SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 61
DANIŞMAN
DOÇ.DR.NECMETTİN KAYA




 PROJE SORUMLULARI
    OKAN DENİZ
   ANIL BAYTEMUR
FORMULA SAE
       ARACI
SÜSPANSĠYON MODELĠ
         VE
     SANAL YOL
      TESTLERĠ
FORMULA SAE NEDĠR?

• Formula SAE, Society of Automotive Engineers ( SAE )’in üniversiteler
  arasında 1981 yılından beri her sene düzenlediği, dünyanın pek çok
  ülkesinden öğrencilerin formula tipi tek kişilik açık kokpit yarış araçları
  tasarlayıp üreterek katıldıkları bir mühendislik çalışmasıdır.




                              Şekil 1.Formula SAE Aracı
Formula SAE Kuralları-Genel Kurallar

Yarışma statik ve dinamik etkinliklerden oluşmaktadır. Yarışma etkinlikleri
araçların mühendislik tasarımını ve performansını test etmektedir. Araçların
tasarımı belirli kurallar çevresinde gerçekleştirilmektedir. Bu kurallar ;
1. Araç en az 1525 mm ’lik bir dingil mesafesine sahip olmalıdır.
2. Aracın küçük olan aks aralığı (ön ya da arka) daha büyük olan aks
     aralığının %75’inden az olmamalıdır.
3. Zemine yakınlık, çekiş etkinlikleri sırasında aracın parçalarını ( tekerlekler
     dışında ) yere değmesini önlemeye yetecek seviyede olmalıdır.
4. Arabanın tekerlekleri 203.2 mm (8.0 inç) ya da daha geniş çapta olmalıdır.
5. Sürücü oturmuş haldeyken en az 50.8 mm (2 inç) ’lik tekerlek hareketi ile
     tamamen operasyonel bir süspansiyon sistemiyle donanımlı olmalıdır.
6. Araç her iki taraftan da 1.5 G ’ye tekabül eden 57 derecelik bir açıyla yana
     yatırıldığında devrilmemelidir.
7.   Aracın toplam motor hacmi maksimum 610 cm3 olmalıdır.
Formula SAE Dinamik Etkinlikler

• Ġvmelenme Etkinliği : İvmelenme etkinliği arabanın düzgün bir yolda, düz
   bir çizgide hızlanmasını değerlendirir.

• Skid-Pad Etkinliği :Skid-Pad etkinliği kavramı arabanın düz bir zeminde
   sürekli dönüş yaparken viraj alma gücünü ölçmek için kullanılır.

• Autocross Etkinliği : Autocross etkinliği kavramı, yarışan araçların engeli
  olmadan, dar bir pistte aracın manevra kabiliyeti ve kullanım niteliklerini
  değerlendirmek için kullanılır. Autocross pisti gaz ve fren performans
  özelliklerini değerlendirmek için kullanılır.
SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ
• Araç gövdesi ile tekerlekler arasına yerleştirilen süspansiyon sistemi, yolun
  yapısından kaynaklanan titreşimleri sönümlemek üzere tasarlanmıştır.
  Süspansiyon sistemi sürüş konforu ve güvenliği açısından ihtiyaç duyulan
  bir sistemdir. Direksiyon sistemi, ön düzen geometrisi ve tekerleklerle bir
  bütünlük içerisinde çalışır. Aracın yol tutuş yetenekleri sürüş güvenliğinin
  sağlanmasındaki en önemli faktördür. Süspansiyon sistemi aracın ağırlığını
  taşıdığı gibi lastiklerin yola tutunmasını da sağlamalıdır. Aracın yol tutuşu
  hayati önem taşır; çünkü aracın aktif güvenliği, dengesi ve konforu bu
  sistemin sağlıklı çalışmasına bağlıdır.




                   Şekil 2.Araç Üzerinde Süspansiyon Görünümü
SÜSPANSĠYON GÖREVLERĠ

• Yolcuları veya taşınan yükü korumak ve sürüş konforunu iyileştirmek
amacıyla yol yüzeyinin yapısından kaynaklanan titreşimleri, salınımları ve ani
şokları sönümleyerek yumuşatır.
   Yol yüzeyi ile tekerlekler arasındaki sürtünmeye bağlı olarak ortaya çıkan

sürüş ve fren kuvvetlerini gövdeye aktarır.

   Akslar üzerinde gövdeyi taşır ve gövde ile tekerlekler arasındaki uygun

geometrik ilişkiyi sağlar.

   Yol ile tekerlekler arasında teması kaybetmeden güvenli dönüş yapmayı
   sağlar.
ARAÇTA MEYDANA GELEN SALINIMLAR




• Sallantı
•   Yan Yatma

•   Zıplama

•   Gezme




                       Şekil 3.Araç Salınımlar
SÜSPANSĠYON ÇEġĠTLERĠ

• Sabit ( Bağımlı ) Süspansiyon Donanımı

Sağ ve sol tekerlekler birbirlerine bir aks veya aks kovanı ile bağlanır ve yol

darbelerini birlikte karşılayıp sönümleyen donanımlardır.

• Serbest ( Bağımsız ) Süspansiyon Donanımı

Tekerlekler birbirlerinden bağımsız olarak yol darbelerini karşılayan ve

sönümleyen donanımlardır.




        Şekil 4.Sabit Süspansiyon                Şekil 5.Serbest Süspansiyon
FORMULA SAE ARACI SERBEST SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ
                BĠLEġENLERĠ
Şekil 6.Ön Süspansiyon Görünümü
1) HUB

Hub mili fren elemanlarının yerleştirilmesi için ön ve arka süspansiyon için
dizayn edilmiştir.




                                     Şekil 3. Hub
2) UPRIGHT

Dik duran destekleyici direk kontrol kollarına yataklık yapan elemandır.
Süspansiyon sisteminde hub parçasına bağlıdır. Şekilde görüldüğü gibi parça
üst ve alttan olacak şekilde ağızlar boşaltılmıştır ve bunlar maksimum yük al-
tında alt küresel rot çubuğunun eğilmesine neden olur.




                                      Şekil 4. Upright
3) KONTROL KOLU ( Control Arm )
Kontrol ve süspansiyon kolları dairesel boru şeklindedir. Kontrol kolu farklı
türde malzemeler kullanılarak ve farklı ölçülerde üretilebilir. Kollardaki bu
çeşitlilik sistemin tutarlılığı üzerinde kötü etki yapmakta olup aracın dönüşünü
zorlaştırır.




                               Şekil 5. Kontrol Kolu
4 )BEL KRANK ( Bell Crank )
Süspansiyon sisteminin yapısal bir elemanı olup, mekanik hareketin yönünü
değiştirerek sönümleme sistemine iletir.




