T.C.
TRAKYA ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
M3 SINIFI BĠR TAġITTA ARKA SÜSPANSĠYON TASARIMI
Kadir Oğuzcan GER
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ
MAKĠNA MÜHENDĠSLĠĞĠANABĠLĠM DALI
Tez DanıĢmanı: Yrd. Doç. Dr. Nilhan ÜRKMEZ TAġKIN
TEŞEKKÜR
Süspansiyon sistemlerinin tasarımı hakkında yetkinlik kazandığım bu çalışmada bana rehberlik eden ve desteğini esirgemeyen Yrd. Doç. Dr. Nilhan ÜRKMEZ TAŞKIN’ a ve tavsiyeleriyle farklı bakış açıları kazanmamı sağlayan Yrd. Doç. Dr. Vedat TAŞKIN’ a teşekkürü borç bilirim. Ayrıca her zaman yanımda olup bana güven veren aileme ve Sn. Şule PARLAR’ a teşekkür ederim.
I Yüksek Lisans Tezi
Kadir Oğuzcan GER
T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü
Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
ÖZET
Taşıtlarda karoseri ile tekerlek göbeği arasında bulunan hareketli bağlantı elemanları olarak adlandırılan süspansiyon sistemlerinin kullanım koşullarına ve istenen özelliklere bağlı olarak çeşitli tipleri mevcuttur. Bu çalışmanın amacı seçilen süspansiyon sistemine uygun olarak kullanılacak komponentlerin tasarımında hangi parametrelere dikkat edildiğinin aktarılması ve validasyou ile birlikte tüm tasarım sürecinin anlatılmasıdır.
Öncelikle taşıtlarda süspansiyon sistemlerinde kullanılan yaylanma ve sönümleme elemanları tanımlanmıştır. Taşıt tipine ve kullanım amacına uygun olarak sınıflandırılan süspansiyon tiplerinde hangi yaylanma elemanının tercih edildiği ve avantajlarının ne olduğu hakkında bilgi verilmiştir. Bu çalışmada söz konusu M3 sınıfındaki taşıt için tercih edilenpanhard çubuklu sabit askı sistemi anlatılmıştır.
Tasarım süreci aks seçimi ve ardından yük kapasitesine uygun lastiğin belirlenmesi ile başlamıştır. Lastiğe uygun olarak jant ölçüleri belirlenmiştir. Tercih edilen makas ve hava yayı ile sönümleme elemanı olarak görev yapan amortisör için tasarımda dikkat edilecek konular hakkında bilgi verilmiştir. Kullanılacak panhard kolunun bağlantı noktalarının hangi şarta göre belirlendiği açıklanmıştır. Gövdenin virajda gelen yanal kuvvetle izin verilen yalpa açısına uyması için stabilizatör tasarımı anlatılmıştır.
Validasyon bölümünde her parçanın hangi aşamada ne gibi bir teste tabi tutulduğuna dair açıklama yapılmış sanal doğrulama ve test süreci detaylandırılmıştır. Bu çerçevede komponent ve sistem bazında yapılan testlere ilişkin örnekler verilmiştir.
II
Yıl : 2014
Sayfa Sayısı :55
III Master's Thesis
Kadir Oğuzcan GER T.U. Institute of Science
Mechanical Engineering Department
ABSTRACT
Suspension systems which can be defined as the movable components between the wheel hub and vehicle body have various types. They can be classified according to the intended use and expected properties. The aim of this thesis is to explain the critical properties of design parameters of each component for selected suspension system and summarize the design process including the validation steps.
Primarily the spring and damping components which can be used in suspension systems were defined. The preferred spring components in compatible with the each suspension system that they had been classified according to the vehicle type were explained with their advantages.The rigid suspension system with panhard rod which had been selected for the related M3 type vehicle was mentioned.
The design phase was started with the axle determination and wheel selection in compatible with the load capacity. Rim dimensions were defined according to the wheel. Information for critical parameters of leaf and air spring and shock absorber were given. The acceptance criterion for panhard rod hard point calculation was explained. The anti-roll bar design was summarized in order to limit the vehicle roll angle at target value.
For the validation section each process including virtual analysis and test process were detailed for each component with their time schedule. In this context many examples were shared for component and system based bench tests.
IV
Year : 2014
Number of Pages : 55
V
ĠÇĠNDEKĠLER
Bölüm 1 GiriĢ 1 Bölüm 2 Genel Bilgiler 2 2.1. Yaylanma 2 2.1.1. Yayların Görevleri 22.1.2. Yayların Etkime Şekilleri 3
2.1.3. Yay Tipleri 5 2.1.3.1. Helisel Yaylar 5 2.1.3.2. Yaprak Yaylar 6 2.1.3.3. Burulma Yayları 6 2.1.3.4. Hava Yayları 7 2.1.3.5. Hidropnömatik Yay 11 2.1.3.6. Kauçuk Yay 12 2.1.3.7. Stabilizatörler 13 2.2. Sönümleme 16 2.2.1. Amortisörün Görevi 16 2.2.2. Sönüm Elemanı Tipleri 17
VI
2.2.2.2. Tek Borulu Amortisör 19
2.2.3. Birleşik Konstrüksiyonlarda Amortisör 19
2.2.3.1. Hidrolik Sönümleme Kuvveti ve Amortisör Tanım Eğrileri 21
2.3. Tekerlek Askı Sistemleri 23
2.3.1. Bağımsız Askı Sitemleri 24
2.3.1.1. Çift Enine Yön Vericili Askı Sistemleri 25
2.3.1.2. Yay Bacaklı ve Enine Yön Vericili Askı Sistemleri 27
2.3.2. Sabit Askı Sistemleri 30
2.3.2.1. Yaprak Yaylı Sabit Aks 31
2.3.2.2. Boyuna Yön Vericili ve Panhard Çubuklu Sabit Aks 32
Bölüm 3 Tasarım ve Validasyon 34
3.1. Arka Aks ile Lastik Seçimi 35
3.2. Jant Tasarımı 36 3.3. Yaylanma Elemanları 37 3.4. Amortisör 42 3.5. Panhard Kolu 43 3.6. Stabilizatör 44 3.7. Validasyon 46
VII
3.7.2. Komponent Bench Testleri 50
3.7.3. Sistem Seviyesi Bech Testleri 51
Bölüm 4 Sonuç 53
Kaynaklar 54
VIII
ġEKĠL LĠSTESĠ
Şekil 2.1. Araçta oluşan titreşim tipleri 3
Şekil 2.2. Tümsekten geçiş sırasındaki titreşimin sönümlenmesi 4
Şekil 2.3. Lineer ve progresif karakteristiğe sahip helisel yaylar 5
Şekil 2.4. BMW Z3 Roadster otomobilinin ön aksında helisel yay uygulaması 5
Şekil 2.5. Farklı tip yaprak yayların karşılaştırılması 6
Şekil 2.6. Bir otomobilin arka aksında enine yerleştirilmiş burulma yayı uygulaması 7
Şekil 2.7. Farklı hava yayı tipleri için efektif alanın karakteristik eğrileri 8
Şekil 2.8. Yayın karakteristik eğrisine toplam hacmin ve piston hacminin etkisi 9
Şekil 2.9. Katsayısının ek hacme ve efektif alanın körük tipine bağlı değişimi 10
Şekil 2.10. Hidropnömatik yay elemanı ve askı sistemine bağlantısı 11
Şekil 2.11. Arka makas gövde bağlantısında kullanılan kauçuk burç resmi 12
Şekil 2.12. Stabilizatör Tip-1 uygulaması 13
Şekil 2.13. Stabilizatör Tip-2 uygulaması 14
Şekil 2.14. Mc Pherson askı sisteminde stabilizatör uygulaması 15
Şekil 2.15. Farklı sönüm karakteristiğine sabit taşıt modeli 16
Şekil 2.16. Araç modelinde amortisörün yeri ve fonksiyonu 17
IX
Şekil 2.18. Mc Pherson askı sisteminde kullanılan yay bacağı 20
Şekil 2.19. Audi A6 otomobilinde kullanılan hidropnömatik yaylı amortisör 21
Şekil 2.20. Amortisör Tanım Eğrileri 22
Şekil 2.21. Çift enine yön vericili askı sistemi 25
Şekil 2.22.Helisel yaylı çift enine yön vericili askı sistem 26
Şekil 2.23. Burulma yaylı çift enine yön vericili askı sistemi 26
Şekil 2.24. Tahrik edilebilen ve yönlendirilen Mc Pherson askı sistemi 27
Şekil 2.25. Amortisör üzerindeki oluşan eğilme momentinin azaltılması 28
Şekil 2.26. Amortisör ekseninde oluşan enine kuvvetin dengelenmesi 29
Şekil 2.27. Boyuna yönde kullanılan yaprak yaylar ve S darbesi 30
Şekil 2.28. Çapraz olarak sapmış şekilde monte edilmiş amortisörler 31
Şekil 2.29. Ford Escort Express aracında kullanılan yaprak yaylı sabit arka aks 32
Şekil 2.30. Panhard çubuklu tahrik edilen sabit aks 33
Şekil 3.1. Catia programında modellenmiş panhard çubuklu sabit askı sistemi 34
Şekil 3.2. Arka Aks Resmi 35
Şekil 3.3. Lastik taşıma kapasitesi 36
Şekil 3.4. Jant ölçüleri 37
Şekil 3.5. Hava yayının yerleşimi 38
X
Şekil 3.7. Makasın karakteristiğini içeren teknik resim 39
Şekil 3.8. Makas burcu resmi ve rititlik değerleri 40
Şekil 3.9. Hava yayı 41
Şekil 3.10. Hava yayının içerisinde kullanılan takoz 42
Şekil 3.11. Amortisör teknik resmi 43
Şekil 3.12. Panhard kolu ile ani dönme merkezi konumu 44
Şekil 3.13. Arka süspansiyonda kullanılan stabilizatör 44
Şekil 3.14. Eşdeğer burulma yaylı yalpa modeli 45
Şekil 3.15. Farklı durumlar için süspansiyona gelen kuvvetler 47
Şekil 3.16. Stabilizatör ve gövde bağlantı braketi analizleri 48
Şekil 3.17. Panhard braketi analiz sonuçları 48
Şekil 3.18. Amortisör ve hava yayı alt bağlantı braketi analizleri sınır şartları 49
Şekil 3.19. Amortisör bench testleri 50
Şekil 3.20. Hava yayı, makas ve stabilizatör bench testleri 51
1
BÖLÜM 1
GĠRĠġ
Yoldan gelen titreşimlerin yolculara mümkün olduğunca az iletilmesi taşıt gövdesi ile yola temas eden lastik arasında bulunan hareketli elemanlar tarafından sağlanır. Yaylanma ve sönümleme elemanları ile istenilen konfor seviyesine ulaşılır. Taşıt tipine ve kullanım koşullarına bağlı olarak tekerlek gövdeye farklı şekillerde asılır. Tekerleğe dinamik koşullarda kılavuzluk eden ve yaylanma ile sönümleme elemanlarını taşıyan yapıya süspansiyon sistemleri adı verilir.
