Load Sensing (LS) Sistemlerinin Kalibrasyonu ve Denge Ayarı (1500+ kelimelik mühendislik rehberi)

Load Sensing (LS) sistemleri, modern mobil hidrolik makinelerde (eks kavator, forklift, vinç, telehandler, loder) enerji verimliliğini artırmak ve çoklu fonksiyonlarda stabil kontrol sağlamak amacıyla kullanılır.

LS, yükün ihtiyaç duyduğu debiyi ve basıncı anlık olarak algılayıp, pompa çıkışını bu ihtiyaca göre ayarlayan akıllı bir hidrolik mimaridir.

LS sisteminin sağlıklı çalışması için üç kritik ayar doğru yapılmalıdır:

• Standby (komut) basıncı
• Margin Pressure (Dm) – LS marj basıncı
• Pompa–valf denge ayarı

Yanlış ayar → gecikme, titreme, debi çalma, ısınma, düşük hız, fonksiyonlar arası karışma ve ağır enerji kaybına neden olur.

Bu rehber, LS sistemlerinin çalışma mantığını, valf–pompa etkileşimlerini, tipik kalibrasyon adımlarını ve saha uygulamalarını ayrıntılı olarak açıklar.

1. Load Sensing (LS) Sistemi Nedir?

LS, yükteki basıncı (PL) algılayıp bunu pompa kontrol pistonuna ileterek pompanın:

• debisini,
• çıkış basıncını,
• enerji tüketimini,

dinamik olarak ayarlayan bir hidrolik kontrol sistemidir.

Temel Mantık:

Pompa basıncı (PP) = Yük basıncı (PL) + Margin Pressure (Dm)

Margin Pressure (Dm) genellikle 10–30 bar arasıdır.

Bu fark sayesinde valf üzerindeki kompanzatör (pressure compensator) doğru akışı sağlar.

2. LS Sisteminin Bileşenleri

• LS Pompa (değişken deplasmanlı pistonlu pompa)
• LS hatları (yük basıncı geri bildirimi)
• Compensator spool (PC-spool)
• LS Shuttle Valve (hangi yükün daha yüksek olduğunu seçer)
• Flow Control Spools
• Load Independent Flow Distribution (LUDV) mekanizması
• Standby eğrisi ayar pistonu

3. LS Sisteminde Kritik Basınçlar

3.1 Standby Basıncı (Pb)

Pompanın “hazırda bekleme” basıncıdır.

Genellikle:

• 18–25 bar (mobil makinelerde)
• 10–15 bar (endüstriyel)

Standby basıncı düşük olursa:

• valf açıldığında gecikme olur
• kol hareketi geç başlar

Yüksek olursa:

• pompa gereksiz enerji harcar
• ısınma artar

3.2 Margin Pressure (Dm)

Dm = PP − PL

Yani pompa basıncı ile yük basıncı arasındaki farktır.
Kompanzatör valfin doğru çalışması için gereklidir.

Tipik değerler:

• hafif uygulamalar → 10–15 bar
• mobil makineler → 18–25 bar
• ağır işler → 25–30 bar

Dm çok düşük olursa:
➡️ akış kararsız olur
➡️ valflerde titreme oluşur
➡️ debi çalma (flow stealing)

Dm çok yüksek olursa:
➡️ gereksiz ısınma
➡️ enerji kaybı
➡️ pompa yük altında zorlanır

4. LS Sistemi Nasıl Çalışır?

1. Operatör joystiğe dokunur → valf spool’u hareket eder.
2. Yük portunda basınç PL oluşur.
3. Shuttle valve en yüksek PL hattını seçer.
4. LS hattı ile pompa kontrol pistonu bu basıncı hisseder.
5. Pompa çıkış basıncı PP = PL + Dm seviyesine yükselir.
6. Kompanzatör spool, valfleri yükten bağımsız (flow independent) hale getirir.

5. LUDV (Flow Sharing) Davranışı

LUDV sistemlerinde kompanzatör her valfte ayrı çalışır:
Her fonksiyon, kendi ihtiyaç duyduğu akışı bağımsız şekilde alır.

Pompa debisi yetersiz olduğunda:

Akış tüm fonksiyonlara oransal olarak bölünür.

Bu, modern ekskavatörlerde çok önemli bir özelliktir.

6. LS Kalibrasyonunda Sık Yapılan Hatalar

• Margin basıncının gereksiz yüksek seçilmesi
• Shuttle valfin yanlış bağlanması
• Standby ayarının valf merkez konumuna göre yapılmaması
• LS hattında kaçak
• Kompanzatör yayının yanlış ayarı
• LS filtresinin tıkalı olması
• LS orifisin yanlış çap seçimi

Bu hatalar sistemde:

• gecikme
• titreme
• fonksiyonlar arası hız farkı
• ısınma
• gürültü
• debi çalma

gibi sorunlara yol açar.

7. LS Sistemi Kalibrasyon Adımları (Saha Prosedürü)

Aşağıdaki prosedür ekskavatör, loder, vinç ve telehandler gibi makinelerde yaygın olarak uygulanır.

Adım 1: LS hattı kaçak testinin yapılması

• LS hattı basıncı hızlı düşüyorsa → kaçak vardır.
• Shuttle valf kontrol edilir.
• Kompanzatör spool serbest hareket etmeli.

Adım 2: Standby Basıncının Ayarı

1. Tüm valfler nötr konumda.
2. Pompa çalışır durumda.
3. Pompa üzerindeki "standby spring" vidası ayarlanır.
4. Hedef: 18–25 bar arası stabil değer.

Düşük standby → gecikme
Yüksek standby → ısınma

Adım 3: Margin Pressure Ayarı (Dm)

1. Yük portuna manometre bağlanır → PL ölçülür.
2. Pompa çıkış basıncı ölçülür → PP
3. Dm = PP – PL

Ayarlama:

• Kompanzatör yay vidası ile yapılır.
• Genelde 20–25 bar hedef basınç seçilir.

Adım 4: Fonksiyon Testi – Flow Stealing Tespiti

Birden fazla fonksiyon aynı anda çalıştırılır:

• bom kaldırma
• kol toplama
• kepçe boşaltma

Eğer bir fonksiyon diğerinin akışını “çalıyorsa”:

➡️ Margin pressure çok düşüktür
➡️ LS orifis çapı yanlış
➡️ Shuttle valf teması zayıf

Adım 5: LUDV Denge Ayarı

Aynı anda üç fonksiyon çalıştırıldığında:

• tüm hareketler oransal hızda olmalıdır.
• biri duruyor veya hızlanıyorsa → PC-spool ayarı hatalıdır.

Adım 6: Son Kontrol — Isınma Analizi

LS sistem ayarları doğru yapılmamışsa makine ısınır.
Bu durumda:

• margin düşürülür
• standby optimize edilir
• kompanzatör spool temizlenir
• LS hattı filtre kontrol edilir

8. Uygulama Örnekleri

Örnek 1: Ekskavatörde Yavaş Tepki – Düşük Standby

Şikayet: Operatör joystiğe dokunuyor, kol 0.5 saniye sonra hareket ediyor.

Neden: Standby basıncı 12 bar ölçüldü.
Çözüm: 22 bar seviyesine getirildi → gecikme tamamen ortadan kalktı.

Örnek 2: Çift Fonksiyon Çalışınca Güç Kaybı – Düşük Margin Pressure

Şikayet: Bom + kol aynı anda çalışırken bom duraksıyor.

Neden: Dm = 8 bar
Çözüm: Dm = 20 bar’a ayarlandı → flow stealing bitti.

Örnek 3: Makine Fazla Isınıyor – Yüksek Margin

Neden: Dm = 35 bar
Sonuç: Pompa gereksiz enerji harcıyor.
Çözüm: 22 bar’a düşürülerek 15°C soğuma sağlandı.

9. Sonuç

Load Sensing (LS) sistemleri:

• enerji verimli
• kullanıcı dostu
• çok fonksiyonlu
• hassas kontrol sağlayan

ileri hidrolik kontrol sistemleridir.

Ancak doğru çalışmaları için:

• Standby basıncı
• Margin pressure
• Kompanzatör ayarı
• LS hattı doğruluğu
• Shuttle valf işlevi

eksiksiz ve doğru şekilde ayarlanmalıdır.

Bu rehberde sunulan kalibrasyon yöntemleri sahada %100 uygulanabilir niteliktedir.

Bu teknik makale Sancoqhub mühendislik arşivi için hazırlanmıştır.