Debriyaj

Döner haldeki bir parçanın hareketini aynı eksen üzerinde bulunan diğer bir parçaya iletmek veya iletilmekte olan bu hareketi istendiği zaman durdurmak amacıyla kullanılan tertibata kavrama adı verilir. Konumuz olan ve motorlu taşıtlarda kullanılan kavramalar krank mili ekseninde olmak üzere motorla vites kutusu arasına bağlanmış olup, motordan vites kutusuna hareket iletimini sağlar ve istendiği zaman, motor çalışmasına devam ettiği halde, bu hareket iletimini durdurur.

Debriyajlar güç iletiminin ya da hareketin miktar ya da süreyle kontrol edilmesini sağlayan cihazlardır. (Örneğin, elektrikli tornavidalar debriyajla birlikte ne kadar tork uygulayacaklarını ayarlar yahut arabalardaki debriyajlar motordan gelen gücün tekerleklere verilip verilmeyeceğine karar verir.).

En basit uygulamada, kavramalar iki dönen mili birbirine bağlar ya da ayırır (şaftları veya çizgi milleri). Bu tarz cihazlarda genellikle bir mil motor ya da diğer güç sağlayıcıya bağlıdır, diğer mil ise bu motordan gelen gücün iş yaptığı kısımdır. Genellikle bu hareketler dönmesel olmasına karşılık doğrusal debriyajlarda vardır.

Örneğin, güç kontrolü olan bir matkapta, bir mil motora bağlıyken diğeri ise matkabın başına bağlıdır. Debriyaj ise bu iki mili birbirine bağlayabilir ve aynı hızda gitmelerini sağlayabilir ya da kilitliyken farklı hızlarda dönmelerine sebep olabilir.

Debriyajların çoğunun çalışma prensibi sürtünme kuvveti üzerinedir.Bu tarzdaki debriyajların asıl amacı farklı hızlarda dönen iki parçanın hızlarını eşitlemek ya da buradaki güç kontrolünü sağlamaktır. Genellikle hızlar arasında en düşük fark istenendir.

Çeşitli malzemeler debriyaj disklerinin yapımında kullanılabilir. Geçmişte asbest kullanılmış şimdiler de ise organik bileşenli bir reçine ile bakır telli diskler ya da seramik materyaller kullanılmakta.

Seramik materyaller daha ziyade ağır işlerde kullanılır örneğin yarış arabaları yahut ağır yük taşıyan kamyonlar. Seramiğin sertliği arttıkça debriyaj özellikleri değişir.

Sürtünmeli diskler genellikle itme ve çekme tipler olarak sınıflandırılır. Bu sınıflandırma diskin basınç levhasına göre konumuna göre yapılır. Çekme sınıfına giren bir debriyajda pedal basma eylemi yayı çeker ve aracın sürüşünü bırakır. İtme tipinde olan debriyajda ise pedal basma eylemi yayı iter ve yine aracın sürüşünü bırakır.

Amortisörler debriyajın hareketini yumuşatmaya çalışan araçlardır ve debriyajdan kaynaklanan tutma ve bırakmanın en az şekilde hissedilmesini sağlar. Otomobil endüstrisinde kullanımı genellikle debriyaj dişlisindeki bir mekanizmayla sağlanır. Sönümlü disklerin sürüşteki titreşimi azaltmasına ek olarak ön sönümlü diskler durağan haldeki titreşimi azaltır.

Mercedes kamyon örnekleri: 33 kN kelepçe yükü tek bir 430 tabaka için normal. 400 çift uygulaması ise sadece 23 kN kelepçe yükü uygular. Yanma hızları ise en zayıf noktalar için genel olarak dakikada beş bin devirdir.

Modern debriyaj geliştirme yöntemleri genel olarak üretim tekniğine ve montajın olabildiğince basitleştirilmesine odaklanır. Örneğin sürüş milleri günümüzde sadece torku taşımakta değil aynı zaman da basınç tabakasını taşımaktadır. Diyafram yaylarının üretiminde ise ısı çok önemlidir. Lazerle birleştirme şu anda en sık kullanılan yöntemlerden biridir çünkü lazerli birleştirmede lazer 2-3 kilowatt güce sahiptir ve birleştirme hızı dakikada bir metredir.

Bu tür debriyajlar da birkaç sürüş levhası aralanmış ya da birden çok sürüş elemanı dizilmiştir. Formula 1, IndyCar ve World Rally gibi yarış arabalarında kullanılır.

Çoklu levha debriyajı en iyi hızlanmanın gerektiği hızlanma yarışı gibi yarışlarda çok fazla kullanılır. Bu tür debriyajların kullanılmasının nedeni çoklu levha sistemi sayesinde kötü kullanımlara dahi dayanıklıdır. Bu tip debriyajlar ayrıca motosiklet, otomatik şanzıman ve dizel lokomotiflerde de sıkça kullanılır. Ayrıca elektrikle kontrol edilen sürüş sistemlerinde de kullanılır.

Tanklar ve AFV’ler gibi ağır araçlarda da kullanılması çok yaygındır. Motor yarışlarında kullanılmasının en büyük sebebi gerekli olan sürtünme kuvvetini daha küçük yarıçaplı bir diskten elde edebilir.

Motor sporlarında yüksek hızlarda küçük yarıçaplı disklerin kullanılması dönmesel etkiyi azaltır, sürüş parçalarının daha hızlı hızlanmasını sağlar ayrıca açısal hızı da azaltarak aracın yüksek kuvvet binen bu parçasının kırılmasını ya da kullanılmaz hale gelmesini engeller. Formula 1 gibi sporlarda bu kuvvet çok büyüktür dolayısıyla çoklu paralel levhalara sahip debriyajların kullanımı çok yaygındır.