Binek otomobillerde genelde konfor ön planda olduğundan iki tekerleğin birbirinden bağımsız olarak hareket ettiği askı sistemleri tercih edilir. Motor yerleşimi ve tahrik tipi de askı sisteminin belirlenmesinde önemli rol oynar. Buna karşın özellikle yolcu veya yük taşıma amacıyla kullanılan ticari araçlar içindaha yüksek taşıma kapasitesine sahip süspansiyon sistemleri mevcuttur. Yük taşıyan taşıtlarda progresif karakteristiğe sahip yaylar ile birlikte bu yayların kullanımına izin veren konstrüksiyonlar kullanılır.
Ülkemizde kara yolu taşımacılığında yol şartlarına bağlı olarak çeşitli minibüs ve otobüsler tercih edilmektedir. Yolcu taşımak için kullanılan sürücü dahil 9 kişiden fazla oturma yeri olan ve azami ağırlığı 5 tonu aşan motorlu taşıtlar M3 sınıfı kategorisinde değerlendirilir ki bu çalışmada ele alınan taşıt bu sınıfa dahildir.
2
BÖLÜM 2
GENEL BĠLGĠLER
2.1 Yaylanma
2.1.1 Yayların Görevi
Yollar tamamen düz olmadığı için taşıtların düşey eksende yaylanması kaçınılmazdır. Tekerlekler dönme hareketi yapmanın yanı sıra dikey yönde hareket ederler. Taşıt hızına bağlı olarak yaylanma hareketinin frekansı da artar ki yola dik olarak oluşan dikey ivmeler yer çekimi ivmesinin birkaç katına çıkabilir. Bu şekilde araca çok büyük ve darbe şeklinde kuvvetler etkir. Taşıtın kütlesi ile oluşan kuvvet doğru orantılıdır.
Büyük yol düzgünsüzlükleri tekerleğin yol ile temasının kesilmesine sebep olabilir. Tekerlek havada kaldığı süre zarfında yola hiçbir kuvvet iletemez. Araç bu süre içerisinde yönlendirilemez ve frenlenemez.Bu istenen bir durum değildir ve olumsuz etkilerini yok etmek için yaylar ön görülmüştür. Yaylar, yol darbelerini yakalar ve bunları titreşime dönüştürür ayrıca tekerleğin sürekli olarak yol ile temasını sağlarlar.
3 2.1.2 Yayların Etkime ġekilleri
Yaylar ile araç, temel olarak bir yay-kütle elemanı oluşturur. Bu sisteme titreşim sönümleyici olarak amortisörler dahil edilir. Seyir esnasında oluşan titreşimlerin şiddetine bağlı olarak taşıt dinamiği olumsuz etkilenir. Bu nedenle titreşimlerin sönümü önemlidir.
Yoldan gelen tepkilerin dışında tahrik ve fren kuvvetleri, rüzgar kuvvetleri, merkezkaç kuvvetleri gibi diğer kuvvetlerin de araca etkimesi söz konusu olduğu için her üç eksen yönünde de hareketler ve titreşimler ortaya çıkar. Virajda etkiyen yanal kuvvetin etkisiyle boyuna eksen etrafındaki açısal salınım hareketi taşıtın yalpa hareketi olarak tanımlanır.
ġekil 2.1.Araçta oluşan titreşim tipleri
Aracın tüm yükleme koşulları için aynı sayıda titreşim oluşması ve düzgün bir şekilde sönümlenmesini sağlayan yay tasarımı ile taşıt dinamiği olumlu etkilenir. Seyir özelliklerinde tekerlek askı sisteminin yani yaylandırılmamış kütlenin yaylandırılmış kütleye oranı bu sebeple önemlidir. Yaylandırılmamış kütleler ne kadar düşük tutulursa yaylanma özelliği o oranda iyileşir[1].
4
Yaylandırılmış kütlelerin darbe sonucu oluşan titreşimleri gövdeye taşınır ve tüm kütlelerindüşey yönde yaylanmasına sebep olur. Bir engelin aşılmasından sonra yol uzun bir süre düzdevam ediyorsa, bu titreşimler belirli bir süre içinde sönümlenir. Şekil 2.2.’ de bir aracın tümsekten geçişi sırasında gösterilen baş sallama hareketinin sönümü gösterilmiştir.
Burada A noktası aracın tümsekten geçişi sırasında önünün maksimum yukarı durumda olduğu pozisyonugösterirken B noktası ise bu an için yeni harekete başlamıştır. Daha yüksek arka aks sönüm frekansı ile yaklaşık bir buçuk salınım sonrasında taşıt stabil hale gelir. Farklı yol koşullarında ve araç hızlarında taşıtın cevabı değişecektir. Bu nedenle ön ve arka aks arasındaki optimum sönüm frekansı tercih edilmelidir [2].
ġekil 2.2.Tümsekten geçiş sırasındaki titreşimin sönümlenmesi[2]
Yay kuvvetinin yaylanma deplasmanına oranı olarak verilen değer yay katsayısı yükten dolayısıyla yaylanma mesafesinden bağımsız olarak sabit kalıyorsa bu lineer karakteristiğe sahip bir yay olarak tanımlanır. Artan yaylanma mesafesi ile yay katsayısı büyüyor ise tanım eğrisi parabolik olarak çizilir ve yaylar progresif karakteristiği gösterir.
5
ġekil 2.3.Lineer ve progresif karakteristiğe sahip helisel yaylar[1]
2.1.3 Yay Tipleri 2.1.3.1Helisel Yaylar
Günümüzde özellikle hafif araçlarda tercih edilen helisel yaylardoğrusal karakteristiğe sahip olup burulmaya zorlanırlar. Bir helisel yayın karakteristiği yay sarım sayısına, tel çapına ve yay formuna bağlıdır. Farklı sarım sayısı, tel çapı veya konik form ile progresif karakteristiğe ulaşmak mümkün olur. Çeşitli konstrüksiyonlarda kullanmak üzere yay formları değiştirilir, paketleme açısından sorunlu bölgelerde yaylanma sırasında sarımların birbirine temas etmeden iç içe geçebilmesi sağlanabilmektedir. Paketleme açısından helisel yayın orta bölümü de kullanılabilir. Şekil 2.4.’ de gösterildiği gibi bağımsız tip ön süspansiyonlarda amortisör ile birlikte kullanımı mümkündür. Helisel yaylar enine yönde kuvvet taşımazlar.
6 2.1.3.2 Yaprak Yaylar
Yaprak yaylar eğilmeye zorlanırlar ve genellikle çok tabakalı olarak yarı eliptik yay formunda kullanılırlar. Birden çok yayın üst üste kullanılması ile progresif karakteristik elde edilebilir. Bu tip yaylar özellikle yük taşıyan araçlarda tercih edilir.
ġekil 2.5.Farklı tip yaprak yayların karşılaştırılması[3]
Şekil 2.5.’ de gövde bağlantıları arası uzaklıkları aynı ve yay katsayıları eşit olan ancak farklı tasarıma sahip yaprak yaylar gösterilmiştir. Araç tipine bağlı olarak farklı yaprak yay tasarımları mevcuttur. Geleneksel çok katmanlı yaprak yay yukarıda a harfi ile gösterilmiş iken preslenen katmanlardan oluşan ikinci tip çok katmanlı yay ortada b harfi ile gösterilmiştir. Parabolik olarak adlandırılan ve ağırlık açısından en avantajlı olan yay ise c harfi ile gösterilmiştir [3].
2.1.3.3Burulma Yayları
Yay çeliğinden yapılan ve genelde dairesel kesitli olarak tercih edilen burulmaya çalışan yaylardır. Nadiren boru formunda, kare kesitli ve ince plaka paketi şeklinde de kullanılabilirler.
7
Burulma çubukları çok az yer kapladıkları için paketleme açısından avantajlıdırlar. Burulma çubukları aracın hem boyuna hem enine ekseninde montaj edilebilirler. Boyuna yöndeki düzende daha büyük uzunluklar ile daha büyük burulma açıları ve dolayısıyla daha fazla yaylanma mesafesi mümkün olabilmektedir. Burulma yayları eğilmeye çalışmamalıdır. Çoğu kez eğilme ve çevre şartlarına karşı korunması amacıyla bir boru içine monte edilirler. Bağlantı uçlarına açılan dişler ile yay üzerindeki ön gerilme kuvveti ayarlanabilir.
