Karda araç kullanma ve yol tutuş

Off-road Temel Teknik Bilgiler Sevgili off-road ve doğa tutkunu arkadaşlar, Off-road Temel Teknik Bilgiler yazı dizimizin bir paylaşımı ile daha birlikteyiz. Vereceğim bilgiler; konsantre, teknik temele dayalı, yaşanmış tecrübeleri içeren ve bazıları off-road literatüründe ilk kez isim bulacak detayları içeren paylaşımlardır. Okuyuculara fayda sağlaması dileği ile. Bugün konumuz “Karda araç kullanma ve yol tutuş” : Sakin bir zamanınızda okumanızı tavsiye edeceğim. Uzun biraz da karışık. En azından “sonuç ve öneriler” kısmını okuyun. Bu kadar derin bir analizi bulabileceğiniz başka bir yer yok. Genelde konu lastik şişirecek miyiz yoksa indirecek miyiz ve bu işin bir matematiği var ekseninde dönüyor. Özgün bir çalışma. İçinde; temel fizik kuralları, zemin mekaniği, mukavemet ve statik var. Matematik sadece bu bilgileri ifade etmek için var. Yol tutuşun temel kuralı kaymamaktır. Araç yol tutabilirse yürür, yol tutamaz ise yürüyemez veya kontrol edilemez. İster offroad ister onroad olsun en temel kural budur. Kaymamak için lastik ve yüzey arasında bir kuvvet olmalıdır. Bu kuvvet 3 şekilde ortaya çıkmaktadır. Sürtünme, kesme mukavemeti, pasif itki. ` Sürtünme : Araç lastiği ile yol arasında ortaya çıkan aracın yürümesini sağlayan temel kuvvete traksiyon diyoruz. Traksiyon esasen tıbbi bir terim ve offroad ile alakası olan bir tanım değil. Ancak offroad yazılı olmayan literatüründe yol tutuş ve çekişi ifade eden bir terim olduğu için ben de aynı ifadeyi kullanıyorum. Sadece yüzey yüzeye doğan kuvvet durumdur. Bu kuvvetin üst sınırına, yani alabileceği en yüksek değer de, yüzeyler arasındaki “sürtünme kuvveti” ‘dir. Sürtünme kuvveti, yüzeyler arasındaki normal kuvvet (dik kuvvet) ile yüzeyler arasındaki sürtünme katsayısının çarpımına eşittir. Aracın lastiğinden yola aktarılan kuvvet sürtünme kuvvetini aşar ise patinaj başlar. Lastiğin dişlerinin dış tarafının kara veya buza temas ettiği yüzeyde ortaya çıkar. İki yüzey arasındaki sürtünme katsayısı ile toplam düşey yükün çarpımına eşit olduğu için, sürtünme katsayısı sabit kaldığı sürece, yüzeyin geniş veya dar olması sürtünme kuvveti açısından önemsizdir. Ancak karın evsafına bağlı olarak lastik genişliği sürtünme katsayısını etkileyebilmektedir. Dar yüzeyde yüzey basıncı yüksek, geniş yüzeyde yüzey basını düşüktür. Yüzey basıncı arttıkça kar daha fazla ezilip buzlaşır, buzlaşma arttıkça sürtünme katsayısı azalabilecek ve sürtünme kuvveti de buna paralel azalabilecektir. Bu şu anlama gelir; lastik dolu kısmı ile yüzey arasındaki sürtünme kuvveti açısından değerlendirildiğinde, lastik daraldıkça azalan sürtünme katsayısı nedeniyle yol tutuş katkısı azalacaktır. Bu birinci durumdur. Ancak toplam yatay sürtünme kuvveti sadece toplam düşey yük ve iki yüzey arasındaki sürtünme katsayısının parametresi olduğu için, sürtünme katsayısı değişmez ise sürtünme kuvveti de değişmemektedir. Yani geniş veya dar lastik bir fark yaratmayabilecektir. Bu da ikinci durumdur. Bu birbirine zıt iki durumdan hangisinin gerçekleşeceğine karın evsafı belirleyecektir. Yani dar lastik mi geniş lastik mi sorusunun cevabını karın evsafı verecektir.

