Slayt 1 - Abdullah Demir

Transkript

MARMARA ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
TEKERLEK GEOMETRİSİ/HİZALAMASI
(TEKERLEK DÜZEN AYARI)
Wheel Alignment
• Camber
• Caster
• Steering Axle Inclination
• Toe
Abdullah DEMİR, Yrd. Doç. Dr.
Suspension Kinematics
Suspension kinematics determine the
spatial movement of the wheels during
jounce/rebound
(compression/extension)
and steering. The number of kinematic
points and their locations relative to one
another are determined by the chosen
suspension configuration. The positions of
the kinematic points relative to the rest of
the vehicle are specified by vehicle
dimensions such as track width, wheelbase,
and the size of the wheels and tires.
In order to calculate some suspension
parameters such as anti-dive, anti-squat,
etc., the following vehicle parameters are
also required: position of the center of
gravity, axle weights, axle loads, brake force
distribution,
and
propulsion
power
distribution for all-wheel-drive vehicles.
Kaynak: Chassis Handbook, 2011.
Vehicle coordinate system as defined by
ISO 8855 / DIN 70000
Kinematik test: Kinematik davranışı araştırmak için, aks rijit olarak
test tezgahına bağlanır ve tekerler hem birlikte (paralel tekerlek
hareketi) hem de ayrı olarak (zıt tekerlek hareketi) sıkışma ve geri
tekme hareketi (compression and rebound travel) vasıtasıyla hareket
ettirilir. Bu hareket esnasında toe, kamber, teker merkez
deplasmanı belirlenir.
Elastokinematik davranış: Her bir aksın elastokinematik davranışı,
taşıtın tüm kullanım ve dinamik davranışı üzerinde büyük bir etkiye
sahiptir. Temel elastokinematik parametreler; toe, kamber, kaster
ve teker merkez deplasmanı gibi düzen geometrisi parametrelerini
içerir.
Elastokinematik test: Elastokinematik davranışı araştırmak için,
aks rijit olarak test tezgahına bağlanır ve lastik temas alanları
boylamsal ve yanal kuvvetlere tabi tutulur. Neticede toe, kamber,
teker merkez deplasmanı kaydedilir. Bu testin yapılması hem
gerçek hem de sanal olabilmektedir.
Aks Açıklığı
Wheelbase L (Radstand, empattement):
A vehicle with a longer wheelbase features:
• more room for passengers
• improved ride comfort
• improved safety
A vehicle with a shorter wheelbase features:
• better maneuverability (cornering, parking)
• lower costs and
• lower weight
Typical wheelbase values:
•
•
2100 to 3500 mm, with an average of 2500 mm
Ratio of wheelbase to vehicle length: 0.6 ±0.07
General recommendation: The wheelbase should be as long as possible.
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.); Chassis Handbook - Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives With 970 figures and 75 tables; 1st Edition 2011
İz Genişliği
Track width T (Spurweite, ecartement
des roués):
The distance in the yz plane between the centers
of tire contact on a single axle.
Wide track width results in:
•
•
•
Better driving behavior
Reduced vehicle roll
Improved design aesthetics
Narrow track
disadvantages:
•
•
•
width
has
following
Less stability
Increased vehicle roll
Less room for passengers and powertrain
Typical values are:
♦ 1210 to 1600 mm
♦ Ratio of track width to vehicle width: 0.8 to 0.86
Note: Track width can be different for the front
and rear axles.
Ağırlık Merkezi
Vehicle center of gravity CG
(Schwerpunktlage, position du centre de gravite)
The imaginary point at which the vehicle’s entire mass can be concentrated.
A low center of gravity results in:
• Good handling and driving safety
• Reduced vehicle pitch and roll
• Reduced wheel load fluctuations on inclined surface
A high center of gravity results in:
• Increased rear axle load on inclined surfaces.
Typical values:
• 1000 to 1750 mm behind the front axle
• 300 to 750 mm above the road surface.
Note: The position of the center of gravity varies with vehicle loading.