                                Şekil 6. Bel Krank
5)YAYLAR ve DAMPERLER ( Springs and Dampers )
Yay ve damper sistemi içinde sıvı bulunan silindirik bir parça ve bu parçanın
etrafına sarılı yaydan ibarettir ve sisteme gelen darbe ve titreşimleri absorbe
edip sönümlemektedir.




                           Şekil 7. Yay ve Damper
6) BAĞ ÇUBUĞU ( Tie Rod)
Genellikle gerilimsiz bir eleman olup direksiyondan aldığı hareketi ön
tekerleklere iletir.




                                 Şekil 8. Bağ Çubuğu
7) SALLANMA ÇUBUĞU ( Sway Bar)
Araç süspansiyonunun bir tarafından hareketi alan ve onu ileten bir gerilim
elemanıdır.




                               Şekil 9. Sallanma Çubuğu
8) ĠTĠCĠ ÇUBUK ( Push Rod )
Tekerlek hareketini bel krank ve sönümleme sistemine transfer eden yapısal
elemandır.




                               Şekil 10. İtici Çubuk
ÖN DÜZEN AÇILARI
1.KAMBER AÇISI
Taşıtın ön tekerleklerine önden bakıldığında düşey eksene göre, tekerleğin üst
kısmının aracın merkezine ya da dışarı doğru eğimine kamber açısı denir.
Tekerleğin üst kısmı dışa doğru belirli bir açı ile eğim yapıyorsa pozitif
kamber, içe doğru eğimli ise negatif kamber olarak tanımlanır.




                              Şekil 11. Kamber Açısı
KAMBER AÇISI FAYDALARI


• Lastiğin yol yüzeyine iyi bir temas yapmasını sağlar.
• Pozitif kamber, yere temas noktasını yük ekseninin yere temas noktasına
  getirerek, meydana gelen momenti azaltır. Böylece direksiyon kolaylığı
  sağlar.
• Aracın ağırlığını dingil başına momentsiz bindirerek, dingil pimi burcunda
  veya rotillerdeki sürtünmeyi azaltarak direksiyon kolaylığı sağlar.
• Tekerleğe gelen normal tepki kuvvetinden dolayı dingil pimi veya rotillerde
  meydana gelen yük ve aşınmaları azaltır.
• Gereğinden fazla pozitif kamber açısı tekerleğin dıştan aşınmasına, negatif
  kamber açısı ise içten aşınmasına neden olur.
• Kamber açısının iki tarafta eşit olmaması taşıtın bir tarafa çekmesine neden
  olur, Taşıt, pozitif kamber açısının büyük olduğu tarafa çekme yapar. İki
  tekerlek arasındaki kamber açısı farkı 0.5˚ ‘den büyük olmamalıdır.
2.KĠNG-PĠM AÇISI
Dingil piminin (başlık pimi ya da king-pim) üst kısmının taşıt merkezine doğru
eğimidir. Günümüzde kullanılan serbest süspansiyon sistemlerinde alt ve üst
salıncak rotillerinin eksenlerini birleştiren doğru ile düşey eksen arasında
meydana gelen açıdır.




                              Şekil 12. King-Pim Açısı
KĠNG-PĠM AÇISI AMACI VE FAYDALARI


  Fazla kambere olan ihtiyacı azaltır.

  Tekerleğin temas noktasını pim ekseninin yol yüzeyini kestiği noktaya
  yaklaştırarak yol darbelerinin ön takım ve direksiyon sisteminin üzerindeki
  olumsuz etkileri azaltır.

  Dönüşlerde direnç momentini azaltarak direksiyon momenti sağlar.

  Dönüşlerden sonra tekerleğin tekrar düz konuma gelmesini sağlar.

  Direksiyon geri toplama momentinin oluşmasını sağlar.
3.KASTER AÇISI
Taşıt tekerleklerine yandan bakıldığında görülen, dingil piminin veya alt ve üst
salıncak rotillerini birleştiren doğrunun taşıtın önüne veya arkasına doğru
yaptığı eğime kaster denir. Tekerleğe yan tarafından bakıldığında pimin üst
kısmının arkaya doğru eğimi "Pozitif Kaster", tersi ise "Negatif Kaster”
olarak adlandırılır. Günümüz taşıtlarında her iki duruma da rastlamak
mümkündür.




                               Şekil 13. Kaster Açısı
KASTER AÇISININ AMACI VE ETKĠLERĠ

 Kaster açısının asıl amacı hareket kararlılığı sağlamaktır. Pozitif veya negatif
 kaster verilmiş aracın tekerleklerinde yolun durumundan dolayı sapma
 meydana geldiğinde ,tekerlekler tekrar eski konumuna gelir.

 Taşıta kolay manevra yapma imkanı sağlar.

 Gereğinden fazla büyük kaster açısı direksiyonu zorlaştırır, aşırı yol darbesi
 etkisi ve titreşimlere neden olur.

 Gereğinden küçük kasterde ise düşük hızlarda direksiyon kolaylığı sağlandığı
 halde yüksek hızlarda direksiyon kontrolü azalır ve taşıt sağa sola gezinti yapar.

 Pozitif kasterli bir taşıtta kaster açısının küçük olduğu tekerlek tarafına, negatif
 kasterli bir taşıtta ise açının büyük olduğu tarafa doğru çekme meydana gelir.

 Dönüşlerden sonra tekerlekler tekrar düzgün konuma getirilmeye çalışıldığında
 direksiyonun kolayca toplanmasına yardımcı olur.
4.TOE AÇISI
 Aracın boyuna merkez ekseni ve tekerlek düzleminin eğiminin çizgisi ve yer
düzlemi ile arasındaki açıdır. Tekerlekler içe yatıksa ‘’ Toe-In’’, dışa yatıksa
‘’Toe-Out’’ olarak adlandırılır. ‘’Toe-In’’ sabit yanal kuvvetleri hareket
süresince aracın merkez eksen çizgisine doğru yönlendirdiğinden daha stabil
olur. Tekerleği maksimum darbeden korumak ve aracın savrulmasını önlemek
için gereklidir.




                                Şekil 14. Toe Açısı
TOE AÇISININ AMACI VE ETKĠLERĠ

• Taşıt düz yolda hareket ederken tahrik tekerleklerinin ve yükün etkisi ile ön
  tekerlekler, arkadan itişli araçlarda genellikle dışa doğru açılmaya, önden
  çekişli araçlarda ise içe doğru kapanmaya zorlanır. Bu nedenle önden
  çekişli araçlarda ön tekerleklere toe-out, arkadan çekişli araçlarda toe-in
  verilir.
• Fazla miktarda toe-in veya toe-out verilmişse bu durum tekerleklerde
  yuvarlanma direncinin artmasına neden olur. Ayrıca tekerleklerin, içten
  veya dıştan anormal derecede düzensiz aşınmalarına yol açar.
• Kullanılan lastiklerin de verilen toe değerlerine etkisi vardır. Mesela, radyal
  dokulu lastik kullanılan taşıtlara, bias dokulu lastik kullanılanlara göre daha
  düşük toe değeri verilmektedir. Çünkü radyal gövdeli lastiklerin yanal
  kuvvetlere karşı direnci daha fazladır.
SÜRÜġ ESNASINDA ORTAYA ÇIKABĠLECEK DURUMLAR
1.OVERSTEER DURUMU
Aracın direksiyon aracılığıyla verilen dönme açısına fazla tepki vermesi
durumudur. Yani, ideal koşullarda kendi çevresinde 60 dönerek bir virajı
alması gereken aracın arka ucunun dışarı doğru ötelenmesiyle kendi
çevresinde 60 ’den fazla dönerek yoldan çıkmasıdır. Viraja girilip frene
basıldığında arka lastikler ön lastiklerden ince ise olur.