<>

Lastik malzemesi sürtünme katsayısının parametresidir. M+S olarak kodlanan kış lastikleri soğuk havada daha yüksek sürtünme katsayısı verirken, normal hamurlu lastikler daha düşük sürtünme katsayısı sağlarlar. Karın evsafı sürtünme katsayısı açısından en önemli parametredir. Kuru karda daha yüksek, yaş karda daha düşük, buzda ise sıfıra yakındır. Lastik ile normal kar arasındaki sürtünme katsayısı ~0.20 kabul edilir. Yani bu şu demektir, lastiğin diğer yol tutuş parametreleri olan kesme mukavemeti ve pasif itki ortaya çıkmaz ise , %20 veya başka bir ifade ile arctan(0.20)=11.31° eğimden itibaren aracı serbest bıraktığınızda, hareket etmesini engelleyecek yığıntı vs olmaz ise eğim yönünde kendi ağırlığı ile kayabilecektir. Kinetik ve statik olarak iki tipi vardır. Kinetik sürtünme katsayısı daha düşüktür. Bu şu anlama gelir, patinaj başlar ise aracın yol tutuşu daha da zayıflayacaktır. ` Kesme Mukavemeti : Lastik dişleri arasına giren kar ile zeminde ezilen karın, birbirine yapışarak tek parça gibi çalışması durumunda, sıkıştırılmış bu karın kesme direnci (kayma veya makaslama direnci olarak da bilinir) kadar yol tutuş sağlayacaktır. İşte burada lastiğin geniş veya dar olması önemli ve çelişkili bir parametredir. Lastik zemine ne kadar geniş alanda basar ise, araya giren kar miktarı daha fazla olacağı için, kesme mukavemeti de o kadar artacaktır. Bu birinci durumdur. Kesme mukavemetini müspet etkileyen diğer bir unsur da karın sıkışmasıdır. Kar üzerindeki basınç ne kadar artarsa sıkışması o kadar fazla olacaktır. Bu da ancak lastik daha dar olur ise mümkün olabilecektir. Bu da ikinci durumdur. Bu iki durumdan hangisinin daha müspet yol tutuş sağlayacağını yine karın evsafı belirleyecektir. Yani dar lastik mi geniş lastik mi sorusunun cevabını bir kez daha karın evsafı verecektir. Lastiklerin karda indirilmesini değil de şişirilmesini tavsiye eden görüşün temeli aslında kesme mukavemeti ilintili bir tavsiyedir. Lastiklerin havası indirildiğinde sırt kısmında içe doğru çökme meydana gelir. Bu da kar lastiği formunda lastiklerin dişlerinin arasındaki boşlukların daralmasına ve bu araya daha az kar girmesine neden olur. Daha az kar, daha az kesme mukavemeti demek olduğu için otomatik olarak yol tutuşu zayıflatacaktır. İri dişli olan MT veya XT lastikler ise, zaten düşük hava basınçlarında da hizmet almak için tasarlandığı için, dar diş aralı lastikler gibi davranmayacaklardır. ` Pasif İtki : Pasif itkinin doğabilmesi için kar içine giren parçanın oran olarak çok düşük olması gerekmektedir. Pasif itki yumuşak karda hemen hemen hiç ortaya çıkmaz. Karın lastik altında ağırlık ile ezilip sertleşmiş olması gerekmektedir. Orta sert buz ve sert karda ortaya çıkabilecektir. Lastiklerin tek başına pasif direnç ortaya çıkaracak bir etkileşim içinde olması zordur. Pasif direncin çivili lastik ve zincir kullanımında ortaya çıkması beklenir. Pasif direnç ile ortaya çıkan kuvvetler sürtünme ve kesme mukavemeti ile ortaya çıkan kuvvetlerden çok daha fazladır. Bu yüzden çivili lastik veya zincir yol tutuş kabiliyeti genelde her tip lastikten daha iyidir. Pasif etki olarak değerlendirilebilecek bir etki de, bu davranışa müsaade edecek sertlikte kar zeminde, lastiğin üzerindeki çizikler veya dişlerin zemini kazıma etkisi değerlendirilebilir. Bu etki iri dişli lastiklerden ziyade, kar lastiği veya AT tip lastiklerde daha belirgindir. Bu yüzden belli şartlarda AT lastiklerin MT lastiklerden daha başarılı olduğu söylenebilir. Ancak bu konuda da karar verecek yine karın evsafıdır. Tanımlar :Sürtünme katsayısı : Sürtünme