ġekil 2.6.Bir otomobilin arka aksında enine yerleştirilmiş burulma yayı uygulaması [1]
2.1.3.4 Hava Yayları
Kapalı hacimdeki gazların elastik davranışının yay olarak kullanılması esasına dayanır. Hava yayları progresif karakteristiğe sahiptir ve özellikle otobüs ile kamyonlarda tercih edilirler. Hava körüğünün çapı ile basıncı yaylanan kütleye göre ayarlanabilir. Hava yaylarındaki en büyük avantaj sürüş yüksekliğinin sabit olarak muhafaza edilmesidir. Seviye çubuğu ve sensörü sayesinde artan kütleden gelen bilgi neticesinde körük içerisine daha fazla hava basılır ve aynı körük yüksekliğindeki yay katsayısı arttırılır. Bir hava yayı sistemi yay körükleri, ayar valfleri, basınçlı hava boruları, kompresör ve hava tanklarından meydana gelir.
8
Yaylanma olayı ayar valflerinden yük durumuna bağlı olarak aktarılan havanın yay körüklerine doldurulması ile gerçekleşir.Hava yayının diğer bir önemli yanı, artan yük ile körüğün artan iç basıncı neticesinde yaykatsayısının artması ve azalan işletme basıncında ise uygun bir şekilde azalmasıdır. Araçkonforunun bir ölçüsü olarak yay tekniğinde genelde doğal frekans kullanılır. Bu ise yaykatsayısı ve yaylanan kütle arasındakidenklemleri ile ifade edilmektedir ve havalı yay için hemen hemen sabittir. Hava yayı körüğünün taşıma kuvveti, üst basınç ile efektif alanın (basınç alanının) çarpımından bulunur[1].
Taşıttaki konumuna göre hava yayına gelen kuvvet hesaplanır. Ek hacmin uygun sınırlar içerisinde değiştirilmesi ile çeşitli yük durumları göz önünde bulundurularak tasarım durumundaki bir doğal frekans değeri belirlenir. İşletme durumunda aynı taşıma kuvvetinde farklı yay katsayıları ile körük tasarımı yapılabilir. Bir hava yayı körüğünün yay katsayısı sadece yay hareketlerinden dolayı meydana gelen hava basıncı değişiminedeğil, aynı zamanda tesir alanı değişimine de bağlıdır. Aşağıdaki resimde çeşitli hava yayı körüklerinin efektif alanlarının değişimi hava yayının uzamış, işletme durumu ve uzamış pozisyonları için gösterilmiştir. Hava körüğünün yay sabiti efektif alanın ve yaylanma esnasındaki hava basıncının değişimi ile değiştirilebilmektedir. Günümüzde her iki alternatif de kullanılmaktadır.
9
ġekil 2.8.Yayın karakteristik eğrisine toplam hacmin ve piston hacminin etkisi[1] Efektif alanın değişimi yay katsayısını ve böylece sistemin doğal frekansını belirlemektedir. Körük şeklinin değişimi ile hava yaylı sistemlerin doğal frekansının etkilenmesi iki katlı körüklerin geliştirilmesi ile oldukça düşürülmüştür. Şekil 2.8.’ de iki katlı ve kıvrılabilir silindirik körüğün efektif alanının durumu grafik olarak verilmiştir. Yay körük hacmine ilave bir hava hacminin bağlanmasıyla yaylanma esnasındaki basınç artışı azaltılabilir. Ancak yay katsayısı ile yay hacmi arasında lineer bir bağlantı olmadığından daha büyük hacimde yay sabiti istenildiği şekilde azalmaz. Şekil 2.9.’ da ∞ işareti ile ulaşılabilecek en küçük yay katsayısının sınırı sonsuz büyüklükteki ek hacmin bağlanmasıyla ulaşılacak yay karakteristiği verilmiştir. Bu grafik sabit basınç ile elde edildiğinden, izobarı belirtmekte ve yayın yüklenmesi ile boşalması durumunda efektif alanın değişimini göstermektedir [1].
10
ġekil 2.9.Katsayısının ek hacme ve efektif alanın körük tipine bağlı değişimi[1] Havanın termodinamik durum değiştirmeleri nedeni ile dinamik [adyabatik] yay hareketlerinde statik [izotermik] yay hareketlerine oranla daha serttir. Taşıtın viraj içerisindeki stabilitesine yalnızca dinamik yay katsayısı değil statik yay katsayısı da tesir eder. Bu nedenle statik ve dinamik yay katsayıları arasındaki farkın olabildiğince küçük olması istenir. Bu koşul için efektif alanın yayın yüklenmesi durumunda yükselen bir durum göstermesi istenir. Pratikte çoğu kez paketleme problemleri nedeni ile körük hacminin arttırılması mümkün olmaz bu nedenle efektif alanın küçültülmesi tercih edilir. Bunun sonucunda tasarım durumundaki basınç artar. Fakat bu durumda körük mukavemeti ile kompresör kapasitesine dikkat edilmelidir.
Hava körükleri üzerine gelen yüke bağlı olarak tepki verirler. Artan yük ile yay katsayısının artması otomatik olarak bir ayar ventili ile kontrol edilir. Körük yükünün artması ile körük şekil değiştirir ve önce sıkışır. Böylece yay taşıyıcısı ile araç gövdesi arasındaki mesafe azalır. Ventil çubuğu da buna bağlı olarak hareket eder ve ventili çalıştırır. Sensörden gelen bilgi ile hava tanklarından körüğe basınçlı hava iletilir. Bu durum tasarım yüksekliğine ulaşıncaya kadar devam eder. Bu durumu taşıtın tümsekten geçtiği durum olarak kabul edersek çukura düşülen durumda da tam tersi bir çevrim söz konusu olur.
11 2.1.3.5 Hidropnömatik Yay
Prensip olarak basınçlı gaz yayıdır. Sabit miktardaki gaz [genelde azot gazı] yağın pompalanması veya boşalması ile sıkışmaktadır. Gaz ve sıvı fazlar bir diyafram ile ayrılmıştır. Gaz ve sıvı 100-200 bar arasında değişen bir basınca sahiptir. Diğer tüm elemanlar hidrolik olarak birbiri ile irtibatlıdır ve amortisör görevini de yapmaktadır. Bir yüksek basınç sistemi yüke bağlı olarak yay içerisindeki hidrolik seviyesini kontrol eder [1].
ġekil 2.10. Hidropnömatik yay elemanı ve askı sistemine bağlantısı [1]
Hidropnömatik yay sisteminde hidrolik aynı zamanda sönümleme işini de üstlenir. Bunun için yay silindiri ve küre arasında her iki yöne doğru olan hidrolik akışı supaplar yardımıyla kısılmaktadır. Yaylanma ve sönümleme süreçleri çok hızlı gerçekleşir, mekanik bir sürtünme söz konusu değildir. Yoldan gelen en küçük düzgünsüzlükte dahi yaylanma sistemi çalışır ve konforlu bir seyir durumu sağlanır.
12 2.1.3.6 Kauçuk Yay
Kauçuk veya lastik elemanın istenen rijitlikte tasarımı ile progresif karakteristiğe ulaşılır. Yaylanma olayı elastomerin deformasyonu ile sağlanır. Bu tip yay için taşıma kapasitesi diğer tipler ile karşılaştırıldığında düşük kalmaktadır. Bu nedenle ana yay olarak kullanılmaz. Genel olarak ana metal yaya destek olacak şekilde dayanma veya çarpma takozu olarak tercih edilirler.
Doğal ve yapay kauçuk çok elastik ve yüksek özgül sönümleme özelliğine sahiptir. Lastik yayın pek çok çeşidi taşıtlarda tercih edilmektedir. Malzemesi ile ilgili çeşitli fiziksel ve kimyasal özellikleri sınıflandırmak amacıylakauçuk standartları mevcuttur ve isimlendirmesi de bu standartlara göre yapılır. Bu standart kauçuk malzemesinin sertliğini ve çeşitli parametrelere dayanımını belirtir ancak malzeme içeriği hakkında bilgi vermez. Malzeme içeriği yani içerisindeki elementlerin hangi oranda bulunduğu bilgisi imalatçılar tarafından gizlenir.
Yoldan veya tahrik elemanlarından gelen gürültü ve titreşimlerin sönümlenmesi, gövdeye aktarılmaması için tercih edilirler. Motor ve şanzıman gövde bağlantılarında askı sistemi komponentlerinin yine gövde bağlantısında kullanılırlar. Gövde bağlantı elemanlarının dışında lastik tekerleğin de yaylanması bu sınıfa girer ve tekerleğin modellenmesi ayrı bir alan olarak incelenir.
13 2.1.3.7Stabilizatörler
Stabilizatörler şasi ve karoserinin yalpa hareketini azaltmak ve viraj davranışını iyileştirmek amacı ile kullanılan burulma yaylarıdır. Stabilizatör çapı araç yüküne ve stabilizatör geometrisine bağlı olarak hesaplanır. Taşıtta kullanılan askı sistemine uygun olarak stabilizatör geometrisi oluşturulur. Aşağıdaki şekilde Tip 1 olarak geçen stabilizatör iki yandan sağ ve sol boyuna yön verici kollara bağlanır. Bu şekilde yalpalama sırasında değişken şekilde yaylanma sonucu oluşan düşey kuvvetler taşınabilmektedir. Tip 2 olarak gösterilen uygulamada ise stabilizatör sırt kısmından şasiye dönme serbestliği hesaba katılarak yataklanır be uçlarından her bir aks tarafındaki bir enine yön vericiye bağlanır. Şasinin düşey yaylanması ya da tekerleklerin paralel yöndeki hareketi sırasında stabilizatör bacakları eşit bir şekilde ve aynı yönde döndüğünde herhangi bir kuvvet iletimi söz konusu değildir.