                            Şekil 15. Oversteer Durumu
2.UNDERSTEER DURUMU
Aracın direksiyon aracılığıyla verilen dönme açısına az tepki verme
durumudur. Yani, ideal durumda kendi çevresinde 60 dönerek bir virajı alması
gereken aracın ön ucunun (arkasına göre) dışarı doğru daha çok ötelenmesiyle
kendi çevresinde 60 ’den az dönerek burnunun virajın dışına doğru
yönelmesidir. Viraja girdikten sonra hızlanıldığında ve arka tekerleklerin ön
lastiklerden kalın olması halinde olur.




                            Şekil 16. Understeer Durumu
FORMULA SAE ARACI ÖN SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ




                Şekil 17. Ön Süspansiyon Sistemi
Ön süspansiyon sistemi ;
• Kontrol Kolları ( control arms ) ,
• Miller (spindles ) ,
• Bel Krank (bel crank ) ,
• Sallanma Çubuğu ( sway bar ) ,
• İtme Çubuğu ( push rod )
• Direksiyon Sisteminden ( steering system ) oluşmuştur.
FORMULA SAE ARKA SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ




                     Şekil 18. Arka Süspansiyon Sistemi
Arka süspansiyon sistemi ön süspansiyon sistemine çok benzemektedir.
Aralarındaki temel farklılık arka süspansiyona tahrik aksları ( Drive Axles )
eklenmiştir. Arka süspansiyon sisteminde direksiyon aksamı olmamasına
rağmen , arka süspansiyon bağlantı çubuğu kullanılarak kontrol kollarını
sadece dikey doğrultuda harekete sınırlandırmaktadır.
ADAMS SANAL YOL TESTLERĠ VE ANALĠZLERĠ
• Formula SAE aracının süspansiyon analizleri yapılırken ADAMS 2012
programı kullanılmıştır. ADAMS programında araç üzerinde belirli
parametreler değiştirilerek optimum sonuçlar ile aracın yüksek derecede yol
tutuş kabiliyeti ve dengeli bir şekilde yol alması amacıyla analizler yapılmıştır.
Süspansiyon parametrelerinde değişimin tekerlek deplasmanı boyunca
olabildiğince minimum seviyede olması amaçlanmıştır.

• Süspansiyon parametreleri tekerlek düzeneğinin sahip olduğu toe, kamber,
kaster, king-pim açıları ve tekerleğin düşey eksende yaptığı deplasman
değeridir.

• Analiz şartlarımızın başında öncelikle aracın sağlıklı bir şekilde yol alması
göz önünde bulundurularak çıkarımlar yapılmıştır. Aracımız bir yarış arabası
olduğu için konfor şartı testlerimiz sırasında göz ardı edilmiştir.

• Aracın testlerinde viraj alma durumunda yoldan çıkma, paralel tekerlek
deplasmanı durumunda parametrelerin minimum değerde değişmesi ve
süspansiyon sisteminde kullanılan yayın rijitlik katsayısı değiştirilerek araca
gelen kuvvet değişimi incelenmiştir.
1. Süspansiyon sistemi olarak ADAMS programının içinde var olan Formula
SAE araç modülü kullanılmıştır.




                     Şekil 19. Formula SAE Aracı Hazır Modeli
2. Aracın ön süspansiyon sistemi çağrılarak sahip olduğu parametrelerden toe
ve kamber açısı değiştirilerek paralel tekerlek deplasmanı testinde minimum
değişimi verecek optimum açı değerleri elde edilmeye çalışılmıştır. Bu analiz
sonucunda aşağıdaki grafikte görüldüğü gibi toe açımız +2.0 , menzil
aralığımız +1.7857 ile +2.1 arasındadır. Bu değerler farklı deplasmanlar için
yapılan değerlendirmeler sonucunda minimum değişikliği veren sonuçlar
olarak elde edilmiştir.




                             Şekil 1. Açı Değişim Grafiği
Animasyon 1.Tekerlek Deplasmanına Göre Açı Değişimi ve Araç Animasyonu
3. Teker hareketi boyunca üç kuvvet değeri gözlenir. İtici çubuk sadece ‘’y’’
ve ‘’z’’ ekseni boyunca yerleştirilmiştir ve grafikten gözlemlendiği gibi
kuvvet sadece eksenel yönlerde meydana gelmektedir. Bu itici çubuk
malzemesinin daha hafif ve çok fazla mukavemet değerine gerek
duyulmayan malzemeden yapılmasını desteklemektedir. Bu malzemeye
örnek olarak Karbon-Fiber malzemesi verilebilir. Karbon-Fiber boru en
fazla 5120.8 N ‘ a dayanabilmektedir.




                     Şekil 2. İtici Çubuğa Düşen Kuvvet Grafiği
Animasyon 2.Tekerlek Deplasmanına Göre Kuvvet Değişimi ve Araç Animasyonu
4.Arka süspansiyon analizinde amaç kamber , kaster ve toe açılarını sıfır
derece yakınlarında sabit tutmaktır. Tekerlek hareketi boyunca kamber açısı
-0.65˚ civarındadır. Kamber açısının düşük değeri tekerleğin yol yüzeyi ile
her zaman maksimum temasta olduğunu göstermektedir. Tekerlek hareketi
boyunca toe açımız 0.5˚ ve sabittir. Bu açı bize tekerlek hareket menzili
boyunca tekerlek yüzeyinin çok iyi bir sürüşe neden olacağını
göstermektedir.




                Şekil 3. Arka Süspansiyon Açı Değişim Grafiği
5.Teker hareketine göre itici çubuk kuvvetleri sadece eksenel kuvvetleri
içermektedir. Sıkıştırma süresinde itici çubuk sadece eksenel kuvvetlere
maruz kalmaktadır. Buna bağlı olarak ön süspansiyon sisteminde olduğu
gibi daha hafif ve daha az mukavemete sahip bir malzeme seçilebilir. Buna
örnek olarak Karbon-Fiber malzeme gösterilebilir.




