Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. J. Fac. Eg. Arch. Gazi Uiv. Cilt 26, o 3, 549-560, 20 Vol 26, o 3, 549-560, 20 AMORTİSÖR SÖÜMLEME ÖZELLİĞİE GÖRE DEĞİŞE FRE BASICI İLE ABS KOTROL PARAMETRELERİ ARASIDAKİ ETKİLEŞİMİ FREKAS TEPKİ FOKSİYOU İLE İCELEMESİ Haka KÖYLÜ, Ali ÇIAR, Mehmet UÇAR Otomotiv ABD, Tekik Eğitim Fakültesi, Kocaeli Üiversitesi, 4380, Umuttepe, İzmit-Kocaeli. hkoylu@kocaeli.edu.tr, aliciar@kocaeli.edu.tr, ucarm@kocaeli.edu.tr (Geliş/Received: 20.09.200; Kabul/Accepted: 28.03.20) ÖZET Bu çalışmada, ıslak ve kayga yüzeyli pürüzlü yolda ABS(Ati-Lock Brake System) i aktif olduğu sert freleme aıda farklı karaktesitikte fre basıcı değişimleri ile kayma oraı ve tekerlek ivmesi arasıdaki etkileşimler, frekas boyutuda araştırılmıştır. Farklı fre basıcı karakteristikleri, amortisör söümleme kapasitesii değiştirerek elde edilmiştir. Buu içi pürüzlü yol üzeride sert, orta-sert ve yumuşak amortisörleri ayrı ayrı kullaıldığı ABS testleri, gerçekleştirilmiştir. Deeysel çalışmada, tekerlek hızı, taşıt hızı, fre basıcı değişimleri ve etki yuvarlama yarıçapı değişimleri ölçülmüştür. ABS i kotrol ettiği kayma oraı ve tekerlek ivmesi ölçüle parametrelerde hesaplamıştır. Elde edile bulgularda fre basıcı ile kayma oraı ve tekerlek ivmesi arasıda iki farklı frekas tepki foksiyou (FTF), MATLAB da yazıla program ile bulumuşlardır. FTF souçlarıda fre basıcıı, kayma oraı ve tekerlek ivmesii farklı frekaslarda ve şiddetlerde uyardığı görülmüştür. Bu şekilde uyarıla kotrol parametrelerii fre basıcı değişimlerie karşı gösterdikleri tepkiler, ABS i kotrol performasıı belirlemesii sağlamıştır. Bua göre, FTF lerde yol tipi ve amortisör söümleme kapasitesi değişimie göre kotrol performasıı belirleye faktörleri, tepkileri oluşum hızı, tepki şiddeti ve tepki sayısı olduğu görülmüştür. Bularda yol tipi değişimi, bu faktörler ile elde edilirke amortisör söümleme kapasitesi değişimi, bu faktörleri yaıda rezoas frekaslarıda kayma ile belirleebildiği görülmüştür. Aahtar kelimeler : ABS, pürüzlü yol, kayma oraı, tekerlek ivmesi, FTF. THE IVESTIGATIO OF THE BRAKE PRESSURE-ABS COTROL PARAMETERS ITERACTIO WITH SHOCK ABSORBER DAMPIG FEATURES USIG FREQUECY RESPOSE FUCTIO ABSTRACT I this study, the iteractios betwee the differet brake pressure chages ad the chages at slip ratio ad wheel acceleratio which was obtaied durig hard brakig with ABS o wet ad slippery rough roads were ivestigated i frequecy domai. The differet brake pressure characteristics were achieved by chagig the dampig capacity of shock absorber. For this aim, ABS tests were coducted o rough road usig hard, medium-hard ad soft shock absobers. I experimetal study, the wheel speed, the vehicle speed, the brake pressure chages ad the effective rollig radius were measured. The ABS cotrol parameters were calculated from measured parameters. Two differet frequecy respose fuctios (FRF) betwee the brake pressure ad ABS cotrol parameters were foud by program writte i MATLAB. I FRF results, the slip ratio ad wheel acceleratio were excited at