14
ġekil 2.13.Stabilizatör Tip-2 uygulaması [1]
Tip 2 uygulamasından stabilizatör sırt kısmından H noktalarından şasiye dönme serbestliğine izin verecek şekilde yataklanır. F uçları ile enine yön vericiler arasındaki bağlantı ek ara kollar ile sağlanır. Bu kolların iki ucunda da kinematik sırasında oluşacak harekete izin vermek amacıyla rotil kullanılır.
Karşılıklı viraj yaylanmasında stabilizatör bacaklarının ters yönlü olarak burulması söz konusudur. Stabilizatörün orta kısmı sabit kalacak şekilde bacaklar ters yönlü olarak burulmaya ve eğilmeye zorlanırlar. Stabilizatör, tek yönlü yaylanmaya göre iki kat daha sert olarak etkir. Yukarıda Tip-2 olarak gösterilen stabilizatör bacaklarının askı sistemine bağlantısı için belirli bir açısal sertbestliğin temini amacıyla genel olarak ara kolların kullanılması gereklidir.
Bazı binek otomobil modellerinde Mc Pherson veya çift enine yön vericili askı sistemleri ile birlikte stabilizatör, askı sisteminin bir parçası gibi görev alır ve boyuna yönde de kuvvet taşıyabilir. Şekil 2.14.’ de stabilizatör bacağı enine yön vericiye elastik elemanlar üzerinden ve açısal olarak serbestliğe müsaade edecek şekilde bağlanmıştır. Bacağın uç kısımlarına diş açılmış ve cıvata somun bağlantısı ile yön vericiye tespit edilmiştir.
15
ġekil 2.14.Mc Pherson askı sisteminde stabilizatör uygulaması [1]
Genel uygulamanın bir istisnası olarak VW 1600 serisinin ön askı sisteminde ve CitroenGS modelinde arka askı sisteminde kullanılan stabilizatör uygulamasında olduğu gibiher bir tekerleğin bağlı olduğu boyuna yön vericiler uç kısımlarından bir burulma yayı ile irtibatlandırılırlar. Tip-3 olarak adlandırabileceğimiz bu uygulamadaboyuna yön verici kollar ve burulma yayı bir stabilizatör gibi çalışmaktadır ve bu tip stabilizatörler bir burulma yayı gibi hesaplanır. Tip-3 basit olarak her iki taraftan bir aksın boyuna yön verilerine bağlı burulma yayı stabilizatörün en ekonomik kullanım şeklidir. Bu tarz bir stabilizatör aynı zamanda yön vericilerin birbirlerine olan yanal mesafelerini de muhafaza eder [1].
16 2.2 Sönümleme
2.2.1 Amortisörün Görevi
Tekerleğin yol ile temasının kesilmesini önlemek amacıyla yaylar kullanılmaktadır. Ancak yoldan gelen darbelerin yaylar sayesinde oluşturduğu titreşimin de sönümlenmesi gerekmektedir. Titreşimlerin sönümlenmesini sağlamak, seyir konforunu arttırmak ve taşıt dinamiği açısından güvensiz olabilecek durumların önüne geçmek adına amortisörler kullanılmaktadır. Prensip olarak araç karoserisi ile askı sistemi arasına yerleştirilirler. Araç karoserisi ile askı sistemi doğal frekansları farklı olduğundan amortisörler her iki titreşim frekansında da etkili olmalıdır. Ayrıca ağırlık merkezinin konumuna göre ön ve arka süspansiyonun sönüm karakteristiği farklı olur.
ġekil 2.15.Farklı sönüm karakteristiğine sabit taşıt modeli [6]
Amortisörlerin sönümleme görevini en iyi şekilde yerine getirebilmesi için üst ve alt bağlantılarının mümkün olduğunca rijit yapılması tercih edilir. Amortisörün lastik merkezi ile arasındaki mesafe ile üzerine gelen kuvvet değişeceğinden sönüm yeteneği konumu ve açısı ile belirlenir. Şekil 2.16.’ da dikey düzlem ile açı yapacak şekilde montajı yapılan bir amortisör verilmektedir. Artan yük ile verilen δ açısı artacağından ve sönüm dikey bileşen ile orantılı olduğundan negatif etkilenecektir. Ancak bu şekildeki konstrüksiyonun aracın yalpa açısını azaltacak şekilde etkisi olur [3].
17
ġekil 2.16.Araç modelinde amortisörün yeri ve fonksiyonu [3]
Prensip olarak amortisörler titreşim enerjisini ısıya dönüştürürler. Genelde teleskopik amortisörler kullanılır, buna göre bir silindir içerisinde hareket eden piston hidroliği küçük delik veya açıklıktan akmaya zorlar. Akış direncinin değiştirilmesi ile pistonun yukarı aşağı hareketi ile sönümleme sağlanır ve bu özellik kullanılan pul sayısı ve kalınlığı ile taşıta özel olarak ayarlanır.
2.2.2 Sönüm Elemanı Tipleri 2.2.2.1Ġki Borulu Amortisör
İki borulu amortisörde piston-piston kolu ve koruyucu boru karosere buna karşın iç boru ve dış boru aksa monte edilir. İki boru arasındaki hacim yedek hacim olarak çalışır. Bu hacim sıvıyı aşağıya doğru bastıran pistonun sıkıştırdığı hidrolik için dengeleme hacmidir. Kuvvetli sönümleme yayın uzaması yani tekerleğin aşağı öndeki hareketi sırasında gerçekleşir [1].
18
ġekil 2.17.İki borulu ve tek borulu teleskopik amortisör[1]
Pistonun yukarı hareketi sırasında pistonun çalışma hacminde sıkıştırdığı sıvı piston üzerindeki lamelli dar olan ventilden geçerek yüksek bir sönümleme sağlar. Bu sırada bir miktar yedek hacimde bulunan sıvı da pistonun alt bölgesindeki hacme emilir. Tekerleğin yukarı hareketinde ise piston aşağı inerken altındaki sıvı daha düşük bir engelleme ile üst hacme ve yedek hacme kaçar. Bu esnadaki sönümleme daha düşüktür. Şekil 2.17.’ de iki borulu ve tek borulu teleskopik amortisör kesitleri verilmiştir.
19 2.2.2.2 Tek Borulu Amortisör
Tek borulu amortisör gaz basınçlı amortisör olarak da ifade edilir. Pistonun yukarı aşağı hareketi esnasında amortisörün davranışı iki borulu amortisör prensibi ile benzer. Piston kolu hacminin dengelenmesi için özel bir hacme gerek yoktur bu yüzden amortisörün soğuması daha iyidir. Hacim dengelenmesi sıvı veya gaz fazı bir piston ile ayrılmış bir gaz yastığı ile gerçekleşir. Pistonun aşağıya doğru hareketinde sıkışan sıvı ayırıcı pistonu aşağı iterek basıncı dengeler. Tersi durumda oluşan genleşme ile çalışma sırasında hidroliğin köpürmesi de engellenmiş olur ve dolayısıyla sönümleme değeri azalmaz.
Yağın amortisör içerisinde yüksek hızda yer değiştirmesi neticesinde bazı bölgelerde düşük basınç sonucunda hava boşlukları oluşur bu duruma kavitasyon denir. Bu hava boşluklarıyüksek basınçlıbölgelere gittiklerinde sıkışma nedeniyle sönerler ve bu esnada sese, basınç değişimlerine ve amortisörün iç parçalarında hasara neden olurlar. Kavitasyon olayı düşük gaz basıncı ile önlenir [3].
2.2.3BirleĢik Konstrüksiyonlarda Amortisör
Yay bacağı uygulamasında amortisör aks yayı ile birlikte bir blok olarak kullanılır. Kuvvetlendirilmiş bir konstrüksiyonda amortisör ve helisel aks yayının birlikte kullanılmasınayay bacağı denilir. Yay bacağı askı sistemi olarak kullanılır bu takdirde bir aks ayağı yanitekerleğin yataklandığı bir ayak öngörülür.
20
ġekil 2.18.Mc Pherson askı sisteminde kullanılan yay bacağı[4]
Amortisörün seviye ayarlama regülatörü ile birlikte kullanılmasında aracın yay sistemi öyle tasarlanmıştır ki, orta yükleme durumunda en iyi yol durumu elde edilir. Maksimum yüklemede araç arkası fazlaca çöker. Aracın taban serbestliği azalır, yaylanma mesafesi kısalır ve yol durumu bozulur. Buna çoğu kez bozulan direksiyon emniyeti ve yan rüzgar hassasiyeti de eklenir. Bu durum özel bir amortisör sistemi (seviye ayarlaması) ile maksimum yükleme durumunda da aracın arkası normal pozisyona getirilir. Hidropnömatik yaylı amortisör uygulaması ile seviye ayarlaması, amortisör pistonu çalışmahacmine hidroliğin pompalanması ile yapılır. Piston ve piston kolu içeri pompalanan sıvı miktarına bağlı olarak zorlanır ve karoseri yukarı kalkar. Sıvı miktarı aracın şasi seviyesindekumanda alan bir yüksek basınç ventili ile ayarlanabilir.