           Şekil 4. Arka Süspansiyon İtici Çubuk Kuvveti Grafiği
6.Yay rijitlik katsayısına göre yapılan analizde ilk olarak k = 50 N/mm
olarak alınmıştır. Bu değerde, 20 mm tekerlek deplasmanında grafikten
okunan tekerlek kuvveti F = 1000 N ‘dur. F = -k x denkleminden yayın
sıkışma miktarı x = 20 mm olmaktadır.




                           Şekil 5. Kuvvet-Rijitlik Grafiği
7.Yay rijitlik katsayısı k = 75 N/mm olduğu durumda tekerleğe gelen
kuvvet 20 mm tekerlek deplasmanında grafikten okunan tekerlek kuvveti
F = 1243 N ‘dur. F = -k         x denkleminden yayın sıkışma miktarı
x = 16.57 mm olmaktadır.




                          Şekil 6. Kuvvet-Rijitlik Grafiği
ÖZETLE ;

1.TOE AÇISI = +2.0˚ , KAMBER AÇISI = -1.0˚ için paralel tekerlek hareketi
analizinde ön süspansiyon sisteminin sahip olduğu değerlerde minimum
değişim gözlenmiştir.

2.Arka süspansiyon sistemi için minimum toe ve kamber açılarının en iyi yol
tutuşuna imkan sağladığı gözlenmiştir.

3.Sonuç olarak aynı tekerlek deplasman değerlerinde yay rijitlik katsayısının
artması ile tekerleğe ve dolayısı ile araca gelen kuvvet artmaktadır. Bununla
beraber yayın sıkışma miktarı azalmaktadır. Görüleceği üzere sert bir yay hafif
yüklerde darbelerin bir kısmını araca verir ve kontrolsüz bir sürüşe neden olur.
BÜTÜN ARAÇ ANALİZLERİ
Bütün araç olarak yol testleri yapıldığında aracın sahip olduğu parametreler
  dahilinde aracın yol tutuş kabiliyeti ve davranışı gözlenebilmektedir. Araçtan
  istenilen en önemli şey iyi bir yol tutuş kabiliyeti ve olabildiğince araç değerlerinde
  minimum değişimdir. Yol tutuş kabiliyeti ve aracın dengeli bir şekilde seyir
  sürebilmesi için kaster, kamber ve toe açıları değiştirilerek en iyi sonuç elde
  edilebilir. Açıların yanında aracın ivmelenme faktörü de göz önünde
  bulundurulmalıdır. İlk olarak aşağıdaki değerlere göre analiz yapıldığında ;
• Yarıçap = 8 m, dairesel pist, Toe Açısı = +1.0˚, Kamber Açısı = -1.0˚, İvme = 1.0
  m/s2




                               Şekil 7. Lastiğe Gelen Kuvvet Grafiği
Animasyon 3.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
Tekerleğe gelen kuvvetin sabit olduğu ve aracın yoldan çıkmadığı görülmektedir.
• Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.2˚ , Kamber Açısı = -1.0˚ , İvme = 1.0
  m/s2




                         Şekil 8. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği
• Tekerleğe gelen kuvvetin sabit olmadığı ve bir noktadan itibaren azaldığı
  yani aracın yoldan çıktığı görülmektedir.Sonuç olarak aracımızın toe açı
  değeri > + 1.2˚ olduğunda araç yoldan çıkmaktadır.
Animasyon 4.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
Aracımızın toe açısına bağlı olarak yol tutuş kabiliyetini gözlemledik.Kamber
  açısının bu duruma etkisi araştırıldığında ;
• Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.0˚ , Kamber Açısı = -2.0˚ , İvme = 1.0
  m/s2




                         Şekil 9. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği
• Tekerleğe gelen kuvvetin sabit olduğu ve aracın yoldan çıkmadığı görülmektedir.
• Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.0˚ , Kamber Açısı = -7.0˚ , İvme = 1.0
  m/s2




                      Şekil 10. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği

• Sonuç olarak denilebilir ki aracın değişik kamber açılarında yoldan çıkmadığı
  görüldüğüne göre araç tasarım parametrelerinin izin verdiği sürece tek başına
  kamber açısının yol tutuş kabiliyetine bir etkisi yoktur.
• Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.2˚ , Kamber Açısı = -2.0˚ , İvme = 1.0
  m/s2




                        Şekil 11. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği

• Toe açı değeri ‘’ 1.2˚ ‘’ olmasına rağmen tekerleğe gelen kuvvetin sabit kaldığı ve
  dolayısıyla aracın yoldan savrulmadığı görülmektedir. Bunun nedeni kamber açı
  değerinin ‘’ -2.0˚ ‘’ olmasıdır. Kamber açısı değeri arttırılarak aracın yol tutuş
  kabiliyeti arttırılabilir.
Animasyon 5.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
ÖZETLE ;

1) TOE AÇISI > +1.2˚ olduğunda aracın yoldan çıktığı görülmektedir.

2) KAMBER AÇISININ tek başına aracın yol tutuş kabiliyetine bir etkisi
   olmadığı gözlenmektedir.

3) KAMBER AÇISININ arttırılması yoldan savrulan bir aracın yol tutuş
   kabiliyetini arttırmaktadır.
GENEL SONUÇLAR
Tablo 1.Sonuç tablosu
Animasyon 4.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
ÇALIŞMAMIZDA
YARDIMLARINI ESİRGEMEYEN
            VE
       EMEĞİ GEÇEN
         HERKESE
  TEŞEKKÜRÜ BORÇ BİLİRİZ!

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...
Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...
Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...
vinay kumar
 
Suspension Design casestudy
 Suspension Design casestudy Suspension Design casestudy
Suspension Design casestudy
Pranav Nigam
 
Virtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.ppt
Virtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.pptVirtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.ppt
Virtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.ppt
Ishan Mehta
 

Was ist angesagt? (20)

Finalsuspension
FinalsuspensionFinalsuspension
Finalsuspension
 
Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...
Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...
Design, Analysis and fabrication of ATV (All Terrain Vehicle) for the event B...
 