Yük Dağılımı
Axle-load Distribution (Achslastverteilung)
The ratio of the distance in the x-direction between the center of
gravity and the front and rear axles.
Typical values in vehicle neutral position: 44:56 to 56:44.
Note: Front-wheel-drive vehicles have more weight on the front axle
than on the rear axle.
♦ Desired load distribution: close to 50:50.
The goal of the kinematic layout is to locate all of the kinematic points
(also known as hardpoints) so that all of the suspension’s
requirements are satisfied. After the locations of the kinematic points
are determined, the lengths of the links can be defined. The package
sizes and cross-sections of the links, however, must still be
determined.
Süspansiyon Kollarının Hareketleri
Süspansiyon kolları, hareketlerini temel üç açı üzerinde yapar:
• Uzunlamasına
• Yana
• Yukarıya.
Bu açıları süspansiyonun hareketleri ve tekerleğin yere basış şekli
belirler. Her otomobilin süspansiyon geometrisi, tasarım aşamasında
belirlenir. Bu geometrinin temelinde süspansiyon parçalarının (rotlar,
rotiller, salıncak kolları, amortisörler, arkadan itişli araçlarda
diferansiyel kovanı gibi) birbirleriyle yaptıkları açılar yatar. Bu açıların
bozulması durumunda, sürüş konforu ve güvenliği bozulur. Bu açılar
dört başlıkta toplanır:
• Kaster
• Kamber
• Toe
• King – pim
Tekerlek Düzen Ayarı
Toyota, ProTeknisyen -Saşi
Kamber Açısı
Pozitif düşme kuvvetleri, tekerlekleri
sürekli olarak tekerlek rulmanına
(yani rulman boşluğunu azaltırlar) ve
bununla birlikte araca karşı bastırır.
Bu düşme, ön aksta direksiyon
dönme yarı çapını düşürür ve bu
sayede
manevrayı
kolaylaştırır,
zararlı kuvvetleri uzak tutar.
Arka tekerleklerde negatif kamber
açısı, aracın viraj sürüşünde yan
stabilitesini iyileştirir.
Düşük pozitif kamber açısı hemen
hemen tüm araçların ön akslarında
bulunabilir. Lastikler, hafifçe kavisli
yol üzerinde neredeyse dik olarak
döner.
Bu
sayede
tekerlek
aşınmasının eşit olması ve sonuçta
oransız bir şekilde aşınma önlenir.
Kamber Açısı
Kamber açısının yanlış ayarlanması
durumunda, lastikler orta bölümün
dışında güçlü aşınmaya maruz kalır.
Kamber açısının çok düşük olması
durumunda iç sırtta, kamber açısının
çok büyük olması durumunda dış
sırtta, lastiğin tüm yan kılavuz kuvveti
viraj sürüşü sırasında azalacağı için,
pozitif kamber açısı istenildiği gibi
büyütülemez.
Eski model otomobillerde ön aksın dayanıklılığını artırmak için
tekerleklere pozitif kamber verilirdi. Bu aynı zamanda lastiğin
dik açılarla yol yüzeyine temasını sağlayarak lastik aşıntısını
önlemek için yapılırdı. Zira yolun ortası, kenarlara göre daha
yüksekti.
Modern otomobillerde, süspansiyon ve akslar geçmişteki
modellerden daha sağlamdır ve yol yüzeyleri düzgündür, bu
yüzden pozitif kambere daha az ihtiyaç duyulur. Bunun
sonucunda, lastikler sıfıra yakın kamber değerlerine
ayarlanabilmektedir (ve bazı araçlar sıfır kamberlidir). Hatta,
binek otomobillerde dönüş performansını daha geliştirmek için,
negatif kamber sıklıkla görülen bir uygulamadır.
Önemli Not: Tekerleklere aşırı negatif kamber uygulanırsa
lastiklerin iç kenarları daha çabuk aşınır. Tekerleklere aşırı pozitif
kamber uygulanırsa da lastiklerin dış kenarları daha çabuk aşınır.
Kamber İtmesi
Kamberli bir lastiğe dikey bir yük uygulandığında, kuvvet yatay yönde türetilir.
Bu kuvvete “kamber itmesi” adı verilir ve negatif kamberde aracın içine doğru,
pozitif kamberde ise aracın dışına doğru işler.
Viraj alma esnasında, araç dışa doğru yaslandığı için lastik kamberi daha çok
pozitifleşir, bu durum aracın içine doğru olan kamber itmesini azaltacağı için
viraj alma kuvvetini de azaltır.
Lastiklere uygulanan negatif kamber, viraj alma esnasında pozitif kambere
baskın çıkarak, uygun viraj alma kuvvetinin muhafaza edilmesini sağlar.
Negatif kamber
Pozitif kamber
Viraj Alma Esnasında Kamber
Viraj anında oluşan merkezkaç kuvveti süspansiyon
yaylarını da etkileyerek kamberin değişmesine neden
olur.
Önemli Açıklama:
Viraj alma esnasında daima merkezkaç kuvveti ortaya
çıkar ve bu kuvvet sürücünün istememesine rağmen
aracı daha büyük bir kavisle dönmeye zorlar.
Bu durumu dengelemek için araç yeterli bir zıt kuvvet
– ki buna merkeze yaklaştırıcı kuvvet denir –
üretebilmelidir.
Bu kuvveti, lastik ile yol yüzeyi arasındaki sürtünme
sonucu oluşan lastik deformasyonu ve lastik dişlerinin
yanal kayma neticesinde oluşturduğu direnç meydana
getirir. Buna “viraj alma kuvveti” de denir.
Toyota, ProTeknisyen - Saşi
Sıfır kamber
Sıfır kamber uygulanmasının ana
sebebi,
lastiklerin
dengesiz
aşıntılarını engellemek içindir.
Eğer tekerleklere eksi veya artı
kamber verilirse, tekerleğin dönüşü
esnasında lastiklerin iç ve dış
tarafında
dönüş
yarıçaplarında
farklılık meydana gelecektir.
Ancak lastiklerin dönme hızı iç ve
dış tarafta aynı olacaktır. Bunun
sonucunda lastiğin bir tarafı yol
yüzeyinde patinaj çekerek diğer
tarafla birlikte dönmeye çalışacak
ve bu da lastiğin bir tarafının
düzensiz
aşınmasına
sebep
olacaktır. Sıfır kamber bu problemi
önler.
Pozitif kamber
Reading Text
Camber
Camber
•
•
•
•
The camber is the vertical
inward or outward tilt of
wheels and tyres.
It helps prevent uneven tyre
wear on the outer or inner
tread.
It loads the larger inner wheel
bearing.
It aids steering by putting
weight on inner of spindle.
•
•
Positive camber - top of
wheels tilt outward.
Negative camber - top of
wheels tilt inward.
Kaynak: Wheel Alignment, ClassAct SRS, learn.hackney.ac.uk, Erişim Tarihi: 10/04/2014.
Camber
The more camber you have, the more
the load is placed on the outside of the
tire.
Excessive positive or negative camber
can cause tire wear on the edges
Kaynak: Wheel Alignment, Specialty Products Company, nttc.columbiabasin.edu, Erişim Tarihi: 10/04/2014.
Camber
Camber can cause a car to pull to one side
Effects of Camber
Tire wearing angle
Directional control angle
• Pull towards the side with
more positive camber
Excessive Camber Accelerates
bearing wear
• Load is not evenly set on
bearings.
• Positive wears the inner bearing
• Negative wears the outer
bearing
Camber
Influences on Camber
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Uneven Loading
Body roll during turns
Road Crown
Rough road surfaces
Suspension Wear
Suspension Damage
Tire size
Caster
Faster cornering wears out edges
of tires!!!!
Camber can be set unevenly to
counter act for road crown pull.



Cross Camber should never
exceed ½ degree
Camber will pull to the most
positive side
Camber Roll
• Caster angle may produce a
change in the camber angle
when the wheels are turned
Kaster Açısı ve Kaster İzi
Direksiyon ekseni yandan bakıldığında
normal olarak dikey ile bir açı yapar.