katsayısı, iki cismi birbirine bastıran kuvvetin, aralarında oluşan sürtünme kuvvetine oranıdır. Scalar (birimsiz) bir değerdir. Statik ve kinetik sürtünme katsayısı olarak iki farklı değeri vardır. Eğik düzlem deneyi ile değerleri tespit edilir. Sürtünme kuvveti : İki cisim arasındaki temas yüzeyindeki normal (dik) kuvvetin, iki cisim arasındaki sürtünme katsayısı ile çarpılmasıyla elde edilen kuvvettir. Kayarak ilerleyen cisimlerde hareketin ters yönünde, dönerek ilerleyen cisimlerde hareket ile aynı yönde olur. Pasif itki : Durağan halde iken herhangi bir kuvvet uygulamama, ancak üzerine bir kuvvet uygulandığı zaman buna bir kuvvet ile karşı koyma durumudur. Newton ‘un 3.yasası (etki tepki prensibi) çerçevesinde değerlendirilebilir. Daha anlaşılır bir örnek ile izah edecek olur ise, buza geçirilen bir pençeyi düşünün. Pençe buza girdikten sonra denge durumu oluşmuştur ve karşılıklı herhangi bir kuvvet yoktur. Pençeye asılır iseniz, pençeye asıldığınız kuvvet kadar, pençenin girdiği yer de pençeye kuvvet uygular. Pençenin girdiği yerdeki malzeme mukavemeti aşılmadığı sürece tutunma sürecektir. Kesme mukavemeti : Kuvvet uygulanan yüzeye paralel düzlemde ortaya çıkan kesme gerilmesine karşı gösterilen toplam dirence kesme mukavemeti denir. ` Şimdi bu temel bilgiler ışığına kar sürüşünü değerlendirelim. Kaygan bir zeminde araç kullanmanın kuralı çok nettir, ne gaza ne frene çok diri basılmaz. Yokuş aşağı ise, araç düşük viteste yolun akışına bırakılır. Yokuş yukarı ise yüksek vites düşük devirde patinaja düşmeden yürümeye çalışılır. Eğer tekerleğiniz aracın hızına uygun hızda dönmüyorsa, ya patinaj yaparsınız ya da araç yavaşlayıp durma eğiliminde olur. Ancak zemin buzlaşmış ve sürtünme katsayısı çok düşmüş ise, her iki şartta da araç kayacaktır. Yokuş aşağı araç kayar ise, kuralları yerçekimi koyar. Lastikler aracın hızından yüksek bir hızda dönüyorsa pozitif patinaj olur, Lastikler aracın hızından düşük bir hızda dönüyorsa negatif patinaj olur. Patinaj varsa yol tutuş yoktur. Karda en başarılı lastik, özellikle açılmış bir izde ilerliyorsanız, kış lastiğidir. Extreme lastik ilk izi açarken en başarılı lastiktir. AT lastikler de yine kış lastikleri gibi açılmış izde yapılan sürüşlerde iyi yol tutuş sağlamaktadır. MT lastikler ise ilk izi açarken başarılı iken, maalesef özellikle açılmış bir izde yürürken son derece kötü yol tutuş performansı sergilemektedir. Bu tüm MT lastikler için geçerli bir tespit değildir. İri MT lastiklerin sırt desenlerini incelediğimizde, dişlerin de iri olduğunu, dişlerin dış yüzeyinin ise düz olduğunu görürsünüz. Bu dişlerin dış yüzeyleri o kadar geniştir ki, karda açılmış bir izde yol alırken, sertleşip buzlaşan zemin üzerinde, birkaç tanesi sertleşmiş kara batmadan aracı taşıyabilir. Bunun neticesinde araç sanki kabak lastik ile buzda araç kullanmaya çalışıyormuşsunuz gibi davranır. Sonuçta yerçekimi sizi nereye götürürse oraya gidersiniz. Biraz MT lastiklere değineyim. MT, “Mud Terrain” yani “çamur zemin” olarak adlandırılsa da, çamurda da çok başarılı değildir. MT lastiğin başarılı olduğu parkur, kuru gevşek zemin ve kaya zeminlerdir. BF Goodrich reklam videolarını izleyecek olur iseniz, MT lastikleri çamur veya kar parkurlardan ziyade DAKAR tarzı parkurlarda görürsünüz. Lastik tiplerin konusunu daha sonra ayrı bir başlık olarak inceleyeceğim. 35”x12.5” Bf Goodrich MT bir lastik ile, 235 taban genişliğinde aynı lastiği yan yana getirdiğinizde, 235 taban olan lastiğin desenlerinin 35”x12.5” ebat lastiğin yanında AT lastik gibi durduğunu hemen fark edersiniz. Açılmış izde AT lastiklerin daha başarılı olduğunu dikkate alırsak, küçük ebatlı MT lastikler de AT gibi davranabilecek ve daha başarılı olabilecektir. 