Virtual BAJA 2015_(16190)_(Team Prayog)_PRESENTATION
Virtual BAJA 2015_(16190)_(Team Prayog)_PRESENTATION Virtual BAJA 2015_(16190)_(Team Prayog)_PRESENTATION
Virtual BAJA 2015_(16190)_(Team Prayog)_PRESENTATION
 
1. introduction to automobile
1. introduction to automobile1. introduction to automobile
1. introduction to automobile
 
Wheel alignment
Wheel alignmentWheel alignment
Wheel alignment
 
Vdhs 5-6 steady state handling-rollover
Vdhs 5-6 steady state handling-rolloverVdhs 5-6 steady state handling-rollover
Vdhs 5-6 steady state handling-rollover
 
VEHICLE ROLLOVER ANALYSIS
VEHICLE ROLLOVER ANALYSISVEHICLE ROLLOVER ANALYSIS
VEHICLE ROLLOVER ANALYSIS
 
To study automobile chassis and automobile body
To study automobile chassis and automobile bodyTo study automobile chassis and automobile body
To study automobile chassis and automobile body
 
Suspension Design casestudy
 Suspension Design casestudy Suspension Design casestudy
Suspension Design casestudy
 
Virtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.ppt
Virtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.pptVirtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.ppt
Virtual baja 2016 17355 alpha college of engg. and tech._presentation.ppt
 
4 independed suspension system
4 independed suspension system4 independed suspension system
4 independed suspension system
 
Unit 1 Introduction to automobile and drive train
Unit 1 Introduction to automobile and drive trainUnit 1 Introduction to automobile and drive train
Unit 1 Introduction to automobile and drive train
 
Differential and rear axle.ppt
Differential and rear axle.pptDifferential and rear axle.ppt
Differential and rear axle.ppt
 
Tyres and wheel
Tyres and wheelTyres and wheel
Tyres and wheel
 
3 axles
3 axles3 axles
3 axles
 
Design & Analysis of Composite Propeller Shaft
Design & Analysis of Composite Propeller ShaftDesign & Analysis of Composite Propeller Shaft
Design & Analysis of Composite Propeller Shaft
 
Wheel bearings
Wheel bearingsWheel bearings
Wheel bearings
 
FORCE CALCULATION IN UPRIGHT OF A FSAE RACE CAR
FORCE CALCULATION IN UPRIGHT OF A FSAE RACE CARFORCE CALCULATION IN UPRIGHT OF A FSAE RACE CAR
FORCE CALCULATION IN UPRIGHT OF A FSAE RACE CAR
 
Traction control system
Traction control systemTraction control system
Traction control system
 
Active suspension system in automobile
Active suspension system in automobileActive suspension system in automobile
Active suspension system in automobile
 

