kavrama işlemi gerçekleştirilen uygulamalarda kullanılmaya uygundur. En önemli avantajı çok yumuşak ayırma-kavrama karakteristiğine sahip olmasıdır. En önemli dezavantajı ise ömrünün kısa olmasıdır.

 

 KAYNAKLAR:

  • productdesingfunda.com
  • schaeffler-friction.de
  • dwclutch.com

 

  Adem ORUZ

  9 Ocak 2016

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir