Değişken sönümleme kuvvetlerine sahip hibrit amortisör tasarımı ve modellemesi

Abstract

Motosikletlerde süspansiyon sistemi genel olarak, sürüş dinamikleri ve konfor bakımından önemli rolü olsa da asıl öncelik sürüş güvenliğinde tutulmalıdır. Motosikletler diğer ulaşım araçlarına kıyasla daha tehlikeli sınıfta yer almaktadır. Bu yüzden tasarım sürecinde sürüş güvenliğini düşürecek her unsurlardan vazgeçilmelidir. Araştırma, alternatif bir ön süspansiyona sahip bir prototip motosiklet (kısaca bisiklet) için daha güvenli bir süspansiyon sistemi sunmaktadır. Motosikletlerin geleneksel ilk tercihi olan teleskopik çatallar mekanik prizmatik mafsallardır, bu nedenle kayar parçalar arasındaki statik sürtünme ortadan kaldırılamaz. Bu durum, özellikle eğilme sırasında süspansiyonun kenetlenmesi nedeniyle yol uyarımlarına tepki verememesi riskli bir sonuç olarak görülür. Tasarımda, entegre edilen mekanizma teleskopik çatalın eksikliklerini gideren değişken sönümleme yeteneğine sahip bir süspansiyon modeli oluşturmaktadır. Değişken sönümleme sistemine sahip ilk tasarımı ve altyapısının standart bir modele oranla sönümleme kabiliyetini ne kadar geliştirdiği irdelenmiştir. Bu kapsamda, öncelikle kaster açısı, sönümleme geometrisi ve süspansiyon parametreleri incelenmiş, yapılan incelemeler sonucunda mekanizma tasarımı yapılmıştır. Ön tasarımı yapılan mekanizmanın, 3 boyutlu matematik modeli CATIA programında kurulmuş, bu model ile yapılan analizi sonuçları aynı tasarım için CATIA DMU Kinematics ve Geogebra programlarında kurulan kinematik modellerin konum analizi sonuçları kıyaslanmış ve büyük oranda uyum sağladığı görülmüştür. Literatür araştırmasında incelenen tasarım hatalarının bu modelde görülmemesi için analizler ile karşılaşılan hasar nedenlerini üzerinde durulmuştur. Bu aşamada ANSYS programı kullanılarak süspansiyon sistemi farklı frekanslardaki yüklemeler için optimize edilmiştir. Optimizasyon sonrasında süspansiyon modeli üzerindeki geliştirmelerin sürüş karakterine etkisi yorumlanmıştır. Son olarak mekanizmayı geliştirerek tam aktif sönümleme seviyesine çıkaracak geliştirmeler ve etkileri tartışılmıştır.

Although the suspension system in motorcycles has an important role in terms of driving dynamics and comfort, the main priority should be kept in driving safety. Motorcycles are in a more dangerous class than other means of transportation. For this reason, every element that will reduce driving safety should be abandoned during the design process. The research provides a safer suspension system for a prototype motorcycle (bike for short) with an alternative front suspension. Telescopic forks, traditionally the first choice of motorcycles, are mechanical prismatic joints, so static friction between sliding parts cannot be eliminated. This situation is seen as a very risky result, especially in cases where the suspension cannot respond to road stimuli due to clamping during cornering. The mechanism integrated in the design creates a suspension model with variable damping, which compensates for the shortcomings of the telescopic fork. It has been examined how much the first design and infrastructure with variable damping system improves the damping ability compared to a standard model. In this context, first of all, caster angle, damping geometry and suspension parameters were examined and as a result of the examinations, the mechanism design was made. A 3-dimensional mathematical model of the previously designed mechanism was established in the CATIA program, and the analysis results made with this model were compared with the position analysis results of the kinematic models established in the CATIA DMU Kinematics and Geogebra programs for the same design. and were found to be largely compatible. The analyzes made to prevent the design errors examined in the literature research and the causes of the damages encountered are emphasized. At this stage, the suspension system is optimized for loads at different frequencies using the ANSYS program. After the optimization, the effects of the improvements made in the suspension model on the driving character were interpreted. Finally, improvements and effects that will improve the mechanism and raise it to full active damping are discussed.