differet frequecy ad amplitudes by the brake pressure chages. The resposes of ABS cotrol parameters agaist brake pressure chages provided the cotrol performace of ABS to be determied. Therefore, it was observed that the factors determiig the cotrol performace with respect to road type ad dampig capacity chages were the chage rate, amplitudes ad umber of the resposes. As a result, the road type chages were determied by these factors; however, the chages at shock absorber dampig capacity were determied by the shiftig of resoace frequecy as well as these factors. Key words : ABS, rough road, slip ratio, wheel acceleratio, FRF.
H. Köylü ve ark. Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS. GİRİŞ (ITRODUCTIO) ABS (Ati-lock Brake System) fre sistemi, aide gerçekleşe freleme sırasıda tekerlekleri kilitleme sıırıa yaklaştığı algıladığıda devreye girmektedir. Tekerleği kilitlemesi, ABS sesörleri ile ölçüle tekerlek hız siyalleride hesaplaa kayma ve tekerlek hızı ivmeside ortaya çıka salıımlarda belirlemektedir. Freleme aıda ABS kotrolü, tekerlekleri kilitlemesii öleyecek şekilde fre basıcıı arttırılması, azaltılması ve sabit tutabilması ile sağlamaktadır. Fre basıcıı asıl değişeceği kayma ve tekerlek hızı ivmesii değişimie bağlıdır. ABS bu şekilde, kayma ve tekerlek hızı ivmesii kotrol etmektedir. Kayma kotrolüde optimum kayma değeri, tekerlek hızlarıı birbiriyle karşılaştırılması yoluyla yaklaşık olarak tespit edilmektedir. Kayma kotrolü sırasıda dört tekerleği bloke olması halide referas alabileceği bir tekerlek hız bilgisi olamayacağıda kaymaı kotrol edildiği bir blokaj kotrolü, eksik bir kotrol olacaktır. Bu şartlarda tekerlek, taşıtı gerçekleştiremeyeceği kadar ai bir yavaşlamaya maruz kalmakta ve tekerleği yavaşlama ivmesi, taşıtı erişebileceği freleme ivmesii aşmaktadır. Bu durum, tekerlek hızıı ivmesideki ai düşüş edeiyle tekerleği kilitlemek üzere olduğuu ve fre basıcıı azalması gerektiğii göstermektedir []. Bu edele, ABS, kayma değişimi ile tekerlek hızıı ivmesii beraber kotrol etmektedir. Bu edele, bu kotrol değişkelerii tahmi edilmesii zorlaştıra etkiler, ABS performasıı kötüleştirebilmektedir. Bu kötüleşmeler, tahmii zorlaşa kotrol değişkeleri edeiyle doğru tahmi edilemeye fre basıcı değişim oktalarıda kayaklamaktadır. Wataabe ve oguchi [2], basıç değişimi başlagıç oktasıı kayma değişimi ve basıç değişimii soa erdirecek oktaı da tekerlek ivmesi değişimi ile yapıldığıı ifade etmişlerdir. Herhagi bir edede dolayı ortaya çıka tekerlek hız salıımları edeiyle basıç değişim oktalarıı yerlerii tam olarak tespit edilemediği ve buu soucuda tekerleklere gerçek tutuma şartlarıa uygu olmaya fre basıcı göderildiğii tespit etmişlerdir. Bu edele daha iyi bir ABS kotrolü içi kotrol değişkeleri ile fre basıcı değişimi arasıdaki kotrol dögüsüü kötüleştire etkeler üzerie araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Cheli vd. [3] çalışmalarıda, her kotrol dögüsüü başlayacağı ve soa ereceği basıç değişim oktalarıı iyi tespit edilmesi gerektiğii belirtmişlerdir. Bu oktaları, farklı tutuma