Dikey eksen ile direksiyon ekseni
arasındaki bu açıya “Kaster açısı”
denir. Dikeyden geriye doğru eğime (+)
pozitif kaster, ileriye doğru eğime (-)
negatif kaster denir.
Genellikle pozitif kaster kullanılır. Çünkü
pozitif kaster düz sürüş hakimiyetini ve
dönüş sonrası tekerleğin kendi düz
konumuna geri dönmesini iyileştirmede
en etkin olanıdır.
Kaster Açısı ve Kaster İzi
Direksiyon ekseni ve zeminin kesiştiği
nokta ile lastiğin zemin ile temas ettiği
nokta arası mesafeye “kaster izi” adı
verilir.
Büyük açılı pozitif kaster, kaster izini
arttırdığı gibi direksiyon simidini kendi
doğal konumuna döndüren kuvveti de
arttırır, ancak aynı zamanda direksiyon
kuvvetini de arttırır.
Büyük kaster açısı, yüksek araç hızlarında
yön stabilitesi etkisi oluşturur. Düşük
hızlarda, direksiyon kuvvetleri artacağı
için büyük kaster açısı gerçek bir
dezavantajdır.
Önemli: Eğer tekerleklere aşırı pozitif
kaster verilirse,
aracın
doğrusal
kararlılığı daha iyi hale gelirken viraj
alma becerisi zayıflar.
Kaster Açısı Bağlı Doğrusal Kararlılık
Doğrusal Kararlılık ve Tekerleğin Toplaması
Nachlauf ve Vorlauf Geometrisi
Genel olarak, doğrusal kararlılık kaster
açısının artması ile iyileştirilir. Fakat bu
da kaster itmesini artırdığından, büyük bir
direksiyon
eforu
gerektirir.
Ancak,
direksiyon eksenini tekerleğin önüne
veya
arkasına
kaçırarak,
kaster
itmesini artırmaksızın kaster açısı
artırılabilir.
Nachlauf
geometrisi,
direksiyon
ekseninin tekerlek merkezinin önüne
doğru ayarlanmasıyla kaster izinin
artırılmasına olanak sağlar. Vorlauf
geometrisi, direksiyon ekseninin tekerlek
merkezinin
arkasına
doğru
ayarlanmasıyla
kaster
izinin
azaltılmasına olanak sağlar. Araçlarda
Nachlauf
ve
Vorlauf
geometrisi
kullanılarak çeşitli ayarlar yapılmaktadır.
Reading Text
Caster
Alignment Principles - Caster
There
are
two
types
of
caster:
negative and positive.
Positive caster - a bicycle front wheel.
Front forks tilt to the rear – wheel
centre is in front of the mount point.
Negative caster - a shopping trolley.
Wheel mount tilts to the front – wheel
centre trails behind the mount point.
Kaynak: Wheel Alignment, ClassAct SRS, learn.hackney.ac.uk, Erişim Tarihi: 10/04/2014.
Caster
A steering knuckle can be set up with positive or
negative caster.
Steering knuckle tilts to the rear for positive caster.
Wheels resist turning and return to straight ahead.
Steering knuckle tilts to the front for
negative caster. Wheels turn more easily
but follow road imperfections.
The caster is measured in
degrees from the vertical.
Front
Positive caster is normally used with
power steering and negative caster is
more common on manual steering.
Direksiyon Ekseni Eğimi
2. Direksiyon tepkisinin azaltılması ve bir tarafa çekme
Reading Text: Swivel Axis / Kingpin Inclination
This is the vertical axis of the wheel mount.
It is generally an inward tilt.
It aids directional stability.
On some vehicles, small
adjustments are possible.
Toe Açısı (Toe-in ve Toe-out)
Toe Açısının Rolü
Reading Text: Toe
Setting the correct toe is
critical for even tyre wear.
Toe-in - the wheels point
inward. A small toe-in
can compensate for the
effect
of
rear-wheel
drive.