21
ġekil 2.19.Audi A6 otomobilinde kullanılan hidropnömatik yaylı amortisör[3]
2.2.3.1.Hidrolik Sönümleme Kuvveti ve Amortisör Tanım Eğrileri
Çeki ve bası kademelerinde farklı amortisör kuvvetine sahip amortisörlere ait tanım eğrilerilineer, progresif ve degresif olmak üzere üç temel karakteristikte verilmektedir. Yol-kuvvet ve bunlardan deney şartlarına göre çeki ve bası kademelerinde türetilen sönümleme kuvvetininamortisör piston hızına göre tanım eğrileri Şekil 2.20.’ de verilmiştir. Çeki kademesindekisönümleme kuvveti pozitif, bası kademesinde negatif olarak gösterilmiştir.
22
ġekil 2.20.Amortisör Tanım Eğrileri[1]
Çeki ve bası amortisör sönümleme kuvvetleri maksimum piston hızına göre verilmektedir. Amortisör kuvvet-hız eğrilerinin elde edilmesi için sabit devir sayısındaki test makinesinde en az üç strok ve ventil ayarlarının kontrolü için en az iki ölçüm yapılır. İlk strok değerinden başlayarak belirlenen her strok değeri için amortisör kuvvetleri ölçülür ve kuvvetler maksimumpiston hızının fonksiyonu olarak diyagrama taşınır.
Küçük yol düzgünsüzlüklerinde yaylanmaya cevap vermek için, amortisör mümkün olduğunca iç sürtünmeye sahip olmalıdır. Çift borulu amortisörün sızdırmazlık elemanları iç basınçla yüklenmedikleri için sürtünme kuvveti, tek borulu gaz basınçlılara oranla daha düşüktür.
23
Degresif ayarlı bir amortisör küçük tekerlek hareketlerinde ve küçük piston hızlarındabelirli büyüklükte bir sönümleme kuvveti oluştururken, bu durum küçük yol düzgünsüzlüklerinin kötü bir şekilde yutulması ve bununla beraber sert etki edenyaylanmayla bağlantılı olan dezavantaja ve fakat direksiyonun ani çevrilmesi ve virajgirişlerinde direksiyonun süratli çevrilmesi durumunda, yüksek yalpa stabilitesiavantajına sahiptir; yani karoseri virajda progresif sönüm karakteristikli amortisöreoranla daha az yalpa yapar. Aynı durum baş sallama eğilimi için de söz konusudur;ani frenlemede aracın öne doğru çökmesi daha azdır.
Yüksek piston hızlarında kuvvet-hız eğrisinin yavaş yükselmesi, maksimum olarak amortisör tarafından uygulanan ve aks veya şasi bağlantı noktalarına etkiyenkuvvetlerin sınırlanması anlamına gelir. Sürüş sistemleri degresif bir sönümlemeiçin tasarlanmış bir otomobil veya kombi aracın amortisörleri, progresif karakteristikliamortisörler ile değiştirilmesi durumunda, karoserde imalat esnasında öngörülemeyen yırtılmalar ve sabitleme pimlerinde kırılmalar ortaya çıkabilir. Buna karşılık, progresif karakteristikli amortisör, sıfır noktası civarında düşük kuvvetesahip olması gibi, yani sert lastikle dahi yumuşak bir yuvarlanmanın elde edilmesiavantajına sahiptir. Yüksek piston hızlarında ani artan kuvvetler birden büyüyensönümleme faktörüne sebep olur, şasi sönümleme faktörü ve doğrudan tekerleğinyoldan zıplaması ile bağlantılı olan tekerlek sönümleme faktörü artar ve kötü yolyüzeylerinde lastik tekerleğin yol tutuşu iyileşir.Lineer karakteristikli amortisör bu ikisi arasında iyi bir uzlaşma seçeneğidir[1].
2.3Tekerlek Askı Sistemleri
Tekerlek askı sistemleri aslında tekerlek göbeği ile karoseri arasındaki hareketli bağlantı elemanlarıdır. Görevleri boyuna ve enine yöndeki kuvvetle bağlantılı olarak tekerleği şasiye göre kılavuzlamak ve yoldan gelen ve gövdeye iletilen kuvvetleri almak amacıyla kullanılan yay-amortisör gibi komponentleri desteklemektir. Taşıtların kullanım amaçlarına bağlı olarak farklı tip süspansiyon konstrüksiyonları mevcuttur.Bunlar genel olarak bağımsız ve sabit olarak ayrılabilir. Her iki tekerleğin birbirinden bağımsız olduğu bağımsız askı sistemleri, düşük hacim talebi ve düşük ağırlıkları nedeni ile özellikle ön tekerler için tercih edilmektedir [1].
24
Bunun yanı sıra sabit akslar binek otomobillerde arka aks olarak kullanılırken ön aksta motor altında fazla yere ihtiyaç duyması nedeni ile tercih edilmemektedir. Ancak kamyon gibi yük taşıyan araçlarda yüksek taşıma kapasitesi sayesinde her iki aks için de sabit aks kullanılabilmektedir.
Sabit ve bağımsız askı sistemlerinin teknik olarak üstün ve dezavantajlı olduğu tarafları vefarklı özellikleri vardır. Aracın virajdaki davranışına etkileri büyüktür. Bununla bağlantılı olarakyalpa hareketi esnasında sabit aksın özgül yönlenme davranışının taşıyıcı yayların vestabilizatörlerin düzenlenmesiyle, bağımsız askı sistemlerine ait ani dönme merkezininkonumunun (yalpa hareketi için), tekerleklerin kamber ve ön iz açılarının değişiminden sözedilebilir. Bu yüzden ön ve arka askı sistemlerinin ani dönme merkezlerinin yeri ve bununlabağlantılı olarak aracın yalpa ekseninin konumu çok önemlidir. Yalpa ekseni, iyi bir sürüş özelliğine ulaşmak için, mümkün olduğunca yola paralel veya çok az şekilde öne doğrueğimli olmalıdır. Eskiden yalpa hareketini küçültebilmek için mümkün olduğunca yüksekteolması istenen yalpa ekseninin, günümüz araçlarında düşük seviyede olması tercihedilmektedir. Düşey yönde yoldan gelen darbelerin araç içindeki yolculara iletilmemesi, yanikonfor özelliklerinin bozulmaması için, yumuşak yaylar kullanılmaktadır. Mamafih yumuşakyaylar nedeniyle karoserinin virajda aşırı yalpa yapması ön ve arka akslara monte edilenstabilizatörlerle azaltılmaktadır.
2.3.1 Bağımsız Askı Sistemleri
Bağımsız askı sistemleri ile enine, boyuna ve diyagonal yön vericilerle karosere asılan tekerlekler özellikle binek otomobillerde tercih edilir. Hıza bağlı artan konfor talebi bu sistemler ile sağlanır. Yön verici kolların istenilen şekilde tasarımı ile yaylanma esnasında tekerlek açıları ve iz genişliğini hedefe yönelik olarak hesaplanır.
Avantajları az yer talebi, düşük yaylandırılmamış kütle ve düşey hareket esnasında tekerleklerin bağımsız hareket etmesidir. Bu avantajlar özellikle yer ile temasın kesilmemesi için gereklidir ve bu sayede de bozuk yollar ile virajlarda daha iyi performans elde edilir.
25
Dezavantajları ile konstrüksiyon olarak imalat zorluğu, askı sistemine gelen boyuna ve enine yönde gelen kuvvetlerin yön verici kollar tarafından karşılanması sonucu komponentlerin daha fazla zorlanmasıdır.
Genel olarak ön tekerlekler için çift enine yön vericili ve Mc Pherson yay bacaklı askı sistemi tercih edilir. Arkada bagaj hacmini arttırmak amacıyla yatay olan ve yana açılan askı sistemler tercih edilir. Bunlara örnek olarak boyuna yön vericili, diyagonal yön vericili veya sarkaç akslar olabilir.
2.3.1.1Çift Enine Yön Vericili Askı Sistemleri
İki enine yön vericili sistemde tekerleğin düşey hareketi sırasında hemen hemen hiç kamber açısı ve iz genişliği değişimi ortaya çıkar. Aynı uzunluktaki enine yön vericilerde kamber açısı değişimi oluşmaz iken iz genişliği az miktarda değişir. Farklı uzunluklardaki trapez formundaki enine yön vericilerde kamber açısında da az miktarda değişim meydana gelir. Hareket yönünde mukavemeti yükseltmek amacıyla üçgen formunda enine yön vericiler kullanılır. Çift enine yön vericili askı sistemi tahrik edilebilir ve yönlendirilebilir ön akın yanında tahrik edilebilen arka aks için de uygundur.
26
Yön verici kolların bağlantı noktalarının değiştirilmesi ile ani dönme merkezi ile aksın yalpa merkezi yüksekliği ayarlanır. Yaylanma için helisel, yaprak, hava yayı veya burulma yayları tercih edilebilir. Yaprak yayların enine yönde yerleştirilmesi ile yaprak yayların enine yön verici olarak kullanılması bazı eski araç konstrüksiyonlarında uygulanmış olmasına karşın günümüz araçlarında yaprak yayın bağımsız askı sistemleri ile birlikte kullanılması tekerleğin boşluksuz olarak kılavuzlanması nedeni ile terk edilmiştir.
