Diferansiyel tiplerinin araç yol tutuşu üzerine etkileri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makina Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUHAMMED YÜKSEL
Danışman: Selahattin Çağlar Başlamışlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Diferansiyellerin araç performansı, araç yol tutuşu ve sürüş konforu üzerinde direkt olarak etkileri bulunmaktadır. Bu yüzden diferansiyel tipi araç için önemli bir parametredir. Bu çalışma ile iki farklı tip diferansiyel için araç modelleri oluşturulmuş ve birbirlerine göre avantajları ve dezavantajları değerlendirilmiştir. Ancak, farklı tip diferansiyellerin detaylı karşılaştırıldığı bir yayına ulaşılamamıştır. Bu bağlamda konvansiyonel diferansiyel ve sınırlı kaymalı diferansiyelin detaylı karşılaştırıldığı anlamlı bir çalışma elde edilmiştir. Günümüzde birçok araç konvansiyonel diferansiyelli olarak üretilmektedir. Ucuz, bakım gerektirmeyen yapılarından dolayı çok tercih edilirler. En önemli dezavantajı ise farklı sürtünme katsayılarına sahip zeminde, tahrik torku limitinin az olan sürtünme katsayısına sahip yerin belirlemesidir. Böylece muhtemel aktarılabilecek tork diğer lastiğin açısal hızını artırması yönünde kullanılır. Sınırlı kaymalı diferansiyeller ise genellikle yarış araçlarında ya da düşük hızlara sahip arazi araçlarında kullanılırlar. Sınırlı kaymalı diferansiyelin en önemli avantajı farklı sürtünme katsayısına sahip zeminlerde bile hızlı lastikten yavaş olan lastiğe tork aktarımı yapılır. Böylece araca önemli bir avantaj sağlamış olur. Araç modelleri MATLAB/Simulink programında oluşturulmuştur. Hareket denklemleri aracın doğrusal olmayan iki iz genişliği modelinde (double track model) olduğu varsayılarak oluşturulmuştur. Güç aktarma grubundaki matematiksel denklemler ise Carsim programının kullandığı eşitliklerdir. Araç modeli motor, tork konvertörü, vites kutusu, transfer dağıtım kutusu, diferansiyeller ve lastiklerden oluşmaktadır. Konvansiyonel diferansiyel ve sınırlı kaymalı diferansiyel modellerinin sadece diferansiyel kısımları farklı şekilde modellenmiştir. Bunun haricinde sürücü modeli de oluşturulmuştur. Sürücünün araca belirlenen seviyede direksiyon açısı (dümenleme açısı), gaz kelebeği basma oranı ve gerektiği durumda fren manevrası yaptığı varsayılmaktadır. Lastik modeli olarak ise Magic Formula olarak bilinen H.Pacejka modeli kullanılmıştır. Bu model her bir lastiğin oluşan kayma açılarına bağlı olarak boylamasına ve yanal kuvvet üretmesi ilkesine dayanır. Doğrusal olmayan bölgede de lastik modeli çalışabilmektedir. Bu modellerin belirlenen senaryolar çerçevesinde birebir karşılaştırmalı olarak koşturulması neticesinde sonuçlar elde edilmiştir. Araç performansı ve yol tutuşu üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Birçok senaryoda sınırlı kaymalı diferansiyelin konvansiyonel diferansiyele göre üstünlüğü görülmüştür. Araç hızı, araç kayma açısı, yalpa oranı, yanal ivmeler, önden kopma gibi çıktılarında bariz iyileştirmeler gözlemlenmiştir. Sınırlı kaymalı diferansiyel için belirli hızlarda en iyileme algoritması geliştirilmiştir. Konvansiyonel diferansiyele göre sönüm oranı ve doğal frekansları karşılaştırılmıştır. Buna göre sınırlı kaymalı diferansiyel için en iyi tork aktarma kapasitesi ve tork aktarım oranı elde edilmiştir.