Toe-out - the wheels point
away from each other. A
small
toe-out
is
normally required by
front-wheel
drive
vehicles.
Zero toe - required when
the vehicle is moving. This
causes less tyre wear
(scuffing or feathering).
Dönme Yarıçapı
Vehicle clearance radius RV
(Wendekreis, cercle de braquage)
At full steering lock, the radius of the
path traveled by the outermost part of
the vehicle.
Turning radius RW (Spurkreis)
At full steering lock, the radius of the
path traveled by the outer wheel’s
contact patch. A smaller turning radius
improves a vehicle’s maneuverability.
A small turning radius is achieved by
combining a small wheelbase with a
large maximum steering angle.
Typical values in vehicle neutral position:
• 10 to 12 m, dependent on wheelbase
• Ratio of turning radius to wheelbase:
4.0 to 4.2
Dönme Yarıçapı
Sağ ve sol tekerleklerin dönme açısı aynı olduğunda (alt bağlantı kolu
araç merkez hattına paralel)
Dönme Yarıçapı
Sağ ve sol tekerleklerin dönme açısı aynı olduğunda (alt bağlantı kolu
araç merkez hattına paralel)
Dönme Yarıçapı
Sağ ve sol tekerleklerin dönüş açılar ayarlandığında (alt bağlantı kolu
araç merkez hattına paralel değil)
Dönme Yarıçapı
Sağ ve sol tekerleklerin dönüş açıları ayarlandığında (alt bağlantı kolu
araç merkez hattına paralel değil)
Dönme Yarıçapı
Reading Text: Turning Radius (Ackerman Principle)
The inside wheel turns on tighter radius than the outer wheel.
The steering system design compensates for this.
It sets for toe-out on turns.
Any errors are normally due to bent or damaged components.
ÖZET...
Kaster açışı, araca yandan bakıldığında dingilin tekerlek düşey ekseniyle yaptığı
açıdır. Bu açının normalden farklı olması aracın yolda gezinmesine, düzensiz ve çabuk
aşınmalara sebep olur. Kamber açısı lastiklerin dik eksende içe ya da dışa doğru
yaptıkları açıdır. Daha farklı bir anlatımla aynı dingildeki lastiklerin tabanlarının birbirine
yakın ya da uzak olması kamber açışı adını alır. Lastik tabanlarının birbirlerine yakın
olması (pozitif kamber) lastik tabanını dış kenarlarının çabuk aşınmasına ve virajlarda
lastiğin aracın altına doğru katlanmasına ve aracın kaymasına sebep olur.
Tabanların birbirinden uzak olması (negatif kamber) yani üst kısımların birbirine yakın
olmasıysa lastik tabanının iç kısmının aşınmasına sebep olur. Toe açışı paralel
eksende lastiklerin ön ya da arka kısımlarının birbirlerine yakın olmasıdır. Eğer
lastiklerin ön kısımları birbirine yakınsa, buna toe-in denir ve lastik tabanının iç
kısmında aşınmalara sebep olur. Lastiklerin arka kısımlarının birbirine yakın olmasına
toe out adı verilir ve bu durumda, lastik tabanının dış kısmının aşırı aşınma problemi
yaşanır.
King – pim açısıysa, ön aksın alt ve üst bağlantı noktalarının birbiriyle yaptığı açıdır.
King – pim açışı aks ya da amortisör kovanı ve kulesinin eğrilmesiyle bozulur ve aracın
yol tutuşu olumsuz etkilenir. Açı değişiklikleri arka takım için de geçerlidir; fakat burada
tekerleklerin önler gibi sağa-sola dönmesi söz konusu değildir. Buna rağmen arka
tekerleklerde güvenliği ve konforu arttırma açısından az da olsa dönerler. Bu
hareketlerin sağlanabilmesi için sağlam olduğu kadar belli bir oynama hareketi gösteren
kauçuk takozdan üretilmiş malzeme kullanılır.

Slayt 1 - Abdullah Demir

Transkript

Benzer belgeler