OTEKON’ 14
7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi
26 – 27 Mayıs 2014, BURSA
YÖNLENDİRİLEBİLİR İLAVE DİNGİL
N. Sefa Kuralay**, Mehmet Günal*, Mustafa Umut Karaoğlan**, Atilla Yenice*, Can Olguner*
Ege Endüstri ve Ticaret A.Ş., İzmir
Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, İzmir
*
**
ÖZET
Bu çalışmada, ilave dingil kullanan ağır ticari taşıtların viraj dönüş yarıçaplarını ve dönüş esnasında oluşan lastik
aşıntısını azaltmak için dışarıdan kuvvet uygulanarak araç ön tekerleklerin dönüş açısına göre Ackerman prensibine
uygun olarak yönlendirilebilen bir ilave dingilin tasarımı üzerinde durulmuş ve çalışma prensibi verilmiştir.
Anahtar kelimeler: Ackerman prensibi, lastik aşıntısı, viraj dönüş yarıçapı, sonlu elemanlar analizi
STEERABLE TAG AXLE
ABSTRACT
This study is about design of a steerable tag axle that steers the tag axle wheels, by applying external force,
according to front axle angle with respect to Ackerman principle for improving the turning radius and also prevent the
tyre wear during cornering and manouvering of heavy commercial vehicles. The study also covers working principle of
the system.
Keywords: Ackerman principle, tyre wear, turning radius, finite element analysis
fark çift tekerli dingillerin yük taşıma kapasitesinin daha
fazla olmasıdır.
1. GİRİŞ
İlave dingiller ticari taşıtların yük taşıma
kapasitesini arttırmak için sabit aksların önünde veya
arkasında kullanılırlar. Yük taşımak dışında bir işlevi
yoktur. Örnek olarak 4x2 bir kamyonun azami yüklü
ağırlığı, yaklaşık olarak, arka aks 11,5 ton ve ön dingil
6,5 ton olmak üzere toplamda 18 ton iken; ilave dingil
kullanımıyla bu değer 25 tona kadar çıkabilmektedir.
Aracın ağırlığındaki görece küçük bir artışla yük taşıma
kapasitesinin büyük oranda arttırılabilmesi sayesinde
sıklıkla kullanılırlar. İlave dingiller bağlanan teker
sayısına veya yönlendirilebilme kabiliyetlerine göre
adlandırılabilirler.
İlave Dingil
Tekerlek sayısına göre çift tekerli veya tek
tekerli olarak ikiye ayrılan ilave dingillerin arasındaki tek
Şekil 1: Çift teker ilave dingilli bir 6x2 kamyon.
1
1.3 Yönlendirilebilir İlave Dingil
Yönlendirilebilme kabiliyetlerine göre:
•
•
•
Yönlendirme işleminin, çoğu zaman iz kollarına
uygulanan bir hidrolik silindir kuvvetiyle ön tekerleklerin
açısına bağlı olarak yapıldığı ilave dingillerdir. Mekanik
bağlantılar ağır taşıtlarda dingil mesafesinin uzunluğu
nedeniyle kullanılamaz. İlave dingil tekerleklerinin de
yönlendirilebilmesi sayesinde aracın dönüş yarıçapı
azalır, dönüş esnasında ilave dingil tekerlekleri kayma
yapmadan yuvarlanabildikleri için lastik aşıntısı da
azaltılmış olur. Dönüş yarıçapının azalması özellikle şehir
içinde dar sokaklarda sıkça manevra yapması gereken çöp
kamyonu gibi araçlar için oldukça önemlidir. Bunun
yanında sistem treylerlerde de kullanılabilir. Dönüş
hareketi sırasında tekerleklerde yan kuvvet oluşmayacağı
için dingil yapı elemanları ve şasi daha az zorlanır.
Sabit ilave dingil
Kendinden yönlenebilir (Self-steer) ilave dingil
Yönlendirilebilir İlave Dingil
1.1 Sabit İlave Dingil
Tekerleklerin sabit konumda olduğu ilave
dingildir, tek tekerli veya çift tekerli olabilir. Aracın
taşıma kapasitesini arttırmakla birlikte dönüş yarıçapını
arttırmak ve dönüş sırasında ilave dingil tekerleklerinin
sürüklenme hareketi yapmasından dolayı oluşan lastik
aşıntısı gibi olumsuzlukları vardır.
Şekil 2: Sabit ilave dingil
1.2 Kendinden Yönlenebilir (Self-Steer) İlave Dingil
Sabit ilave dingilin yukarıda bahsedilen olumsuz
özelliklerini bir ölçüde azaltmak için aracın dönüş
hareketinde kendi kendine yönlenebilen ilave dingildir.
Bu yönlenme hareketi tekerlek eksenine göre kingpin
ekseni eğilerek pozitif kaster açısı veya tekerlek ekseni
ile kingpin ekseni arasında kaster mesafesi oluşturularak
dönüş sırasında tekerleğe etki eden yan kuvvetlerin,
tekerlek dönüş eksenine göre bir moment oluşturması
neticesinde sağlanır.
Şekil 4: Yönlendirilebilir ilave dingil ve süspansiyon
sistemi
2. YÖNLENDİRME PRENSİBİ
Yönlendirilebilir ilave dingil tekerleklerinin
dönüş hareketi Ackerman prensibine uygun olarak
gerçekleştirilmelidir.
Aksi
takdirde
tekerlekler
yuvarlanma değil sürüklenme hareketi yaparlar. Daha
sonraki aşamada ise Ackerman prensibine göre belirlenen
dönüş açısını belirli bir hata oranı içinde kalarak
gerçekleştirebilecek bir trapez yön verme sistemi tasarımı
yapılmalıdır.
2.1 Ackerman Geometrisi ve Hesaplamalar
Ackerman prensibine göre tekerlekleri yan
kuvvet almayan (düşük hızlarda hareket eden) bir taşıtın
bir virajı hatasız olarak (lastikler sadece yuvarlanma
hareketi yaparak) dönebilmesi için tekerleklerin
merkezinden çizilen dikmelerin viraj merkezinde
birleşmelidir. İlave dingil tekerleklerinin yönlendirilmesi
sadece düşük hızlarda yapılabilir. (Şekil 5) Çünkü arka
tekerlekleri saptırılan bir taşıt yüksek hızlarda sürüş
açısından kararsız hale gelir. [7]
Şekil 3: Kendinden yönlenebilir ilave dingil ve
süspansiyon sistemi
2
Çok dingilli taşıtlar için Ackerman geometrisini
yakalayabilmenin koşulu en fazla bir dingili sabit
tutmaktır.
Yukarıdaki veriler kullanılarak ön iç teker dönüş
açısına göre diğer tekerlerin dönüş açıları aşağıdaki
formülden hesaplanabilir.
cot δ = cot δ −
L+a3
o
L
ws
i
w
L
İlgili formüllere göre yapılan hesaplamalarda ön
iç tekerin düz pozisyondan maksimum dönüş açısı olan
39° ye kadar dönüşü sırasında diğer tekerleklerin dönüş
açıları Şekil 7’ de gösterilmiştir.
wL
Ön dış tekerlek
Arka iç tekerlek
Arka dış tekerlek
Şekil 5: Arka dingilin yönlendirilmesi sonucu oluşan
Ackerman geometrisi
Ön iç tekerlek dönüş açısı
Şekil 7: Ön iç tekerlek açısına göre diğer tekerlek
açılarının değişimleri.
Ackerman geometrisi, dingil mesafesinin, iz
genişliğinin ve tekerlek dönüş açılarının bir
fonksiyonudur. Bu durumda uygulama yapılacak aracın
ilgili değerlerinin bilinmesi gerekmektedir. (Şekil 6) Bu
değerler uygulama yapılacak araçtan alınmıştır.
L
2.2 Trapez Yön Verme Sistemi Tasarımı
Taşıtlarda yön verilen tekerleklerin eğrisel bir
yörünge üzerinde kaymadan yuvarlanabilmesi için
tekerlek eksenlerinin bir noktada kesişme şartı,
(Ackerman Prensibi) ancak tekerleklerin birbirinden
farklı δi ve δo yönlenme açılarına sahip olmalarıyla
sağlanabilir. Bunu sağlayabilmek için çoğunlukla trapez
yön verme sistemi kullanılır. (Şekil 8)Trapez yön verme
sistemi 2 ve 4 uzuvlarının açısı ve uzunluğu birbirine eşit
olan bir 4 kol mekanizmasıdır.
a3
Bugün kullanılan trapez sistemleri teorik olarak
hesaplanmış
Ackerman
şartını
tam
olarak
sağlayamamaktadır. Fakat basit ve ucuz olması sayesinde
özellikle ağır ticari taşıtlarda kullanılan sabit akslarda bu
mekanizma kullanılmaktadır. [2]
wL
wS
Şekil 6: Araç boyutları
Dış tekerlek
L: Dingil mesafesi
a3: Arka dingiller arası mesafe
wL: Arka iz genişliği
wS: Ön iz genişliği
İç tekerlek
Şekil 8: Trapez yön verme sistemi (β: iz kolu açısı,
w: dingil pimleri arası mesafe)
3
İyi bir kumanda mekanizmasından beklenen
teorik olarak hesaplanmış δo açısı ile tasarlanan trapez
yön verme sistemi ile gerçekleşen δoi açısı arasındaki
farkın aşağıdaki şartı sağlamasıdır. [2]
Yapılan boyutlandırmanın kontrolünde son
olarak
trapez
mekanizmasında
direksiyonun
toparlanabilmesi için maksimum dönüş açısı durumunda
uzun rot ile iz kolu arasındaki açının 165° ‘yi geçip
geçmediğine bakılmalıdır. [2] Tasarlanan trapez yön
verme sisteminde bu değer 146,28° < 165° ‘dir.
δo ≤ 30° için (δo - δoi) ≤ 0,5°
Trapez yön verme sisteminin iki temel ölçüsü
olan r (iz kolu uzunluğu) ve β (iz kolu açısı) aşağıdaki
denklemden iterasyon yöntemiyle bulunabilir. Pratik
olarak mekanizmalarda r/w oranı 0.1 ile 0.15 arasında
alınır. [2]
2.3 Dönüş Yarıçapı
İlave dingil tekerleklerinin yönlendirilebilir
olmasının en büyük avantajlarından biri de aracın dönüş
yarıçapının küçülmesidir. (Şekil 10) Bu sayede daha dar
alanda manevra yapılabilir.
r sin(λ − β a ) + sin(λ − β i ) − 2 ⋅ sin λ
=
w
cos 2λ − cos[(λ − β a ) + (λ − β i )]
Yapılan hesaplamalarla iz kolu uzunluğu ve iz
kolu açısı değerleri aşağıdaki gibi bulunmuştur.
w = 1816,762 mm
r = 272 mm
β = 44°
r/w = 0,1497
İz kolu uzunluğu r ve iz kolu açısı β açısı
belirlenen trapez yön verme sisteminin yukarıda belirtilen
“30 derece dönüş açısına kadar en fazla ±0.5 derece hata”
şartını sağlayıp sağlayamadığının kontrolü yapılmalıdır.
Şekil 10: Dönüş yarıçapındaki azalma
Yukarıdaki şekilde de görüldüğü gibi sabit ilave
dingil kullanan aracın ağırlık merkezinin dönüş yarıçapı
8,28 m iken, yönlendirilebilir ilave dingil ile bu değer 1
m azalarak 7,28 m ye düşmüştür. [7]
2.4 Tekerlek Döndürme Momenti
İlave dingilin tekerleklerinin yönlendirilebilmesi
için gerekli momentin bulunmasında aracın statik
durumuna göre hesap yapılır. Çünkü tekerlekler
hareketsizken
yani
lastiklerin
yere
sürtünerek
yönlendirilmesi en yüksek moment gereksiniminin
oluştuğu durumdur.
Şekil 9: Dönüş hatası grafiği
Yukarıdaki grafikte görüldüğü üzere sapma
miktarı yaklaşık 28 dereceden sonra ±0,5 değerini
geçmektedir. Bunun pratikte bir önemi yoktur çünkü
ilave dingil tekerleklerinin, verilen araç ölçülerine göre
hesaplanmış maksimum dönüş açısı 12,77° ‘dir. Sonuç
olarak çalışma aralığında hata miktarı ±0,5 değerini
geçmediği
için
mekanizma
doğru
olarak
boyutlandırılmıştır.
Yapılan hesaplamada dingil pimi, kaster, kamber
gibi açılar ihmal edilecek, tekerleğin yere tam düz
biçimde bastığı ve scrub radius un 0 olduğu kabul
edilecektir. Bu hesaplardan bulunan moment değerine
göre silindir seçimi yapılacaktır.
Tekerlekleri yönlendirmek için gerekli moment
hesaplanırken düşey tekerlek yükü, yol – tekerlek arası
sürtünme katsayısı ve tekerleğin yola bastığı alan
bilgisine ihtiyaç vardır.
4
Tekerleğin yola bastığı alan aşağıdaki şekilde de
görüldüğü gibi lastiğin elastik özelliğinden dolayı tam bir
daire değildir. (Şekil 11) Fakat bu alan gerekli ölçüler
belirlenerek daireye yaklaştırılıp çözüm yapılır.
3.1 Elektro – Hidrolik Sistem Elemanları
Şekil 11: Lastik temas alanı ve daireye yaklaştırma
Şekil 12: Elektro-hidrolik sistem şeması
Tek bir tekerlek için gerekli döndürme momenti,
daire alanının iki katlı bir integralle elde edilip bu alanın
tekerlek yükü ve sürtünme katsayısıyla çarpılmasıyla
hesaplanabilir. İntegral alındığında 2 tekerlek için gerekli
toplam moment,
∑ M Bmax = 2 ⋅ M Bmax =
1
3
123456789-
µ ⋅ G ⋅ (L + B )
2
L = 2 r 2 − rsta
Elektronik Kontrol Ünitesi (ECU)
Yönlendirme valf grubu
Hidrolik akümülatör
Kilitlemeli hidrolik silindir
Açı sensörleri (Ön dingil ve ilave dingilde)
Hidrolik pompa grubu
Sürücü için sesli ve ışıklı uyarı
Kontrol ve bilgi ekranı
Araç verileri bağlantısı
3.2 Sistemin Çalışma Prensibi
Olarak elde edilir. Buradaki değerler aşağıda verilmiştir.
İlave dingil tekerleklerinin yönlendirme işlemi
için sürücünün direksiyonu çevirmesiyle ön tekerleklerin
dönüş açısı aksona entegre edilmiş bir açı sensörü
tarafından okunarak ECU ya iletilir. (Şekil 12) Kontrol
ünitesi, araca göre oluşturulmuş dahili programı ile o anki
ön dingil dönüş açısı için ilave dingil tekerleklerin olması
gereken dönüş açısını hesaplar ve hidrolik silindiri
hareket ettirmek için valf bloğundaki uygun servo
valflerin açılıp kapanmasını sağlar.
B: Lastik genişliği
r: Yüksüz tekerlek yarıçapı
rsta: Lastik statik yarıçapı
P: Tekerlek yükü
μ: Lastik yol arası sürtünme katsayısı
3. ELEKTRO - HİDROLİK YÖNLENDİRME VE
KONTROL SİSTEMİ
İlave dingilin yönlendirme işlemi hidrolik
silindir kuvvetiyle yapılmaktadır. Sistemin bütün işleyişi
bir elektronik kontrol ünitesi (ECU) tarafından yönetilir.
Bu kontrol ünitesi ön dingilden gelen dönüş açısı verisine
göre arka dingilin dönüş açısını, araç hızı bilgisini de göz
önünde bulundurarak, hesaplayıp hidrolik silindirin
hareketi için gerekli valf gruplarının açılıp kapanmasını
ve sistemin diğer fonksiyonlarının yerine getirilmesini
sağlar.