35” MT takılı bir rubicon debelenirken, 235 taban MT ‘li bir suzuki yürüyüp gidebilecektir. Karın evsafına bağlı olarak sürtünme kuvveti açısından değerlendirildiğinde, lastiğin daralması yol tutuşunu olumsuz etkileyecektir. Karın evsafına bağlı olarak kesme mukavemeti açısından değerlendirildiğinde, lastiğin dar veya geniş olması yol tutuşu arttırabilir de, azaltabilir de. Kesin bir şey söylenemez, karın evsafı belirleyicidir. Sert kar veya orta sert buz içine tırnak geçirerek giren çivili lastik çivisi veya zincir, lastiğin dönmeye çalışması ile lastiklere pasif bir direnç uygular. Bu direnç araca yol tutuş sağlar. Buz aşırı soğuk nedeniyle çok sertleşmiş ise, çivi veya zincir buza nüfuz edemez, dolayısı ile pençe etkisi ile değil, sadece iki malzeme arasındaki sürtünmenin sağladığı kadar yol tutuş ile hizmet verir. Yani aşırı soğuk ve çok sert buzda zincir veya çivili lastik de çok verimli değildir. Kar lastiği benzeri dar dişli lastiklerde lastiğin havasını indirerek daha geniş tabanda temas sağlamak, yukarda izah ettiğimiz sebepten dolayı müspet değil menfi etki yaratacaktır. MT ve XT lastiklerde ise lastiklerinizin havasını indirerek daha geniş temas yüzeyi sağlamak, karın evsafına bağlı olarak müspet etki yaratabilir de yaratmayabilir de. ` Kar sürüşünde araç üzerindeki etkileri: Kar derin ise; şasi, dingiller, tampon, gövde vs ye temas eden karın yarattığı pasif itki, lastiğin önünde kümelenen kar ve eğim aracın yürümesine engel olan majör etkilerdir. Eğim var ise, ağırlığın yola paralel bileşeninin yarattığı etki. Hareket yönünde eğim var ise müspet, tersi yönde ise menfi etkisi vardır. Bunun dışında, rüzgar dahi bir etkidir, ancak büyük bir etkisi olmayacaktır. Kar derin ise dar lastik daha fazla batmaya ve araca karşı oluşacak yığıntı direncinin daha fazla olmasına neden olacaktır. Yumuşak karda çivi ve zincir verimsiz, orta sert kar ve normal sertlikte buzda daha verimli, çok sert buzda ise hiçbir şey fayda etmez. Yokuş yukarı gidilmesi durumunda, eğime bağlı engelleyici kuvvet oluşur.
Parametreleri toplu yazacak olursak;
– karın evsafı
– karın derinliği (Araç yüksekliğine bağlı)
– yolun eğimi. (Bu sadece kendi başına bir konu)
– lastiğin hamuru,
– lastiğin sırt deseni
– lastiğin diş derinliği
– lastiğin çap ve genişliği
– aracın mekanik kabiliyetine (orta-arka-ön kilit mevcudiyetine)
– pilotaj `
Biraz karın derinliğini de irdeleyelim.
Derin karda benim gözlemim, önünde diferansiyel karpuzu olan yani solid aks araçlar daha başarılı. Arkasında bıraktığı izi incelerseniz, aks kovanlarının süpürdüğü izin ortasında diferansiyelin de bıraktığı izi görürsünüz. Yani karın üzerine çıkma değil de süpürme eğilimi vardır solid ön aks araçlarda.
IFS (bağımsız ön süspansiyon) araçlar özellikle ön takımları ve motoru korumak için düz plak şeklinde skid plate ile donatılmışlar ise, derin kara sürdüğünüzde karı süpürme değil üzerine çıkma eğilimi olacaktır. Bu durumda ön lastiklerin yol tutuşu zayıflar bazen tamamen yerden kesilebilir. Özellikle karı yarayım diye izinizde geri gelip hız alıp temiz karın üzerine hamle yaparsanız, askıda kalabilirsiniz. Bu durum yine karın evsafına bağlı olarak değişik sonuçlar verebilir. Yolun düz olması en ideal durum fakat arazide en az sağlanabilen durumdur. Satıh kaygan ise, eğim ne tarafa fazla ise araç o tarafa kayma eğiliminde olacaktır. O yüzden kar gezilerinde arabalar ikide bir sağ veya sol bankete kayıp düşüyor.