katsayılı yollarda farklılık göstereceğii de vurgulamışlardır. Li vd. [4] çalışmalarıda, tekerlek ivmesii belirlediği basıç değişim oktalarıı, yol pürüzlülüğü ve tutuma katsayısı değişimie bağlı olarak sürekli olarak yer değiştirmesi gerektiğii ifade etmişlerdir. Müller vd. [5] çalışmalarıda, kayma değerii artması ile birlikte lastiği yola iyi tutuamadığıı ifade etmişler. Buu soucuda tekerlek hızıa ait ivme salıımlarıı şiddetlediğii vurgulamışlardır. Sugai vd. [6] çalışmalarıda, farklı yol koşullarıda elde edilebilecek maksimum tutuma değerlerideki farklılıkları, kayma değişimii kotrolüü zorlaştırdığıı görmüşlerdir. Weida vd. [7] çalışmalarıda, lastik ile yol arasıdaki tutuma katsayısı karakteristiği lieer olmadığı içi ABS i çalışmasıda ortaya çıka e büyük belirsizliği, lastik ile yol arasıdaki taımlaamaya sürtümede kayakladığıı tespit etmişlerdir. Ayı şekilde Solyom vd. [8] çalışmalarıda, lastik ile yol arasıdaki etkileşim, lieerlik göstermediğide ABS i çalışmasıda ortaya çıka e büyük belirsizliği, lastik ile yol arasıdaki sürtümede kayakladığıı ifade etmişlerdir. Satoh ve Shiraishi [9] çalışmalarıda, pürüzlü yollardaki tutuma katsayısıdaki ai artış ve azalışlar edeiyle tekerlek hız değişimlerii, hız salıımlarıa döüştüğüü tespit etmişlerdir. Bu hız salıımlarıı etkiside ABS kotrol birimii, gerekmediği halde fre basıcıı azalttığıı ve durma mesafesii arttığıı belirlemişlerdir. Mauer vd. [0] çalışmalarıda, freleme aıda kayma, tutuma katsayısı ve düşey yükte meydaa gele şiddetli salıımları yol şartlarıda kayakladığıı ifade etmişlerdir. Wataabe ve oguchi [2] çalışmalarıda, kayma ve tekerlek ivme değişimide kararsızlığa ede olabilecek etkeleri, tekerlek ivme değişimlerii yol pürüzlülüğü ile şiddetli bir şekilde uyarıldığı frekas aralığıda ortaya çkabileceğii vurgulamışlardır. Bu frekaslara sahip yol pürüzlülüğü edeiyle tekerleği sürekli ve ai titreşim hareketlerie maruz kaldığı rezoasları ortaya çıktığıı ifade etmişlerdir. Zegelaar [] çalışmasıda, pürüzlü yollarda ortaya çıka tekerlek titreşimleri edeiyle ABS kotrol birimie gerçek şartlardaki yol ve tekerlek ile ilgili yalış bilgi içere tekerlek hız siyali göderilebileceğii belirlemiş. Buu ABS içi ciddi problemlere sebep olabileceğii ifade etmiştir. Scheider [2] çalışmasıda, tutuma katsayılarıda yol pürüzlülüğü kayaklı ai bozulmalar meydaa geldiğide tekerlek hızlarıı, taşıt hızıa göre çok fazla düştüğüü tespit etmiştir. Buu soucuda elektroik kotrol birimi, tekerlekleri vaktide öce maksimum tutumada olduğuu algılayacağıda basıç düşürme değerii çok düşük kalacağıı ve durma mesafesii artacağıı belirlemiştir. Bu çalışmaları tümüde kotrol parametrelerii tahmi edilmesii zorlaştıra etkeler araştırılmıştır. Bazı çalışmalarda da bu zorlaştırıcı etkeleri etkisii azaltabilecek kotrol metotları üzerie araştırmalar yapılmıştır. Sugai vd. [6], taşıt gövdesi ve yol pürüzlülüğüe bağlı olarak süspasiyo sistemii rezoas karakteristiklerii, tekerlek ile yol arasıdaki kaymayı belirlediğii göz öüe alarak, freleme kuvvetii maksimum değerie yaklaştırmaya çalışmışlardır. Shao vd. [3] 550 Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20
Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS H. Köylü ve ark. çalışmalarıda, ABS fre sistemii freleme performasıı arttırmak içi lastik üzerie gele düşey yükleri, freleme mometi ile ayı fazda değişmesii sağlaya ve ABS ile aktif süspasiyo sistemi etegrasyou elde etmişlerdir. Alleye [4] çalışmasıda, freleme kuvvetii optimum tutuma bölgeside tutmak içi iki ayrı kotrolörü kullaıldığı ABS ve aktif süspasiyo etegrasyou geliştirmiştir. Aktif süspasiyoa ait kotrolör, isteile fre kuvveti değişimii takip ederek tekerlekler üzerie etkiye düşey kuvvetleri değiştirmektedir. ABS kotrolörü de aktif süspasiyou kulladığı ormal kuvvetlere dayalı olarak parametre değişimlerii tahmi edebilmektedir. Li ve Tig [5] çalışmalarıda, geri adımlı kotrol metodu kullaarak ABS ile aktif süspasiyo sistemii bütüleştirerek fre kuvveti değişimie göre tekerlekler üzerideki düşey yük miktarıı değiştirmişlerdir. Souç olarak yapıla çalışmalarda, kotrol değişkelerideki kötüleşmei e öemli edeii, lastik ile yol arasıdaki tutumaı tespit edilme zorluğu olduğu belirlemiştir. Bu güçlükler edeiyle gerçek yol ve tutuma şartlarıa uygu olmaya kayma ve tekerlek ivme değişimlerii ortaya çıkmasıı, tekerleği döüşüe uygu olmaya fre basıcı değişimlerie ede olduğu görülmüştür. Buu düzeltmek içi yapıla çalışmalarda, yarı aktif süspasiyo sistemi ile ABS arasıdaki etegrasyoa dayalı kotrol metotları geliştirilmiştir. Bu metotlarda lastik ile yol arasıdaki tutumayı kotrol etmek içi düşey yükler değiştirilmiştir. Ayrıca, literatürde ABS ile ilgili yapıla çalışmaları tamamıda elde edile bulguları zama boyutuda aaliz edildiği acak frekas boyutuda aaliz edilmediği görülmüştür. Bu çalışmada var ola ABS fre sistemii kotrol performasıı düzeltebilecek amortisör söümleme özelliği frekas boyutuda araştırılmıştır. Buu içi, farklı amortisörler ile elde edile fre basıcı değişimleri ile uyarıla kotrol parametreleri arasıdaki etkileşim icelemiştir. Ayrıca, ABS kotrol performasıı kayma oraı ve tekerlek ivmesi arasıdaki uyuma göre frekas boyutuda asıl aaliz edileceği icelemiştir. Test souçlarıı, frekas boyutuda aaliz edebilmek içi ABS testleri, belirli bir frekasa sahip sius şeklideki yol üzeride gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde, ABS ile freleme aıda amortisör söümleme özelliğie göre değişe fre basıçları elde edebilmek ve lastik üzerie etkiye yükleri değiştirmek içi testlerde sert, ortasert ve yumuşak amortisörler ayrı ayrı kullaılmıştır. Elde edile souçları yol tipie göre değerledirmek içi testler, ıslak ve kayga yol üzeride tekrarlamıştır. 