Formula sae süspansi̇yon modeli̇ ve sanal yol testleri̇

  • 1. DANIŞMAN DOÇ.DR.NECMETTİN KAYA PROJE SORUMLULARI OKAN DENİZ ANIL BAYTEMUR
  • 2. FORMULA SAE ARACI SÜSPANSĠYON MODELĠ VE SANAL YOL TESTLERĠ
  • 3. FORMULA SAE NEDĠR? • Formula SAE, Society of Automotive Engineers ( SAE )’in üniversiteler arasında 1981 yılından beri her sene düzenlediği, dünyanın pek çok ülkesinden öğrencilerin formula tipi tek kişilik açık kokpit yarış araçları tasarlayıp üreterek katıldıkları bir mühendislik çalışmasıdır. Şekil 1.Formula SAE Aracı
  • 4. Formula SAE Kuralları-Genel Kurallar Yarışma statik ve dinamik etkinliklerden oluşmaktadır. Yarışma etkinlikleri araçların mühendislik tasarımını ve performansını test etmektedir. Araçların tasarımı belirli kurallar çevresinde gerçekleştirilmektedir. Bu kurallar ; 1. Araç en az 1525 mm ’lik bir dingil mesafesine sahip olmalıdır. 2. Aracın küçük olan aks aralığı (ön ya da arka) daha büyük olan aks aralığının %75’inden az olmamalıdır. 3. Zemine yakınlık, çekiş etkinlikleri sırasında aracın parçalarını ( tekerlekler dışında ) yere değmesini önlemeye yetecek seviyede olmalıdır. 4. Arabanın tekerlekleri 203.2 mm (8.0 inç) ya da daha geniş çapta olmalıdır. 5. Sürücü oturmuş haldeyken en az 50.8 mm (2 inç) ’lik tekerlek hareketi ile tamamen operasyonel bir süspansiyon sistemiyle donanımlı olmalıdır. 6. Araç her iki taraftan da 1.5 G ’ye tekabül eden 57 derecelik bir açıyla yana yatırıldığında devrilmemelidir. 7. Aracın toplam motor hacmi maksimum 610 cm3 olmalıdır.
  • 5. Formula SAE Dinamik Etkinlikler • Ġvmelenme Etkinliği : İvmelenme etkinliği arabanın düzgün bir yolda, düz bir çizgide hızlanmasını değerlendirir. • Skid-Pad Etkinliği :Skid-Pad etkinliği kavramı arabanın düz bir zeminde sürekli dönüş yaparken viraj alma gücünü ölçmek için kullanılır. • Autocross Etkinliği : Autocross etkinliği kavramı, yarışan araçların engeli olmadan, dar bir pistte aracın manevra kabiliyeti ve kullanım niteliklerini değerlendirmek için kullanılır. Autocross pisti gaz ve fren performans özelliklerini değerlendirmek için kullanılır.
  • 7. • Araç gövdesi ile tekerlekler arasına yerleştirilen süspansiyon sistemi, yolun yapısından kaynaklanan titreşimleri sönümlemek üzere tasarlanmıştır. Süspansiyon sistemi sürüş konforu ve güvenliği açısından ihtiyaç duyulan bir sistemdir. Direksiyon sistemi, ön düzen geometrisi ve tekerleklerle bir bütünlük içerisinde çalışır. Aracın yol tutuş yetenekleri sürüş güvenliğinin sağlanmasındaki en önemli faktördür. Süspansiyon sistemi aracın ağırlığını taşıdığı gibi lastiklerin yola tutunmasını da sağlamalıdır. Aracın yol tutuşu hayati önem taşır; çünkü aracın aktif güvenliği, dengesi ve konforu bu sistemin sağlıklı çalışmasına bağlıdır. Şekil 2.Araç Üzerinde Süspansiyon Görünümü
  • 8. SÜSPANSĠYON GÖREVLERĠ • Yolcuları veya taşınan yükü korumak ve sürüş konforunu iyileştirmek amacıyla yol yüzeyinin yapısından kaynaklanan titreşimleri, salınımları ve ani şokları sönümleyerek yumuşatır. Yol yüzeyi ile tekerlekler arasındaki sürtünmeye bağlı olarak ortaya çıkan sürüş ve fren kuvvetlerini gövdeye aktarır. Akslar üzerinde gövdeyi taşır ve gövde ile tekerlekler arasındaki uygun geometrik ilişkiyi sağlar. Yol ile tekerlekler arasında teması kaybetmeden güvenli dönüş yapmayı sağlar.
  • 9. ARAÇTA MEYDANA GELEN SALINIMLAR • Sallantı • Yan Yatma • Zıplama • Gezme Şekil 3.Araç Salınımlar
  • 10. SÜSPANSĠYON ÇEġĠTLERĠ • Sabit ( Bağımlı ) Süspansiyon Donanımı Sağ ve sol tekerlekler birbirlerine bir aks veya aks kovanı ile bağlanır ve yol darbelerini birlikte karşılayıp sönümleyen donanımlardır. • Serbest ( Bağımsız ) Süspansiyon Donanımı Tekerlekler birbirlerinden bağımsız olarak yol darbelerini karşılayan ve sönümleyen donanımlardır. Şekil 4.Sabit Süspansiyon Şekil 5.Serbest Süspansiyon
  • 11. FORMULA SAE ARACI SERBEST SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ BĠLEġENLERĠ
  • 13. 1) HUB Hub mili fren elemanlarının yerleştirilmesi için ön ve arka süspansiyon için dizayn edilmiştir. Şekil 3. Hub
  • 14. 2) UPRIGHT Dik duran destekleyici direk kontrol kollarına yataklık yapan elemandır. Süspansiyon sisteminde hub parçasına bağlıdır. Şekilde görüldüğü gibi parça üst ve alttan olacak şekilde ağızlar boşaltılmıştır ve bunlar maksimum yük al- tında alt küresel rot çubuğunun eğilmesine neden olur. Şekil 4. Upright
  • 15. 3) KONTROL KOLU ( Control Arm ) Kontrol ve süspansiyon kolları dairesel boru şeklindedir. Kontrol kolu farklı türde malzemeler kullanılarak ve farklı ölçülerde üretilebilir. Kollardaki bu çeşitlilik sistemin tutarlılığı üzerinde kötü etki yapmakta olup aracın dönüşünü zorlaştırır. Şekil 5. Kontrol Kolu
  • 16. 4 )BEL KRANK ( Bell Crank ) Süspansiyon sisteminin yapısal bir elemanı olup, mekanik hareketin yönünü değiştirerek sönümleme sistemine iletir. Şekil 6. Bel Krank
  • 17. 5)YAYLAR ve DAMPERLER ( Springs and Dampers ) Yay ve damper sistemi içinde sıvı bulunan silindirik bir parça ve bu parçanın etrafına sarılı yaydan ibarettir ve sisteme gelen darbe ve titreşimleri absorbe edip sönümlemektedir. Şekil 7. Yay ve Damper
  • 18. 6) BAĞ ÇUBUĞU ( Tie Rod) Genellikle gerilimsiz bir eleman olup direksiyondan aldığı hareketi ön tekerleklere iletir. Şekil 8. Bağ Çubuğu
  • 19. 7) SALLANMA ÇUBUĞU ( Sway Bar) Araç süspansiyonunun bir tarafından hareketi alan ve onu ileten bir gerilim elemanıdır. Şekil 9. Sallanma Çubuğu
  • 20. 8) ĠTĠCĠ ÇUBUK ( Push Rod ) Tekerlek hareketini bel krank ve sönümleme sistemine transfer eden yapısal elemandır. Şekil 10. İtici Çubuk
  • 22. 1.KAMBER AÇISI Taşıtın ön tekerleklerine önden bakıldığında düşey eksene göre, tekerleğin üst kısmının aracın merkezine ya da dışarı doğru eğimine kamber açısı denir. Tekerleğin üst kısmı dışa doğru belirli bir açı ile eğim yapıyorsa pozitif kamber, içe doğru eğimli ise negatif kamber olarak tanımlanır. Şekil 11. Kamber Açısı
  • 23. KAMBER AÇISI FAYDALARI • Lastiğin yol yüzeyine iyi bir temas yapmasını sağlar. • Pozitif kamber, yere temas noktasını yük ekseninin yere temas noktasına getirerek, meydana gelen momenti azaltır. Böylece direksiyon kolaylığı sağlar. • Aracın ağırlığını dingil başına momentsiz bindirerek, dingil pimi burcunda veya rotillerdeki sürtünmeyi azaltarak direksiyon kolaylığı sağlar. • Tekerleğe gelen normal tepki kuvvetinden dolayı dingil pimi veya rotillerde meydana gelen yük ve aşınmaları azaltır. • Gereğinden fazla pozitif kamber açısı tekerleğin dıştan aşınmasına, negatif kamber açısı ise içten aşınmasına neden olur. • Kamber açısının iki tarafta eşit olmaması taşıtın bir tarafa çekmesine neden olur, Taşıt, pozitif kamber açısının büyük olduğu tarafa çekme yapar. İki tekerlek arasındaki kamber açısı farkı 0.5˚ ‘den büyük olmamalıdır.