Ağır ekipmanlar ise sıklıkla çok yüksek tork güçleri üretir ve çok fazla güç yükler, bir tek plaka debriyaj gerekli gücü sağlamakta çok zorlanır dolayısıyla çok plakalı debriyajların kullanılması çok önemlidir.

Bir başka önemli örnek ise hızlanma yarışlarında kullanılan debriyajlar bunlar özel olarak en üst seviye üretilir ve özel olarak üretilir mesela az benzim tüketimi isteyen bir araç için farklı komik bir araç için farklı olmalıdır. Bu araçlar o kadar güçlü olmalıdır ki eğer tek yüzeyli debriyaj kullansalardı başlangıçta aracın kontrolünü tamamen kaybederlerdi.

Normal arabalarda ise debriyaj sistemini parçalara ayırarak gerekli hıza ulaşana kadar güç limitlenir. Enerji tasarrufu yüksek araçlarda ise vites geçişleri yerine çok fazla vites oluşturularak benzin tasarrufu sağlanır. Bu araçlardaki bu çoklu vitesler arasındaki geçişler sabit tutulur ve bu sayede vitesler her defasında bir bir tutulur sonuç olarak ise daha az yakıt tüketimi sağlanır.

Bu debriyaj güç motorunun, izin verdiği bir kısmını jantlara aktarır daha yavaş bir araba, ama daha fazla benzin gerektirmeyen bir debriyajdır. Hız büyüdükçe, sürücü, ikinci kavramayı devreye bir kol yardımıyla sokar, tekerlekleri için motor gücünü biraz daha fazla gönderir. Bu işlem böyle devam ederek hızlanmayı sağlar.

Bu araba en son debriyajı devreye sokabileceği bir hıza varıncaya kadar birçok kavrama ile devam eder. Bütün debriyajlar devreye girdiğinde, motor arka tekerleklere tüm gücünü gönderir.

Bu sürücünün el ile debriyajı kullanmasından çok daha verimlidir ve daha çok hıza ulaştırır. Başka bir yararı ise geçişler sürekli olduğu için vites geçişlerinde vakit kaybetmesine gerek yoktur bu sayede bir salisenin bile önemli olduğu hız yarışlarında çok büyük avantaj sağlar.

Normal şekildeki çok debriyajlı sistemlerde tüm vitesler kullanılana kadar tüm dişliler ısınacağından ve sürtünmeye maruz kalacaklarından problemler çıkabilir bunu engellemek için yarış araçlarında son birkaç vites sistemden ayrı tutulur ve tüm viteslerin devreye girebileceği zamana kadar soğuk kalır.

Debriyajın son kısımlarını yapmak göreceli olarak daha kolay ve daha güçlüler çünkü onlar ilk dişlilere bir şey olsa dahi motordan tüm gücü alabilecek şekilde yapılıyorlar. Bu sayede gereken çok yüksek sürtünmeye dayanabiliyorlar.

Islak debriyaj yüzeyleri temiz tutar ve daha yumuşak bir performans ve uzun ömür, soğutma ve yağlama sağlayan bir sıvıya batırılır. Islak kavramalar, ancak sıvıdan ötürü biraz enerji kaybederler. Yüzeyler ıslak kavrama kaygan olabilir (Motosiklet gibi bir debriyaj motor yağı), çoklu istifleme debriyaj diskleri kaymayı telafi etmek için daha düşük sürtünme katsayısı olan ve böylece kaymasını ortadan kaldırmak için güç tam olarak devreye girer.

Bu debriyaj sistemi merkezkaç kuvvetini kullanır, motor devri bir eşik seviyesinin üzerine çıktığında otomatik olarak debriyajı arttırmaya ve otomatik olarak motor devri yeterince düştüğünde debriyajı ayırmak için kullanır.

Sistem debriyaj ayağı ve tahrik miline bağlı debriyajdır çıkış miline bağlı içinde dönen bir sistem içerir. Ayaklar merkezkaç kuvvetinin gerilimi belli bir seviyeye gelene kadar içeriye dönüktür sonrasında ise yaya temas eder ve sürüş yapılır.

Adından da anlaşılacağı gibi, bir koni debriyajın konik sürtünme yüzeyleri vardır. Koni konik tahrik ünitesinin hareketiyle belirli bir miktar daha yavaş bir disk yaklaşım ya da çekilme yapar anlamına gelir.

Bunun yanı sıra, hareket kuvvet yüzeyleri üzerinde daha fazla baskı oluşturur. Koni debriyajın bilinen en iyi örneği, manuel iletim eşitleyici halka. Eşitleyici halka için kayma hızı ve vites değiştirmek için tekerlek sorumludur.

Aynı zamanda güvenlik debriyajı olarak bilinen bu debriyaj aracın beklenenden daha çok direnç gösterdiği zamanlarda milin dönmesine izin verir bu sayede hareket başlar. Bunun örneği ise çim biçme makinalarında olan debriyajdır. Eğer alet kayaya ya da parçalayamayacağı bir maddeye denk gelirse bu debriyaj devreye girer ve aracın güç transferinin zarara uğramasını engeller.

Motorla çalışan mekanik hesap makinalarında da bu alet vites kısmıyla sürücü motor arasında bir kazayı engellemek için bulunur. Dikkatle hazırlanan debriyaj sistemleri maksimum torku bu tipte bir tehlikede bile sağlar örneğin tork kontrollü vidalamalar.