2. FARKLI AMORTİSÖRLER İLE PÜRÜZLÜ YOLDA ABS TESTİ (ABS TEST O ROUGH ROAD WITH DIFFERET SHOCK ABSORBERS) 2. Test Yoluu Oluşturulması (The Formatio of Test Road) ABS yol testleri içi kullaıla test yolu üzerie 80m uzuluğuda ve 6m geişliğide lastik brada örtülmüştür ve yolu her oktasıda tutuma katsayısı yaklaşık olarak ayı değerdedir. Böylece, test esasıda dört tekerleği de ayı tutuma katsayısı ile dömesi sağlamıştır. Ayrıca, test yoluu tutuma katsayısı, lastik brada su ile ıslatılarak azaltılabilmiştir. Test yoluu pürüzlü hale getirmek içi tahta kalaslar kullaılmıştır. Tahta kalaslar arasıdaki mesafe, aks salıımlarıı şiddetledirebilecek şekilde seçilmiştir. Bu şekilde freleme aıda ortaya çıka yük trasferii lastik üzerideki etkileri, daha açık bir şekilde ortaya çıkarılabilecektir. Test yoluu dalga boyu bu amaçlara göre belirlemiştir. Yolu dalga boyu, Şekil 2 de görüle süspasiyo test cihazıda yapıla testlerde elde edile aks doğal frekaslarıa göre deklem () ile hesaplamıştır. L = V () f Burada aks sistemii doğal frekası f, freleme başlagıç hızı V ve yolu dalga boyu L dir. Bu çalışmada dalga boyu, aks doğal frekası Şekil 3 de görüle 3 Hz e göre belirlemiştir. Pürüzlü yolu yüksekliğii belirlemesi içi de lastiği statik yük altıda düşey yödeki sıkışma miktarı referas alımıştır. Böylece, frelemei 26,38 m/s de başladığı ve bu ada aks salımlarıı uyara dalga boyua ve lastiği statik yükte daha fazla sıkışmasıı sağlaya geliğe sahip test yolu bilgileri Tablo de görülmektedir. Tablo. Aks salıımı doğal frekasıa göre ABS yol testi içi pürüzlü yolu dalga boyu ve geliği (The wavelegth ad amplitude of rough road accordig to the axle atural frequecy of suspesio system) Freleme başlagıcıda taşıt hızı V = 95 km/h = 26,38 m/s Aks sistemii Yolu Yolu Geliği doğal frekasları Dalga boyu (L) (Δ [Hz] [m] ST ) [m] 3 Hz 2,029 0,026 Tablo de verile bilgilere göre tasarlaa pürüzlü yol profili Şekil de görülmektedir. 26 mm 00 mm 2029 mm Şekil. Pürüzlü test yoluu profili (Rough test road profile) Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20 55
H. Köylü ve ark. Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS Bu özelliklere sahip test yoluda ABS yol testleri, ıslak ve kayga olmak üzere iki farklı zemide gerçekleştirilmiştir. Islak yol testide taşıtı tüm tekerlekleri, test boyuca sadece su ile ıslatılarak 0,6 tutuma katsayısıa düşürüle bölgede olacak şekilde ABS testi yapılmıştır. Kayga yol testide ise tüm tekerlekler, tutuma katsayısı sabulu su ile 0,25 e kadar azaltılarak düşük tutuma katsayılı hale getirile bölgede olacak şekilde ABS testi gerçekleştirilmiştir. Test taşıtı olarak 4 servo valfli ABS modülatörüe sahip Reault Safrae 2.0 RXE model biek bir taşıt kullaılmıştır. Test aracıı ABS fre sistemi, her tekerleği birbiride bağımsız olarak kotrol edildiği dört hız sesörüe sahiptir. Taşıtı sol ö tekerleği ölçüm tekerleği olarak kabul edilmiştir. Test sırasıda tüm siyaller, bu tekerlekte ölçülmüştür. artış gösterdiği frekas aralıklarıda ortaya çıkmaktadır. Eğrii eğimi arttıkça söümleme oraı azalmakta, eğim azaldıkça da söümleme oraı artmaktadır. Şekil 3 de rezoas frekası civarıda yumuşak amortisörde sert amortisöre doğru faz eğrisi eğimlerii azaldığı et olarak görülmektedir. Bu durum, söümleme oraıı sert amortisörde yumuşak amortisöre doğru azaldığıı göstermektedir. 