  • 24. 2.KĠNG-PĠM AÇISI Dingil piminin (başlık pimi ya da king-pim) üst kısmının taşıt merkezine doğru eğimidir. Günümüzde kullanılan serbest süspansiyon sistemlerinde alt ve üst salıncak rotillerinin eksenlerini birleştiren doğru ile düşey eksen arasında meydana gelen açıdır. Şekil 12. King-Pim Açısı
  • 25. KĠNG-PĠM AÇISI AMACI VE FAYDALARI Fazla kambere olan ihtiyacı azaltır. Tekerleğin temas noktasını pim ekseninin yol yüzeyini kestiği noktaya yaklaştırarak yol darbelerinin ön takım ve direksiyon sisteminin üzerindeki olumsuz etkileri azaltır. Dönüşlerde direnç momentini azaltarak direksiyon momenti sağlar. Dönüşlerden sonra tekerleğin tekrar düz konuma gelmesini sağlar. Direksiyon geri toplama momentinin oluşmasını sağlar.
  • 26. 3.KASTER AÇISI Taşıt tekerleklerine yandan bakıldığında görülen, dingil piminin veya alt ve üst salıncak rotillerini birleştiren doğrunun taşıtın önüne veya arkasına doğru yaptığı eğime kaster denir. Tekerleğe yan tarafından bakıldığında pimin üst kısmının arkaya doğru eğimi "Pozitif Kaster", tersi ise "Negatif Kaster” olarak adlandırılır. Günümüz taşıtlarında her iki duruma da rastlamak mümkündür. Şekil 13. Kaster Açısı
  • 27. KASTER AÇISININ AMACI VE ETKĠLERĠ Kaster açısının asıl amacı hareket kararlılığı sağlamaktır. Pozitif veya negatif kaster verilmiş aracın tekerleklerinde yolun durumundan dolayı sapma meydana geldiğinde ,tekerlekler tekrar eski konumuna gelir. Taşıta kolay manevra yapma imkanı sağlar. Gereğinden fazla büyük kaster açısı direksiyonu zorlaştırır, aşırı yol darbesi etkisi ve titreşimlere neden olur. Gereğinden küçük kasterde ise düşük hızlarda direksiyon kolaylığı sağlandığı halde yüksek hızlarda direksiyon kontrolü azalır ve taşıt sağa sola gezinti yapar. Pozitif kasterli bir taşıtta kaster açısının küçük olduğu tekerlek tarafına, negatif kasterli bir taşıtta ise açının büyük olduğu tarafa doğru çekme meydana gelir. Dönüşlerden sonra tekerlekler tekrar düzgün konuma getirilmeye çalışıldığında direksiyonun kolayca toplanmasına yardımcı olur.
  • 28. 4.TOE AÇISI Aracın boyuna merkez ekseni ve tekerlek düzleminin eğiminin çizgisi ve yer düzlemi ile arasındaki açıdır. Tekerlekler içe yatıksa ‘’ Toe-In’’, dışa yatıksa ‘’Toe-Out’’ olarak adlandırılır. ‘’Toe-In’’ sabit yanal kuvvetleri hareket süresince aracın merkez eksen çizgisine doğru yönlendirdiğinden daha stabil olur. Tekerleği maksimum darbeden korumak ve aracın savrulmasını önlemek için gereklidir. Şekil 14. Toe Açısı
  • 29. TOE AÇISININ AMACI VE ETKĠLERĠ • Taşıt düz yolda hareket ederken tahrik tekerleklerinin ve yükün etkisi ile ön tekerlekler, arkadan itişli araçlarda genellikle dışa doğru açılmaya, önden çekişli araçlarda ise içe doğru kapanmaya zorlanır. Bu nedenle önden çekişli araçlarda ön tekerleklere toe-out, arkadan çekişli araçlarda toe-in verilir. • Fazla miktarda toe-in veya toe-out verilmişse bu durum tekerleklerde yuvarlanma direncinin artmasına neden olur. Ayrıca tekerleklerin, içten veya dıştan anormal derecede düzensiz aşınmalarına yol açar. • Kullanılan lastiklerin de verilen toe değerlerine etkisi vardır. Mesela, radyal dokulu lastik kullanılan taşıtlara, bias dokulu lastik kullanılanlara göre daha düşük toe değeri verilmektedir. Çünkü radyal gövdeli lastiklerin yanal kuvvetlere karşı direnci daha fazladır.
  • 30. SÜRÜġ ESNASINDA ORTAYA ÇIKABĠLECEK DURUMLAR
  • 31. 1.OVERSTEER DURUMU Aracın direksiyon aracılığıyla verilen dönme açısına fazla tepki vermesi durumudur. Yani, ideal koşullarda kendi çevresinde 60 dönerek bir virajı alması gereken aracın arka ucunun dışarı doğru ötelenmesiyle kendi çevresinde 60 ’den fazla dönerek yoldan çıkmasıdır. Viraja girilip frene basıldığında arka lastikler ön lastiklerden ince ise olur. Şekil 15. Oversteer Durumu
  • 32. 2.UNDERSTEER DURUMU Aracın direksiyon aracılığıyla verilen dönme açısına az tepki verme durumudur. Yani, ideal durumda kendi çevresinde 60 dönerek bir virajı alması gereken aracın ön ucunun (arkasına göre) dışarı doğru daha çok ötelenmesiyle kendi çevresinde 60 ’den az dönerek burnunun virajın dışına doğru yönelmesidir. Viraja girdikten sonra hızlanıldığında ve arka tekerleklerin ön lastiklerden kalın olması halinde olur. Şekil 16. Understeer Durumu
  • 33. FORMULA SAE ARACI ÖN SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ Şekil 17. Ön Süspansiyon Sistemi
  • 34. Ön süspansiyon sistemi ; • Kontrol Kolları ( control arms ) , • Miller (spindles ) , • Bel Krank (bel crank ) , • Sallanma Çubuğu ( sway bar ) , • İtme Çubuğu ( push rod ) • Direksiyon Sisteminden ( steering system ) oluşmuştur.
  • 35. FORMULA SAE ARKA SÜSPANSĠYON SĠSTEMĠ Şekil 18. Arka Süspansiyon Sistemi Arka süspansiyon sistemi ön süspansiyon sistemine çok benzemektedir. Aralarındaki temel farklılık arka süspansiyona tahrik aksları ( Drive Axles ) eklenmiştir. Arka süspansiyon sisteminde direksiyon aksamı olmamasına rağmen , arka süspansiyon bağlantı çubuğu kullanılarak kontrol kollarını sadece dikey doğrultuda harekete sınırlandırmaktadır.
  • 36. ADAMS SANAL YOL TESTLERĠ VE ANALĠZLERĠ
  • 37. • Formula SAE aracının süspansiyon analizleri yapılırken ADAMS 2012 programı kullanılmıştır. ADAMS programında araç üzerinde belirli parametreler değiştirilerek optimum sonuçlar ile aracın yüksek derecede yol tutuş kabiliyeti ve dengeli bir şekilde yol alması amacıyla analizler yapılmıştır. Süspansiyon parametrelerinde değişimin tekerlek deplasmanı boyunca olabildiğince minimum seviyede olması amaçlanmıştır. • Süspansiyon parametreleri tekerlek düzeneğinin sahip olduğu toe, kamber, kaster, king-pim açıları ve tekerleğin düşey eksende yaptığı deplasman değeridir. • Analiz şartlarımızın başında öncelikle aracın sağlıklı bir şekilde yol alması göz önünde bulundurularak çıkarımlar yapılmıştır. Aracımız bir yarış arabası olduğu için konfor şartı testlerimiz sırasında göz ardı edilmiştir. • Aracın testlerinde viraj alma durumunda yoldan çıkma, paralel tekerlek deplasmanı durumunda parametrelerin minimum değerde değişmesi ve süspansiyon sisteminde kullanılan yayın rijitlik katsayısı değiştirilerek araca gelen kuvvet değişimi incelenmiştir.