ġekil 2.22.Helisel yaylı çift enine yön vericili askı sistem[1]
27
2.3.1.2Yay Bacaklı ve Enine Yön Vericili Askı Sistemleri[Mc Pherson] Mc Pherson askı sistemi çift enine yön vericili askı sisteminden türetilmiş olup yine bağımsız askı sistemleri kategorisine girer. Üst enine yön verici dingil pimine bağlı çift borulu bir amortisör ile yer değiştirmiştir. Amortisörün piston kolu elastik bir yatak içerisindeki küresel mafsal ile karosere tespit edilmiştir. Bu bağlantı noktaları arasında bir helisel yay bulunmaktadır. Yay bacağı fren, ivmelenme ve yan kuvveti almak zorunda olduğu için piston kolu ve piston kolu yataklaması özellikle güçlü yapılır. Bu askı sisteminin belirgin avantajları ekonomik olarak imal edilmesi, düşük yer talebi ve askı elemanlarından tasarruftur.
ġekil 2.24.Tahrik edilebilen ve yönlendirilen Mc Pherson askı sistemi[1]
Çift enine yön vericili askı sisteminde olduğu gibi karoserinin düşey yönde desteklenmesi yön verici kola bağlanan ve araç boyuna yönde yataklanan burulma yayı veya yay bacağına takılan helisel yaylar üzerinden yapılır.
28
Mc Pherson askı sisteminin arka aksta kullanılması durumunda amortisör ve yay birbirinden ayrılarak da kullanılabilir. Üçgen formundaki yön verici yerine enine ve boyuna tekerlek yüklerini alabilecek şekilde iki yön verici kolun kullanılması da söz konusudur. Alt enine yön vericinin karoser bağlantı noktaları ve eğimi değiştirilerek ani dönme merkezi ile aksın yalpa merkezi ayarlanır.
Mc Pherson yay bacaklı askı sisteminde yaylanma esnasında iz genişliğinin ve kamber açısının değişimi fazladır ve düzeltilmesi çok sınırlıdır. Yaylanma esnasında amortisör pistonuna gelen eğilme momentinin etkisini azaltmak için helisel yay dışa doğru alınacak şekilde tasarlanır.
ġekil 2.25.Amortisör üzerindekioluşan eğilme momentinin azaltılması [1]
G tekerlek yükünün etki noktası ile alt rotil B arasında a mesafesi nedeniyle, küçük yoldüzgünsüzlüklerinde ortaya çıkan M = G.a momenti devamlı olarak amortisörü zorlar vekayma yüzeylerinde özellikle piston kolu hareket noktası 2 ve pistonun silindire temasnoktası 1 ‘de oluşan reaksiyon kuvvetleri F2 ve F1 nedeniyle kasılma sonucu sürtünme artar.Buda yaylanmada sertleştirici olarak kendisini hissettirir.
Yayın tekerleğe doğru bir parçakaymış şekilde monte edilmesiyle belirli bir yükleme durumu için G.a tarafından oluşturulanmoment piston kılavuzunda sıfıra
29
eşitlenebilir. Hatta a mesafesi, B mafsalı dışa doğrukaydırılmak suretiyle kısaltılmasınınyanı sıra amortisör silindir ve pistonkoluna monte edilen tablalar arasınaoturtulan yay AB eksenini merkezlenecek şekilde yerleştirilirseL mesnet kuvveti dengelenmiş olur.
ġekil 2.26.Amortisör ekseninde oluşan enine kuvvetin dengelenmesi [1]
Yukarıda anlatılan bağımsız askı sistemleri dışında konstrüktif olarak çeşitli amaçlara hizmet eden diğer bağımsız askı sistemleri şunlardır; Boyuna ve enine yön vericili askı sistemi, çift boyuna yön vericili askı sistemi, diyagonal yön vericili askı sistemi ve sarkaç aks. Mc Pherson ve çift enine yön vericili askı sistemleri hem ön hem arka aks için kullanılabilirken diyagonal yön vericili askı sistemi ile sarkaç aks arka konstrüksiyonlarda tercih edilir.
30
Bilinen en eski askı sistemidir. İki tekerleğin yoldan gelen tepkilerden birbirini etkilemesi nedeni ve tüm aksın eğim yapması ile kamber açısının değişmesi kaçınılmazdır. Enine yönde dalgalı yolda konum değiştirmeye meyilli olması ve fazla ağır olması gibi dezavantajları olması rağmen günümüzde sıklıkla tercih edilmektedir. Tercih edilmesinin en önemli nedeni ise basit dolayısıyla ekonomik olmasıdır. Bunun yanı sıra paralel tekerlek yaylanmasında neredeyse hiç iz genişliği ve kamber açısı değişimi olmaz. Bağımsız askı sistemlerinin aksine sabit akslar virajda kütlesi nedeniyle aksa etkiyen merkezkaç kuvvetini gövdeye iletmez kendisi karşılar bu nedenle bağlantı noktaları ek olarak zorlanmaz.
Sabit arka aks boyuna yön vericilerin veya yaprak yayların belirli bir eğimle bağlanmasıyla virajda aracın çok döner özelliği azaltılabilir. Taşıtlar sürücü kontrolü açısından daha uygun olması nedeni ile karakteristik olarak az döner olarak tasarlanırlar. Viraj dışındaki tekerlek yaylanma sonucu hafif bir aks aralığı kısalmasına buna karşın viraj içerisindeki tekerlek çok az da olsa aks aralığı büyümesi uğrar. Bu sayede aksın kendisi hafifçe viraj içine doğru yönlenmiş olur. Bu da tüm aracın viraj dışına yönlenmesine sebep olur. Virajda olumlu olarak görünen bu özellik kötü yol şartlarında oldukça büyük bir dezavantaja dönüşür.
Sabit aksı karosere bağlamak için pek çok olanak vardır. Örneğin yaylanma hareketini sağlayan yaprak yaylar, boyuna yöndeki kuvvetleri taşır. Hedeflenen seyahat konforu nedeniyle yaprak yaylar uzun olarak tasarlanırsa ve bu yaylar parabolik ise aracın viraj davranışı kötüleşir. Bu yayların özellikle boyuna yöndeki tahrik ve fren kuvvetleri esnasında S formunu alarak aksın hafifçe dönmesi ve yayın orta bölümünde fazlaca zorlanması söz konusudur.
31
Tahrik edilen arka akslarda bir diğer olumsuz etki ise, araç boyuna ekseni etrafında sabit aksın burulma titreşimlerine maruz kaldığı tek yönlü yaylanmada veya aksın kötü yolda sıçraması sonucu değerini değiştiren tahrik kuvvetleri nedeniyle aks ekseni etrafında dairesel titreşimler oluşturmasıdır. Bilinen ismi ile tepinme titreşimleri aksın ortasına yerleştirilmiş amortisörler ile sönümlenemez, bu nedenle amortisörler genelde aks ekseninden sapmış olarak takılır [1].
ġekil 2.28.Çapraz olarak sapmış şekilde monte edilmiş amortisörler[1]
Sabit aksta her iki tekerlek rijit bir aks ile birbirine bağlantılıdır ve araç karoserine karşın yaylanır. Sabit akslar genelde yaprak yaylar veya yön verici kollar ile şasiye bağlanır. Kamyon, otobüs ve römork askı sistemlerinde ağırlıklı olarak tercih edilen sabit akslar, binek otomobil arka aksı olarak da kullanılır.
2.3.2.1 Yaprak Yaylı Sabit Aks
Tahrik aksı olarak kullanılan sabit aks genelde bir diferansiyel kovanı ve tahrik millerinden oluşmaktadır. Bu yüzden de diğer akslara oranla daha büyük yaylandırılmamış kütleye sahiptir.
32
ġekil 2.29.Ford Escort Expressaracında kullanılan yaprak yaylı sabit arka aks [3] Binek otomobillerde kullanılan iki çekilmiş sac yarısının birbiri ile kaynatılmasından oluşan kovandan ibaret olan ve göreceli olarak döküm aksa göre daha hafif olan banjo aks uygulamasında yine yaprak yaylar kullanılarak şasi bağlantısı sağlanır. Burada yaprak yaylar yaylanmayı ve kılavuzluk görevini üstlenirken tekerleğe gelen boyuna ve enine yöndeki kuvvetleri taşır. Uzun yaprak yayların kullanıldığı tahrik edilen aks uygulamasında boyuna yöndeki kuvvetlerin desteklenmesi için boyuna yön vericiler kullanılır. Bu sayede tahrik ve fren kuvvetlerinde oluşan ve yaprak yayın aşırı zorlanmasına neden olan S etkisi ortadan kaldırılır.
2.3.2.2 Boyuna Yön Vericili ve Panhard Çubuklu Sabit Aks
Burulma yayı, helisel yay veya hava yaylarının kullanılması durumunda boyuna yöndeki tekerlek kuvvetleri çekme kolları, enine yöndeki kuvvetler panhard kolu tarafından taşınırlar.
33
ġekil 2.30.Panhard çubuklu tahrik edilen sabit aks[3]
Ani dönme merkezi panhard çubuğunun tam ortasında ve eğer yatay konumda ise aracın ortasındadır. Ancak eğik duruyor ise merkez tarafına doğru hafifçe kayar. Panhard çubuğunun eğikliği ne kadar fazla boyu ne kadar kısa olursa tekerleğin düşey hareketi esnasında karoserinin yana kayması o derece artar ki bu istenmeyen bir durumdur zira konfor kaybına sebep olur. Bu yüzden panhard çubuğu mümkün olduğunca aks boyunca uzanmalı ve olabildiğince yatay konumda tutulmalıdır. Panhard çubuklu sabit aksın boyuna yön verici kollarla kılavuzlanması için farklı kombinasyonlar mevcuttur.
Yukarıda anlatılan sabit askı sistemleri dışında konstrüktif olarak çeşitli amaçlara hizmet eden diğer sabit askı sistemleri şunlardır; üç noktadan asılan sabit akslar, dört noktadan asılı sabit akslar.