2.2. Amortisör Söümleme Özelliklerii Tespit Edilmesi (The Determiig of The Shock Absorber Dampig Features) Bu çalışmada üç farklı amortisör söümleme özelliği kullaılmıştır. Amortisörleri söümleme özelliklerii değiştirmek içi amortisörü pisto ve taba valfideki akış alaı değiştirilmiştir. Akış alaıı değiştirmek içi değişik kalılıkta şşimler kullaılmıştır. Sert amortisör içi çok kalı, orta-sert amortisör içi daha ice ve yumuşak amortisör içi e ice şimler kullaılmıştır. Şimleri değişe amortisörü söümleme karakteristikleri, Şekil 2 de görüle süspasiyo test cihazı ile elde edilmiştir. Bu test cihazı, Avrupa Amortisör İmalatçıları Birliği (EUSAMA (Europea Shock Absorbers Maufacturer Associatio)) a ait stadart ölçüm presibii kullamaktadır. Bu presip ile Şekil 2 de görüle elektrik motorua bağlı tahrik mili, farklı gelik ve 0-25 aralığıda değişe frekaslarda titreşim yaylarıı uyararak titreşim hareketi elde edilmektedir. Yük Hücreleri Titreşim Yayları Tahrik mili Şekil 2. Süspasiyo test cihazı (The suspesio test bech) Süspasiyo test cihazı ile yapıla testlerde elde edile faz açısı değişimleri ve lastik tekerleği yol temasıı yol uyarı frekasıa göre değişimleri Şekil 3 de görülmektedir. Bu grafikteki düşey çizgiler, amortisörleri faz değişimie ait rezoas frekasıı 0-5Hz aralığıda gerçekleştiğii ifade etmekte ve (f ω ) ile göstermektedir. Faz değişim grafiklerideki rezoas frekası, faz eğrilerii eğimii aide Şekil 3. Sert, orta-sert (ormal) ve yumuşak amortisörlere ait faz açısı ve yol teması değişimleri (The phase agle ad road cotact related to hard, medium-hard ad soft shock absorbers) Şekil 3 de verile yol temas grafikleri icelediğide lastik tekerlek ile yol arasıdaki tutumaı sert amortisörde yumuşak amortisöre doğru azaldığı görülmektedir. Buu yaıda yumuşak amortisör ile yol temasıı birde ve keski bir şekilde azaldığı, sert amortisör ile yol temasıı eredeyse hiç azalmadığı ve orta-sert amortisör ile çok az azaldığı görülmektedir. Süspasiyo testleride elde edile boyutsuz söümleme oraları (ξ) ve yol temas bilgileri Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 2. Amortisörleri söüm kapasitesie göre boyutsuz söümleme oraı ve yol tutuma katsayısı değişimi (The dimesioless dampig rate ad adherece rate with respect to shock absorber dampig capacity) ormal Sert Amortisörler Amortisör Amortisör Yumuşak Amortisör Boyutsuz Söümleme oraı 0,45 0,85 0,8 Yol teması % 70 %85 % 55 2.3. Deeyi tasarımı (The Desig of Experimet) Şekil 4 de deeysel çalışmada kullaıla ölçüm cihazları ve veri toplama üitesie bağlatı şekilleri 552 Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20
Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS H. Köylü ve ark. 2a 2 2b 5 6 4b 3a 3b 3 4a 7 4. ABS sesörü 2. Hızölçer 2a.GPS atei - 2b.GPS ate veri toplama üitesi 3.Fre basıcı modülatörü 3a.T bağlatı 3b.Basıç ölçer 4.Tekerlek deplasmaı ölçüm cihazı 4a. Mafsallı bağlatı çubuğu 4b.Vakumlu bağlatı elemaı 5.Veri toplama cihazı 6.Veri kazaım birimi 7. Fre kaliperi Şekil 4. ABS yol testi içi deey tasarımı ve ölçüle parametreler (The experimetal desig ad measured parametersfor ABS test) görülmektedir. Deeysel çalışmada, tekerlek hızı, taşıt hızı, tekerleği etki yuvarlama yarıçapı