Hidrolik silindir tarafından hareket ettirilen ilave
dingilin dönüş açısı kontrolü için ise ilave dingil
aksonuna entegre edilmiş bir açı sensörü daha
bulunmaktadır. (Şekil 12) Bu sensör tarafından okunan
bilgi de ECU ya gönderilir. Olması gereken açı ile
sensörden gelen bilgi karşılaştırılır. Bu iki değer birbirine
eşitlendiğinde yönlendirme işlemi de tamamlanmış olur.
Bu sistem kapalı bir döngüde çalışarak ilave dingilin ön
dingile göre yönlenme hareketini sürekli olarak kontrol
edip gerekli düzeltmeleri yapar.
İlave dingilin yönlendirilmesi işlemi araç hızı,
ön dingil dönüş açısı ve dönüş hızıyla bağlantılıdır.
Sürücünün direksiyonu çevirme hızı arttıkça çeşitli
valflerin ECU tarafından uygun oranda açılması ve
hidrolik silindire daha fazla basınç verilmesine o oranda
daha hızlı gerçekleşir.
5
Araç hızı bilgisi CAN üzerinden ECU ya iletilir.
25 km/h hıza kadar ön dingil ile ilave dingil dönüş açıları
arasında teorik olarak hesaplanmış sabit bir ilişki vardır.
Fakat aracın stabilitesinin korunabilmesi için 25 ile 45
km/h hız aralığında ise bu ilişki sınırlanmıştır. (Şekil 13)
Örneğin hesaplanan değer 39° ön tekerlek dönüş açısında
13° ‘lik ilave dingil dönüş açısı olmasına rağmen; araç
hızı 30 km/h olduğunda sistem en fazla 7° ‘lik dönüşe
izin verir. Araç hızı 45 km/h ‘yi ise ilave dingil otomatik
olarak merkez konuma gelip kilitlenir ve sabit dingil gibi
işlev görür.
3.3 Hidrolik Silindir ve Merkezleme Fonksiyonu
Arka dingili yönlendirilen bir araç, özellikle
yüksek hızlarda stabil değildir. Bunun yanında
yönlendirme sisteminde hidrolik veya elektronik bir arıza
olduğunda ilave dingil tekerleklerinin düz konuma gelip
kilitlenmesi gerekmektedir. Merkezleme fonksiyonu
olmayan ilave dingil, yapıda kaster açısı veya kaster
mesafesi olmadığından kararsız davranacaktır.
Yönlendirme oranı yüzdesi
Araç hızı 45 km/h’ i geçtiğinde veya bir arıza
durumunda ilave dingilin orta konuma getirilip
merkezlenmesi, yönlendirme silindiri ve valfler üzerinden
hidrolik olarak yapılmaktadır.
Araç hızı
Kayar Piston
Mekanik Dayama
Şekil 13: Araç hızı ile yönlendirme yüzdesi arasındaki
ilişki
Şekil 15: Yönlendirme silindiri iç yapısı ve kilitleme
devresi
Buna ek olarak seyir halinde viraj dönüşü
esnasında ön tekerlekler genellikle düşük açılarda
döndürüldüğünden aracın stabilitesini bozmamak adına
ön dingil tekerleklerinin orta konumundan +/- 4º lik
dönüşü sırasında ilave dingil yönlendirmesi aktif değildir.
(Şekil 14) Fakat silindir orta konumdan geçerken bu söz
konusu değildir. Örneğin tam sol konumdan tam sağ
konuma dönüş esnasında ön tekerlek dönüş açısı +/- 4º lik
bölgeden geçtiğinde dahi ilave dingil önceden
hesaplanmış oranı takip eder. Bu aynı zamanda bakım ve
kalibrasyon kolaylığı da sağlar.
Yukarıdaki resimde kırmızı renkle görülen
merkezleme devresidir. Bu devre hidrolik pompadan
bağımsızdır ve bir hidrolik akümülatör yardımıyla sürekli
basınç
altında
tutulmaktadır.