34
BÖLÜM 3
TASARIM ve VALĠDASYON
Söz konusu taşıtta kullanılacak arka askı sistemi belirlendikten sonra istenilen yük kapasitesine uygun ve kullanılacak tahrik tipi ile uyumlu olacak hazır bir arka aks seçilmiştir, dolayısıyla arka aks kovanının ve diferansiyelin tasarımı bu tezin konusunun dışındadır. Sadece hedeflenen kriterler ile ilgili olarak özellikle diferansiyel dişli kalitesi ile ilgili bilgi verilecektir.
Bu projede ilgili M3 sınıfı taşıt için boyuna yön vericili panhard çubuklu sabit askı sistemi kullanılmıştır. Bir üç boyutlu katı modelleme programı olan Catia da hazırlanmış olan komponent ve braketleri de içeren askı sisteminin tasarımı aşağıdaki şekilde verilmektedir.
35 3.1 Arka Aks ile Lastik Seçimi
Öncelikle taşıtın yolcu kapasitesi belirlenmiştir. Ağrılık merkezinin konumu her ne kadar somut ortamda araç üretildikten sonra ölçülecek olsa da üç boyutlu model üzerinden tayin edilmiştir. Ağırlık merkezinin ön ve arka olan ölçüsü ile akslara düşen yük değeri hesaplanmıştır.Söz konusu taşıt için arka aks yükü aracın maksimum yüklü olduğu durumda 6000 kg olarak hesaplanmıştır.Taşıma kapasitesi bu değere uygun olan bir arka aks seçimi yapılmıştır. Aşağıda kullanılacak aksın teknik resminde bulunan arka ve üst görünüş verilmektedir. Dişli kalitesi DIN 3965 Class 6 standardına uygundur.
ġekil 3.2. Arka Aks Resmi
Arka aks seçiminden sonra sıradaki işlem kullanılacak lastik ebadına karar vermektir. Taşıtımızın ön aks yükü 3700 kg arka aks yükü 6000 kgolduğundan ETRTO [The European Tyre and Rim Technical Organisation]kataloğundanbu değerlere uygun olarak 225/75 R17.5 129/127M lastiği seçilmiştir.
36
ġekil 3.3.Lastik taşıma kapasitesi
3.2 Jant Tasarımı
İlgili standarda göre 225/75 R17.5 129/127 M olarak seçilen lastiğe uygun jant genişliği 6 veya 6.75 inç olmalıdır. Arka aks için çift lastik kullanılacağından orta eksenler arası minimum mesafe göz önünde bulundurulmalıdır. Jantın bir diğer önemli parametresi olan ofset mesafesi iz genişliği ve araç genişliği ile uyumlu olacak şekilde belirlenir. İç yüzeyden ofset mesafesi 125 mm olarak öngörülmüştür, bu değer seçilen jant için çift lastik kullanımında iki jant orta ekseni arası minimum mesafesi olan 246 mm değerini de sağlamaktadır. Ayrıca poyra bağlantısında kullanılacak bijon somun dairesi de aks ile eşit çapa sahip olmalıdır. Tüm bu parametreler ışığında istenilen jant ölçüleri aşağıdaki şekilde verilmektedir. Bijon delik çapı aks üzerindeki delikler ile uyumlu olacak şekilde M18 bijon için DIN 3964 standardından 21 mm olarak verilmiştir. Jant üzerinde bulunan havalandırma delikleri için çapı 50 mm olan 10 adet boşaltma deliği öngörülmüş olup toplam alan hedeflenen soğuma performansı açısından yeterlidir. Havalandırma deliklerinin sayısını ve geometrisini belirleyen en önemli parametre toplam soğuma alanıdır.
37
ġekil 3.4. Jant ölçüleri
3.3 Yaylanma Elemanları
Projede ele alınan araç şehir içi yolcu taşımasında kullanılacak bir araç olduğundan gerek yolcu alma durumunda basamak yüksekliğinin azaltılması gerekse artan yük ile sürüş yüksekliğinin sabit kalması amacıyla hava yayları tercih edilmiştir. Tasarım durumunda basamak yüksekliği 340 mm iken 70 mm eğilme ile bu değer 270 mm değerine düşmektedir ki bu sayede alçak tabanlı bir midibüs elde edilmiştir.
Hava yayı tasarlanacak yarım makas üzerinde aşağıda gösterildiği şekilde yerleştirilmiştir. Düşey yaylanma esnasında makasın ucundaki burcun torsiyonel rijitliği göz önünde bulundurulmuş makas ve hava yayının katsayılarıhesaplanmıştır Yay taşıyıcısı görevini üstlenen yarın makasın aks ekseninden sonra olan uzantısının lineer olarak davrandığı ve elastik şekil değiştirmediği varsayılmıştır.
38
ġekil 3.5. Hava yayının yerleşimi
Tekerleğin düşey eksendeki hareketi yaylanma esnasında ±80 mm olacak şekilde belirlenmiştir. Yukarıdaki resimde hava yayının makas üzerindeki konumu gösterilmiştir. Aşağıdaki resimde ise maksimum yaylanma durumunda makasın yatay ile yaptığı açı ve makas burcunun aks ekseninden uzaklığı verilmiştir.
39
Yaylanma elemanlarını bu noktada birbirinden ayırmak doğru olmaz zira öncellikle gereken toplam yay katsayısı hesaplanmıştır. Teker yükü ve deplasmanı ile tekerleğe indirgenmiş yay katsayısı bulunduktan sonra ilgili ölçüler kullanılarak hava yayına ve makasa paylaştırılmıştır. Buna göre ilgili projede kullanılacak makasın temel ölçülendirmesini içeren teknik resmi aşağıda verilmiştir.
ġekil 3.7.Makasın karakteristiğini içeren teknik resim
Makasın gövdeye olan bağlantısı bir elastomer parça ile yapılmaktadır. Bu kauçuk elemanın ilgili eksenlerde dönme ve ezilme karakteristiği hedeflenen taşıt dinamiği değerlerine ulaşabilmek için gereklidir. Makas burcuna gelen radyal ve eksenel kuvvetler hesaplandıktan sonra izin verilen çökme miktarına göre ilgili eksenler için bir rijitlik değeri elde edilir.
40
ġekil 3.8.Makas burcu resmi ve rititlik değerleri
Konstrüktif açıdan makas burcu sıkı geçme olarak takılacaktır. Radyal yönde rijitlik değeri sabit olduğundan çakma açısı önemli değildir. Burç kendi içerisinde dört katmandan oluşur. Bu tip burca yarıklı burç da denir, makasa çakıldıktan sonra yarık kapanarak öngerilme kuvvetinin daha homojen yayılmasını sağlar. Burç ise iç sac ve dış sac arasında kauçuk elemandan oluşur. Buradaki elemanlar arasında vulkanizasyon olarak literatürde yer alan kauçuğun çelik malzemeye yapıştırılması prosesi söz konusudur. Ayrıca iç sacın içerisinde sıkı geçme olarak kullanılan mesafe borusu ile makasın kardanik hareketi sırasında kullanılan brakete temasını engellemek amacıyla daha uzun bir boru kullanılır.
Hava yayı taşıyıcısının özellikleri belirlendikten sonra benzer şekilde tasarım durumundaki konumu ve boyu hava yayı için de hesaplanmıştır. İstenen düşey tekerlek hareketini desteklemek için açık ve kapalı boy hesabı yapılır. Yay elemanları açılma konumunda değil de tümsek geçişlerinde oluşan kapanma durumunda belirleyici olduğundan tekerleğin pozitif hareketi yay içerisinde bulunan takoz ile sınırlanmıştır.
41
ġekil 3.9. Hava yayı
Projede kullanılacak hava yayının adyabatik ölçüm eğrisi ile açık ve kapalı boyları gibi ölçülerini içeren resim yukarıda verilmektedir. Özellikle konfor açısından dikkat edilmesi gereken bir parametre olan doğal frekans istenilen değer ile uyumludur. Pozitif teker deplasmanını sınırlayıcı görev yapacak olan takoz, hava yayı içerisinde konumlandırılmıştır. Tekerleğin 60 mm pozitif deplasman yaptığı koşulda takoz devreye girer bu durum hava yayının 71 mm sıkışması anlamına gelmektedir. Aradaki fark yayın süspansiyon üzerindeki konumundan ve kullanılan elastik elemanlardan dolayı oluşmaktadır. Dolayısıyla son 10 mm için takoz devrededir.
42
ġekil 3.10. Hava yayının içerisinde kullanılan takoz
Progresif karakteristiğe sahip olan takozda kullanılan kauçuğun malzemesine dikkat edilmelidir. Hem gereken ömrü karşılayacak kadar dayanıklı olmalı, hem istenilen rijitliği sağlamalı ve aynı zamanda ufalanmamalıdır. Aksi takdirde hava hattına kaçacak kauçuk parçalar sistemin çalışmasına engel olabilir. Yukarıda projede kullanılacak takozun eğirisi mevcuttur.
3.4 Amortisör
Bir amortisörün seçiminden önce çapı ve uzunluğu belirlenmelidir. Amortisörün çapı sönümleme kuvveti ile bağlantılı olurken, uzunluğu çalışma stroğu için belirleyicidir. Strok titreşim yapan parçaların düşey eksendeki yaylanma yolu ile eşdeğerdir. Bu nedenle uygun paketleme hacminde amortisör yerleştirildikten sonra üst ve alt nokta arasındaki değişim tekerlek deplasmanına bağlı olarak hesaplanmıştır. Amortisörün kapanma durumunda çarpasını engellemek amacıyla minimum kapalı boyu öngörülen kapalı boydan en az 10 mm daha az olacak şekilde belirlenir. Tekerleğin negatif yöndeki düşey hareketini ise amortisörün açık boyu sınırladığından tam açık boy tekerlek hareketini referans alır.