<>

Yokuş yukarı ise ilerlemek mümkün olmaz. En tehlikeli olanı ise bence iniştir. İnişte yerçekimi kontrolü ele alır. Lastiğiniz yol tutmuyor ise, yerçekimi sizi nereye götürüyorsa oraya kontrolsüzce gidersiniz. Mümkünse bu duruma düşük devirde girin. Frene basmayın, aracın kayarak değil yürüyerek gitmesini sağlamaya çalışın. Fren kontrolün tamamen elinizden gitmesine sebep olacaktır. ` Sonuç ve Öneriler : Dar lastik mi – geniş lastik mi, lastik basıncını arttırmalı mı – düşürülmeli mi gibi anlamsız müzakerelere hiç girmeyin. Ağzınızla kuş tutsanız, karda karın evsafının müsaade ettiğinden fazlası olmayacaktır. Videoda durum biraz daha anlaşılır olabilecektir. https://www.youtube.com/embed/3tP4lj8TTRM   Buz tabakası oluşmuş ve lastikler yol tutamıyorsa, ilerlemek pilotajla falan mümkün olmaz. Lastik izi tabaka ince ve derin kar yoksa çivili Lastik, kar derinse zincir dışında alternatif yok. (Kar paletlerini ben de biliyorum. Normal yol koşulları için konuşuyoruz)
Fizik kuralları her daim geçerli. Çok ağır şartlarda paletli iş makineleri bile mahsur kalır. Bu işin kesin aritmetik bir denklemi yok. Karın evsafı ve derinliği en önemlisi. Bazen kar örtüsünde normal lastikle gidebiliyorken bazen kış lastiği ile gidemiyorsun, bazen de 4×4 ve MT+zincir ile de gidemiyorsun. Kaymaya sebep olan ana faktör lastiğin temas ettiği yüzeyin buzlaşması.
Bu durum bazen araç kendi izini açarken ortaya çıkıyor, bazen 2. Veya 3. Araç geçerken olabiliyor. Bazen de karın evsafı nedeniyle hiç olmuyor. Ben kaymaya başladığımda zincir takıyorum.

<>

  Bir de ne lastik takarsanız takın, karın keyfini çıkarmaya bakın. https://www.youtube.com/embed/C7_Thcgatmw   ` Saygılar, Sevgiler 09/03/2020 Süleyman ATILGAN ` İletişim: Facebook & Instagram

<>

<>