  • 38. 1. Süspansiyon sistemi olarak ADAMS programının içinde var olan Formula SAE araç modülü kullanılmıştır. Şekil 19. Formula SAE Aracı Hazır Modeli
  • 39. 2. Aracın ön süspansiyon sistemi çağrılarak sahip olduğu parametrelerden toe ve kamber açısı değiştirilerek paralel tekerlek deplasmanı testinde minimum değişimi verecek optimum açı değerleri elde edilmeye çalışılmıştır. Bu analiz sonucunda aşağıdaki grafikte görüldüğü gibi toe açımız +2.0 , menzil aralığımız +1.7857 ile +2.1 arasındadır. Bu değerler farklı deplasmanlar için yapılan değerlendirmeler sonucunda minimum değişikliği veren sonuçlar olarak elde edilmiştir. Şekil 1. Açı Değişim Grafiği
  • 40. Animasyon 1.Tekerlek Deplasmanına Göre Açı Değişimi ve Araç Animasyonu
  • 41. 3. Teker hareketi boyunca üç kuvvet değeri gözlenir. İtici çubuk sadece ‘’y’’ ve ‘’z’’ ekseni boyunca yerleştirilmiştir ve grafikten gözlemlendiği gibi kuvvet sadece eksenel yönlerde meydana gelmektedir. Bu itici çubuk malzemesinin daha hafif ve çok fazla mukavemet değerine gerek duyulmayan malzemeden yapılmasını desteklemektedir. Bu malzemeye örnek olarak Karbon-Fiber malzemesi verilebilir. Karbon-Fiber boru en fazla 5120.8 N ‘ a dayanabilmektedir. Şekil 2. İtici Çubuğa Düşen Kuvvet Grafiği
  • 42. Animasyon 2.Tekerlek Deplasmanına Göre Kuvvet Değişimi ve Araç Animasyonu
  • 43. 4.Arka süspansiyon analizinde amaç kamber , kaster ve toe açılarını sıfır derece yakınlarında sabit tutmaktır. Tekerlek hareketi boyunca kamber açısı -0.65˚ civarındadır. Kamber açısının düşük değeri tekerleğin yol yüzeyi ile her zaman maksimum temasta olduğunu göstermektedir. Tekerlek hareketi boyunca toe açımız 0.5˚ ve sabittir. Bu açı bize tekerlek hareket menzili boyunca tekerlek yüzeyinin çok iyi bir sürüşe neden olacağını göstermektedir. Şekil 3. Arka Süspansiyon Açı Değişim Grafiği
  • 44. 5.Teker hareketine göre itici çubuk kuvvetleri sadece eksenel kuvvetleri içermektedir. Sıkıştırma süresinde itici çubuk sadece eksenel kuvvetlere maruz kalmaktadır. Buna bağlı olarak ön süspansiyon sisteminde olduğu gibi daha hafif ve daha az mukavemete sahip bir malzeme seçilebilir. Buna örnek olarak Karbon-Fiber malzeme gösterilebilir. Şekil 4. Arka Süspansiyon İtici Çubuk Kuvveti Grafiği
  • 45. 6.Yay rijitlik katsayısına göre yapılan analizde ilk olarak k = 50 N/mm olarak alınmıştır. Bu değerde, 20 mm tekerlek deplasmanında grafikten okunan tekerlek kuvveti F = 1000 N ‘dur. F = -k x denkleminden yayın sıkışma miktarı x = 20 mm olmaktadır. Şekil 5. Kuvvet-Rijitlik Grafiği
  • 46. 7.Yay rijitlik katsayısı k = 75 N/mm olduğu durumda tekerleğe gelen kuvvet 20 mm tekerlek deplasmanında grafikten okunan tekerlek kuvveti F = 1243 N ‘dur. F = -k x denkleminden yayın sıkışma miktarı x = 16.57 mm olmaktadır. Şekil 6. Kuvvet-Rijitlik Grafiği
  • 47. ÖZETLE ; 1.TOE AÇISI = +2.0˚ , KAMBER AÇISI = -1.0˚ için paralel tekerlek hareketi analizinde ön süspansiyon sisteminin sahip olduğu değerlerde minimum değişim gözlenmiştir. 2.Arka süspansiyon sistemi için minimum toe ve kamber açılarının en iyi yol tutuşuna imkan sağladığı gözlenmiştir. 3.Sonuç olarak aynı tekerlek deplasman değerlerinde yay rijitlik katsayısının artması ile tekerleğe ve dolayısı ile araca gelen kuvvet artmaktadır. Bununla beraber yayın sıkışma miktarı azalmaktadır. Görüleceği üzere sert bir yay hafif yüklerde darbelerin bir kısmını araca verir ve kontrolsüz bir sürüşe neden olur.
  • 49. Bütün araç olarak yol testleri yapıldığında aracın sahip olduğu parametreler dahilinde aracın yol tutuş kabiliyeti ve davranışı gözlenebilmektedir. Araçtan istenilen en önemli şey iyi bir yol tutuş kabiliyeti ve olabildiğince araç değerlerinde minimum değişimdir. Yol tutuş kabiliyeti ve aracın dengeli bir şekilde seyir sürebilmesi için kaster, kamber ve toe açıları değiştirilerek en iyi sonuç elde edilebilir. Açıların yanında aracın ivmelenme faktörü de göz önünde bulundurulmalıdır. İlk olarak aşağıdaki değerlere göre analiz yapıldığında ; • Yarıçap = 8 m, dairesel pist, Toe Açısı = +1.0˚, Kamber Açısı = -1.0˚, İvme = 1.0 m/s2 Şekil 7. Lastiğe Gelen Kuvvet Grafiği
  • 50. Animasyon 3.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
  • 51. Tekerleğe gelen kuvvetin sabit olduğu ve aracın yoldan çıkmadığı görülmektedir. • Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.2˚ , Kamber Açısı = -1.0˚ , İvme = 1.0 m/s2 Şekil 8. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği • Tekerleğe gelen kuvvetin sabit olmadığı ve bir noktadan itibaren azaldığı yani aracın yoldan çıktığı görülmektedir.Sonuç olarak aracımızın toe açı değeri > + 1.2˚ olduğunda araç yoldan çıkmaktadır.
  • 52. Animasyon 4.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
  • 53. Aracımızın toe açısına bağlı olarak yol tutuş kabiliyetini gözlemledik.Kamber açısının bu duruma etkisi araştırıldığında ; • Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.0˚ , Kamber Açısı = -2.0˚ , İvme = 1.0 m/s2 Şekil 9. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği • Tekerleğe gelen kuvvetin sabit olduğu ve aracın yoldan çıkmadığı görülmektedir.
  • 54. • Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.0˚ , Kamber Açısı = -7.0˚ , İvme = 1.0 m/s2 Şekil 10. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği • Sonuç olarak denilebilir ki aracın değişik kamber açılarında yoldan çıkmadığı görüldüğüne göre araç tasarım parametrelerinin izin verdiği sürece tek başına kamber açısının yol tutuş kabiliyetine bir etkisi yoktur.
  • 55. • Yarıçap = 8 m , dairesel pist, Toe Açısı = +1.2˚ , Kamber Açısı = -2.0˚ , İvme = 1.0 m/s2 Şekil 11. Tekerleğe Gelen Kuvvet Değişimi Grafiği • Toe açı değeri ‘’ 1.2˚ ‘’ olmasına rağmen tekerleğe gelen kuvvetin sabit kaldığı ve dolayısıyla aracın yoldan savrulmadığı görülmektedir. Bunun nedeni kamber açı değerinin ‘’ -2.0˚ ‘’ olmasıdır. Kamber açısı değeri arttırılarak aracın yol tutuş kabiliyeti arttırılabilir.
  • 56. Animasyon 5.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
  • 57. ÖZETLE ; 1) TOE AÇISI > +1.2˚ olduğunda aracın yoldan çıktığı görülmektedir. 2) KAMBER AÇISININ tek başına aracın yol tutuş kabiliyetine bir etkisi olmadığı gözlenmektedir. 3) KAMBER AÇISININ arttırılması yoldan savrulan bir aracın yol tutuş kabiliyetini arttırmaktadır.
  • 60. Animasyon 4.Kuvvet Değişim Grafiği ve Araç Animasyonu
  • 61. ÇALIŞMAMIZDA YARDIMLARINI ESİRGEMEYEN VE EMEĞİ GEÇEN HERKESE TEŞEKKÜRÜ BORÇ BİLİRİZ!