İlave
dingili
yönlendirebilmek için pompa tarafından sağlanan basınç
güvenlik amacıyla her zaman merkezleme devresindeki
basıncı yenmek zorundadır. Bu sayede pompada veya
basınç hattında oluşabilecek bir arızaya karşı hidrolik
silindirin akümülatörde saklanan basınçla kendiliğinden
merkez konumuna gelmesi sağlanır.
İlave dingil dönüş açısı
Silindir içindeki kayar piston mekanik dayamaya
temas ettiğinde silindir tam olarak orta konumdadır. Bu
sayede orta konum örneğin bir mekanik aşınmadan
etkilenmeksizin muhafaza edilebilir. Araç hızı 45 km/h’
yi geçtiğinde veya bir arıza durumunda merkezleme
devresindeki bir tek yönlü valf ECU tarafından
kapatılarak devredeki yağ akışı engellenir ve silindir
merkez konumda kilitlenmiş olur.
Ön dingil dönüş açısı
Şekil 14: Ön dingil ile ilave dingil tekerlekleri arasındaki
yönlendirme ilişkisi ve ölü bölge
Şekil 16: Merkez konuma dönüş (V<45km/h)
6
Silindir milinin merkez konuma dönüşü için
uygun valflerin açılmasıyla yukarıdaki şekilde mavi ile
gösterilen odaya basınç verilir. Bu basınç silindir mili
içerisindeki kilitleme devresi basıncından büyük olduğu
için mil sola doğru hareket eder. Milin hareketiyle birlikle
daralan hacim nedeniyle kilitleme devresinde bir miktar
basınç yükselmesi olur. Bu yükselme akümülatördeki gaz
tarafından karşılanır. Silindirin sağa doğru hareketi ise
yine benzer şekilde gerçekleşir. Kayar pistonun hareketi
sırasında silindir içerisinde vakum oluşmasını engellemek
için bu oda sarı renkle gösterilmiş olan dönüş hattına
bağlanmıştır.
Elemanlara ayırma (mesh) işleminde boru gövde için
eleman büyüklüğü gövde sac kalınlığının yarısı olarak
belirlenmiştir. Dingil kafası ve aksonlarda 10 mm,
kaynaklarda ise 3 mm eleman büyüklüğü kullanılmıştır.
(Şekil 18) Buna ek olarak kaynaklarda oluşan gerilmeleri
daha doğru olarak görebilmek için gövde borusu ile
kaynaklar arasındaki eleman boyutları sıklaştırılmıştır.
[8] Analizde 444305 eleman ve 732843 düğüm noktası
kullanılmıştır.
4. MEKANİK TASARIM VE SONLU ELEMANLAR
ANALİZİ
Yönlendirilebilir ilave dingil boru gövde üzerine
sıkı olarak geçirilip çevresel olarak kaynatılmış 2 dingil
kafası, bunlara kingpinler üzerinden yataklanmış aksonlar
ve süspansiyon sistemine monte edilebilmesi için gerekli,
boru gövdeye kaynatılmış makas tablalarından oluşur.
İlave dingilin katı modeli CATIA V5R20 programı
kullanılarak oluşturulmuştur.
Şekil 19: İlave dingil sonlu elemanlar modeli
Yapılan sonlu elemanlar analizinin sonuçları aşağıdaki
şekillerde görülmektedir.
Makas tablası
Dingil kafası
Akso
n
Boru gövde
Şekil 17: Yönlendirilebilir ilave dingil katı modeli
Şekil 20: İlave dingil eşdeğer gerilme sonuçları
4.1 Yönlendirilebilir İlave Dingil Sonlu Elemanlar
Modeli
CATIA yazılımı kullanılarak katı modeli
oluşturulan ilave dingilin Ansys Workbench R14.5
yazılımı ile mukavemet analizi gerçekleştirilmiştir.
Analizler kapsamında, ilave dingil üzerinde oluşan
eşdeğer gerilmelerin malzemelerin akma sınırını geçip
geçmediği, düşey yükleme koşullarında sınanmıştır.