Yaklaşık amortisör hesabı ile amortisör çapının belirlenmesinde maksimum sönümleme kuvvetleri hesaplanarak imalatçı firmaların vermiş olduğu amortisör tablolarından çapın seçilmesi yeterli olmaktadır.
43
ġekil 3.11. Amortisör teknik resmi
Yukarıda verilen amortisör resminde referans alınan 0.3 m/s hızı için hem açılma hem de kapanma durumundaki kuvvet değerleri gösterilmektedir. Yine resimde amortisörün tam açık ve kapalı boyları verilmiştir.
3.5. Panhard Kolu
Şimdiye kadar ele alınan elemanlar söz konusu taşıtınarka aksına gelen düşey ve boyuna yöndeki kuvvetlerin desteklenmesi içindir. Ancak yanal kuvvetlerin de karşılanması gerekmektedir. Yoldan lastik tekerleğe gelen yanal kuvvet aksa ve aksa bağlı bir braket yoluyla panhard kolu üzerinden gövdeye iletilir. Bu sayede aksın gövdeye göre bağıl yanal hareketi sınırlandırılmış olur.
Tekerleğin düşey hareketi boyunca aksın ne kadar az yanal deplasman yapması isteniyorsa panhard kolunun boyu o kadar uzun olmalıdır. Aksın ani dönme merkezi panhard kolunun aracın orta ekseni ile kesim noktasıdır [3]. Bu nedenle mümkün olduğunca yatay ile açı yapmayacak şekilde tayin edilmelidir. Söz konusu çalışmada bu girdiler göz önünde bulundurularak bir panhard kolu geometrisi belirlenmiştir. Taşıtın maksimum yanal kuvvet ile zorlandığı durumda gelen kuvvet hesaplanmış ve burkulma açısından panhard kolunun kontrolü yapılmıştır. Şekil 3.12.’ de ani dönme merkezinin tespiti ve yanal kuvvetlerin gövdeye iletimi gösterilmiştir.
44
ġekil 3.12. Panhard kolu ile ani dönme merkezi konumu [3]
3.6. Stabilizatör
Günümüz karayolu taşıtlarında kabul edilen maksimum 6º gövde yalpa açısının [5] sağlanabilmesi amacıyla arka süspansiyonda bir stabilizatör kullanılması gerekliliği belirlenmiştir. Gerekli yay katsayısı hesaplandıktan sonra uygun paketleme alanında geometrisi belirlenir. İstenen yay katsayısına ulaşmak amacıyla stabilizatör çapı hesaplanmıştır. Projede kullanılan arka stabilizatöre ait resim aşağıda verilmektedir.
45
ġekil 3.14.Eşdeğer burulma yaylı yalpa modeli[7]
Yukarıdaki şekilde örnek bir taşıtın viraj alma durumundaki eşdeğer burulma yaylı yalpa modeli gösterilmektedir. Bu modelde taşıt, ön ve arka aks yalpa merkezlerini birleştiren yalpa ekseni etrafında döner [8]. Taşıt gövdesine etkiyen atalet kuvvetleri burulma yayları tarafından karşılanmakta ve sistem dengede durmaktadır [5]. Benzer model söz konusu M3 sınıfı taşıt için de ön ve arka iz genişliği, ağırlık merkezinin konumu, ön ve arka aksa gelen kuvvetler kullanılarak oluşturulmuştur. Buradan arka stabilizatörün burulma yay katsayısı hesaplanmıştır.
Paketleme hacmine uygun stabilizatör geometrisi oluşturulduktan sonra istenen yay katsayısına ulaşmak için çap hesabı yapılmıştır. Bu noktada stabilizatör elemanı elastik gövde bağlantı elemanları ile toplam bir model halinde ele alınmıştır. Gövde bağlantısında kullanılan kauçuk elemanların çeşitli yönlerdeki birim şekil değiştirme miktarları montajın toplam yay katsayısına etki etmektedir. Kauçuk eleman ne kadar fazla deplasman yaparsa ihtiyaç duyulan yay katsayısına ulaşmak için stabilizatör çapının arttırılması gerekir.
46 3.7. Validasyon
Arka süspansiyon için tasarlanan komponentlerin istenilen ömrü sağladığından emin olmak her mühendisin başlıca görevidir. Bu ömrü sağlarken mümkün mertebe ağırılık optimizasyonu yapmak olmazsa olmazdır. İlgili süspansiyon parçaları ve gövde bağlantı braketleri bu çerçevede önce sonlu elemanlar yöntemiyle daha sonra komponent seviyesinde ve en son montajlı durumda sistem seviyesinde yapılacak doğrulamalar ile kontrol edilecektir.
3.7.1 Sonlu Eleman Analizleri
Yaylanma ve sönümleme elemanlarının sanal ortamda karakteristikleri belirlenmiştir. Makas ve panhard kolu gibi dinamik yük altında çalışan elemanların önce statik olarak daha sonra dinamik olarak kontrol edilmesi gereklidir. Tüm süspansiyon komponentleri için farklı durumlarda üzerlerine gelen yük miktarları hesaplanmış ve aşağıdaki tabloda verilmiştir. Komponente uygun sınır şartları ile bu kuvvetler uygulanarak sanal ortamda parça valide edilir.
Şekil 3.15.’ de birbinek otomobil ile yapılan yol testi sırasında toplanan ivme datalarına göre süspansiyon bağlantı noktalarına gelen kuvvetler çeşitli durumlar için verilmiştir[5]. Burada aracın tam yüklü olması durumunda süspansiyon komponentleri sabit durumda g kuvveti ile zorlanır. Ancak farklı koşullarda bu kuvvet yerçekiminin daha yüksek katlarına ulaşır. Örneğin tümsek geçişinde parçaların 3g kuvvetle zorlandığı tespit edilmiş ve kuvvetler hesaplanmıştır. Tezin konusu olan M3 sınıfı için de gerek yol testlerinden alınan datalar gerekse firma tecrübesi ile benzer bir tablo oluşturulmuş ve hesaplanan kuvvetler önce sanal analizlerde daha sonra testlerde kullanılmıştır.
47
ġekil 3.15.Farklı durumlar için süspansiyona gelen kuvvetler [5]
Söz konusu koşullara göre hesaplanan yükler kullanılarak yapılan analizlere örnek olacak resimler aşağıda verilmiştir. Buna göre özellikle gövde bağlantı braketlerinde ağırlık azaltma çalışmaları kapsamında optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Stabilizatör braketleri ile panhard braketi analiz çalışmaları verilmiştir.
48
ġekil 3.16.Stabilizatör ve gövde bağlantı braketi analizleri
49
ġekil 3.18.Amortisör ve hava yayı alt bağlantı braketi analizleri sınır şartları
Prototip araç üzerinde yapılacak temel seviye testler esnasında fonksiyon kaybı istenmez. Bu nedenle yapılacak ilk prototipten önce komponentlerin sanal ortamda doğrulanması şarttır. İlk seviye prototip için yorulma koşulu aranmaz iken nihai kalıplar ile imal edilecek ikinci seviye prototip için bu şart göz önünde bulundurulur. İkinci seviye prototip öncesinde maliyet açısından yüksek miktarlarda kalıp yatırımı gerektiğinden sanal doğrulama çok önemlidir.
Yukarıda Şekil 3.18.’ de makas ile birlikte buna bağlı braketlerin önce kuvvetlerinin hesaplanması daha sonra analiz ortamında sınır şartlarının verilmesi gösterilmiştir. Her bağlantı tipi somut ortamda kullanılan ile aynı olmalıdır aksi takdirde sonuçlar yanıltıcı olabilir.
50 3.7.2 Komponent Bench Testleri
Nihai kalıptan çıkmış ürünler araca takılmadan önce komponent bazında test edilmelidir. Oluşturulmuş yükleme tablosunda bulunan kuvvetler ile ile yorulma testleri gerçekleştirilir. Yorulma testlerinde hesaplanan kuvvetler belirli kabuller ve istenen şartlar doğrultusunda paket olarak uygulanmıştır. Bu yöntemin alternatifi ise direk yol datasının ürün üzerinde kullanılmasıdır, tercih tamamen firmaya bağlıdır. Bu projede amortisör, makas, hava yayı, stabilizatör ve panhard koluna istenen çevrim sayıları ve belirlenen frekanslar doğrultusunda ömür testleri yapılmıştır.
ġekil 3.19.Amortisör bench testleri
Yukarıda verilen resimlerde amortisör üzerinde yüksek frekans, düşük sıcaklık, alt ve üst burç yorulma, açılma ve çamurlu su testi yapılmıştır. Benzer şekilde hava yayı, makas ve stabilizatör için yorulma testleri yapılmıştır. Testlerden alınan resimler aşağıda verilmiştir.
51
ġekil 3.20.Hava yayı, makas ve stabilizatör bench testleri
3.7.3 Sistem Seviyesi Bench Testleri
Sanal analiz ve komponent bazında doğrulamadan sonraki adım sistem seviyesi testlerdir. Bu projede arka süspansiyon sistemi dikey ve yanal yöndeki kuvvetler ile test edilmiştir. İki tekerlekten aynı anda uygulanan dikey kuvvetler ile belirli bir çevrim yaptırılmış ve komponentler ile bunların bağlı olduğu braketler de yol testleri öncesinde incelenebilmiştir. Yanal kuvvetler ile taşıtın roll durumu simule edilir.