Analiz için iz genişliği mesafesinde çizilen 2 silindir
üzerine oturtulan parçaya makas tablalarından toplamda
2G düşey yük uygulanmıştır.
Şekil 21: Dingil kafası eşdeğer gerilme sonuçları
Şekil 18: Düşey yükleme sınır koşulları
7
KAYNAKLAR
[1] KURALAY N. S., 2008, “Motorlu Taşıtlar Temel
ve Tasarım Esasları, Yapı Elemanları”, Cilt 1,
TMMOB Makine Mühendisleri Odası, İzmir.
[2] KURALAY N. Sefa, 2008, “Motorlu Taşıtlar Temel
ve Tasarım Esasları, Yapı Elemanları”, Cilt 2,
TMMOB Makine Mühendisleri Odası, İzmir.
[3] REIMPELL J., STOLL H., BETZLER J., 2001, “The
Automotive Chassis: Engineering Principles”, Second
Edition, Butterworth-Heinemann, Oxford
[4] MILLIKEN W., MILLIKEN D., 1995, “Race Car
Vehicle Dynamics”, Society of Automotive Engineers,
Warrendale
Şekil 22: Dingil kafası – boru gövde kaynağı eşdeğer
gerilme sonuçları
Yapılan analizler sonucunda ilave dingil parçalarında
oluşan eşdeğer gerilmelerin malzemelerin akma
mukavemetleri altında kaldığı görülmüştür. Dolayısıyla
yapılan tasarım 2G düşey yük altında güvenlidir.
[5] GILLESPIE T., 1992, “Fundamentals of Vehicle
Dyamics”, Society of Automotive Engineers, Warrendale
[6] PACEJKA H., 2006, “Tyre and Vehicle Dynamics”,
Second Edition, Butterworth-Heinemann, Oxford
5. SONUÇ
[7] JAZAR R., 2008, “Vehicle Dynamics: Theory and
Application”, Springer
8 ton yük taşıma kapasiteli, yönlendirilebilen
ilave dingilin tasarım çalışmaları yapılmıştır. İlk olarak
Ön dingil tekerleklerinin dönüş açısına göre ilave dingil
tekerleklerinin dönüş açısı Ackerman prensibine göre
hesaplanmış, daha sonra bu dönüş açılarını belirli bir
hatayla
gerçekleştirebilecek
trapez
yönlendirme
mekanizması tasarımı yapılmıştır. Daha sonra ilave dingil
tekerleklerini araç sabit konumdayken yönlendirebilmek
için gerekli kapasitif moment değeri bulunmuştur. Bu
sayede aracın viraj dönüş yarıçapı yaklaşık 1m
iyileştirilmiş, ilave dingil tekerleklerinin aşınması büyük
oranda azaltılmıştır.
[8] ANSYS Workbench R14.5, Help and Mechanical
Lecture Notes
İlave dingilin dönüş açısı kontrolü ön dingil ve
ilave dingil aksonları üzerine entegre edilen açı
sensörlerinden okunan bilgilere göre elektronik sistem
tarafından yapılmakta olup, yönlendirme hareketi ise
hidrolik bir silindir kuvvetiyle sağlanmaktadır.
Güvenlik gerekçeleri nedeniyle; hidrolik silindir,
pompadan ayrı olarak bir akümülatör üzerinden
basınçlandırılan kilitleme devresi sayesinde orta konuma
getirilip hidrolik olarak kilitlenebilmektedir.
Yönlendirilebilir
ilave
dingilin
araca
bağlantısında kullanılacak süspansiyon sistemi sayesinde
kaldırılabilir özellikte olduğundan araç yükünün az
olduğu durumlarda yerden kaldırılarak lastik aşıntısı daha
da azaltılabilir. Yapılan sonlu elemanlar analizi
sonucunda mukavemet açısından uygun bulunan dingilin
prototip imalat çalışmaları devam etmektedir.
8
9
Download

YÖNLENDİRİLEBİLİR İLAVE DİNGİL