ve hidrolik modülatörü çıkışıdaki fre basıcı değişimi ölçülmüştür. Tekerleği hız siyalleri, Şekil 4 de görüle olu ABS sesörüü elektroik kotrol birimie gele bağlatısıda alımıştır. Taşıt hızı ölçümü içi 0-854 km/h ölçüm aralığıa sahip ve ölçüm hassasiyeti 0, [km/h] ola 2 olu MICROSAT isimli uydu kotrollü GPS tabalı hızölçer kullaılmıştır. Bu ölçüm cihazıı 2a olu GPS atei mayetik taba aracılığıyla aracı üzerie yerleştirilmiştir. Fre basıcıı ölçmek içi -40 MPa ölçüm aralığıa sahip 0,5ms tepki süresi ola 3b olu Type 2600 model basıç ölçer kullaılmıştır. Basıçölçer, 3 olu hidrolik modülatörü sol ö tekerleğe ait çıkışıa 3a olu bir T aparatı ile bağlamıştır. Etki yuvarlama yarıçapıdaki değişimleri tekerlek hızı, kayma oraı ve tekerlek ivmesie etkilerii belirlemek içi 00-350mm ölçüm aralığıa sahip 0,mm çözüürlüklü ve lazer güdümlü 4 olu HF-250C isimli ölçüm cihazı kullaılarak tekerleği düşey deplasmaı ölçülmüştür. Bu cihaz, ölçüm tekerleği ola sol ö tekerlek üzerie özel aparatlar ile bağlamıştır. Bu aparatlar, ölçüm cihazıı tekerlek üzeride hareket ettirmede direksiyo hareketlerie serbestlik sağlaya 4a olu mafsallı çubuk ve bu çubuğu taşıt gövdesie sabitleye 4b olu vakumlu yapıştırıcıdır. Şekil 4 de görüle tüm ölçüm cihazları, kaal başıa khz e kadar örekleme kapasitesie sahip DAS-2 marka 5 olu veri toplama üitesie bağlamıştır. Veri toplama cihazıı ölçüm aralığıı, örekleme oraıı ve ölçülecek değişkeleri referas alıacağı büyüklüğü belirlemeside ve matıksal işlemleri yapılmasıda 6 olu veri kazaım birimi kullaılmıştır. Veri kazaım merkezide ölçümü ayı ada başlaması ve bitirilmesi içi taşıt hızı, referas değişkei olarak alımıştır. 80m lik test yolu üzeride etki freleme yapılabilmesi içi ölçüme başlaacak taşıt hızı 95km/h olarak seçilmiştir. Bua göre kullaıla matıksal işlem, taşıt hızı V 95 km/h ike ölçüme başlaması ve V 0 km/h olduğuda ölçümü bitirilmesidir. Bu şekilde freleme başlagıç hızı, 95 km/h e ulaştığıda ölçüm başlatılmış ve taşıt duraa kadar ölçüm devam ettirilmiştir. Tüm ölçümler, freleme başlagıcıda bitimie kadar 5 kaalda ayı ada başlatılmış ve ayı ada bitirilmiştir. Tüm testler, 7/320/AT fre yöetmeliğie uygu olarak ıslak yol içi 0,6 ve kayga yol içi de 0,2 tutuma katsayılı yüzeye sahip iki farklı pürüzlü yolda gerçekleştirilmiştir. Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20 553
H. Köylü ve ark. Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS Yük Trasferi V x +X Taşıt Gövdesi V & x F d +Z F d V x Δp br ϕ& R e ϕ& & Δp br Vte ker lek Fbr Fs Şekil 5. Amortisör söümleme hareketleri ile çeyrek taşıt ABS fre diamiği modeli (The quarter car ABS brakig model with the shock absorber dampig movemets) Tablo 3. Çeyrek taşıt fre diamiği modeli parametreleri (The quarter car brake dyamic model parameters) Parametre Taşıt hızı,v x Lastik ile yol arasıdaki çevresel tekerlek hızı, V tekerlek Tekerlek açısal hızı,ϕ& Birim m/s m/s rad/s Tekerlek açısal ivmesi,ϕ& & rad/s 2 Taşıt gövdesi ağırlık merkezie etkiye freleme ivmesi, V & Etki yuvarlama yarıçapı, R e Lastik ile yol arasıdaki Tutuma (Adezyo) kuvveti, F s Lastik ile yol arasıdaki freleme kuvveti, F br Fre basıcı artma oraı, ( + ΔPbr ) MPa/s Fre basıcı azalma oraı, ( ΔPbr ) MPa/s Amortisör söümleme kuvveti, F d x m/s2 m 3.AMORTİSÖR SÖÜMLEME HAREKETLERİ İLE ÇEYREK TAŞIT FRE DİAMİĞİ MODELİ (THE QUARTER CAR BRAKIG DYAMICS MODEL WITH THE MOVEMET OF SHOCK ABSORBER) ABS ile freleme aıda fre basıcı değişimlerii etkiside ABS kotrol parametreleri ola kayma ve tekerlek ivmesi değişimlerii, amortisörü söümleme özelliklerideki değişime göre aaliz edilebilmesi içi Şekil 5 de görüle taşıt modeli oluşturulmuştur. Bu model, tekerlek, amortisör, aks ve taşıt gövdesi olmak üzere dört aa elemada oluşmakta ve tekerlek, aks salıımlarıı uyarabilecek bir frekasa sahip pürüzlü yol üzeride hareket etmektedir. Aks ve taşıt gövdesi kütle olarak basitleştirilmiş ve birbirlerie yalızca amortisör ile bağlamıştır. Bu şekilde freleme aıda ortaya çıka yük trasferi edeiyle amortisörü söümleme özelliğie bağlı olarak aks ve taşıt gövdesi birbirlerie göre rölatif hareket ettirilmiştir. Bu durum, taşıt gövdesi, aks ve tekerlek sistemi pürüzlü yolda freleirke amortisör söümleme özelliğie göre değişe freleme ivmesi, ile elde edilmiştir. Freleme aıda taşıt hızı V x, aks üzeride ve tekerleği çevresel hızı V tekerlek de lastik ile yol arasıda gösterilmiştir. Bu şekilde aks direkt olarak amortisöre bağlı olduğuda amortisör söümleme özeliğideki değişim, hem taşıt hızıa hem de tekerlek çevresel hızıa yasıtılmıştır. Şekil 5 de görüle modelde tekerlek açısal hızı ile açısal ivmesi ters yöde gösterildiğide tekerlek, frelemei etkiside yavaşlamaktadır. Bu ada fre basıcı artış oraı, (+ΔP br ) i yöü tekerlek hızı ile ayı yöde ve fre basıcı azalma oraı (-ΔP br ) de tekerleği yavaşlama ivmesi ile ayı yöde gösterilmiştir. Ayrıca, ABS ile freleme aıda lastik üzerie etkiye aks yüklerii tekerleği çevresel hızı ve ivmesie yasıtabilmek içi ölçüle etki yuvarlama yarıçapı kullaılmıştır. Şekil 5 de görüle taşıt modelii tüm parametreleri birimleri ile birlikte Tablo 3 de verilmiştir. 554 Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20
Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS H. Köylü ve ark. 3.. Ölçüm verileride hesaplaa parametreler (The parameters calculated from measured datas) Ölçümlerde elde edile veriler kullaılarak tekerleği çevresel hızı, tekerleği çevresel ivmesi ve fre basıcı değişim oraı hesaplamıştır. Bu hesaplamalar, Şekil 5 de verile çeyrek taşıt fre diamiği modelie göre yapılmıştır. ABS sesörleri ile ölçüle tekerleği açısal hız değişimie bağlı olarak tekerleği çevresel hızı, deklem (2) ile hesaplamıştır. Deklem (2) de freleme aıda değişe etki yuvarlama yarıçapı, tekerleği çevresel hızıa yasıtılmış ve R ile gösterilmiştir. V e te lek = ϕ& R (2) ker e Tekerlekleri blokaj durumuu belirlemek içi kullaıla ve taşıt hızı ile tekerlek çizgisel hızı arasıdaki farkı göstere rölatif kayma oraı modeli, deklem (3) ile oluşturulmuştur. Vx S = V ϕ& Re Vtasit Vte kerlek (3) x = V tasit Deklem (3) e göre freleme aıdaki kayma, 0<s< aralığıda değişmekte ve değerie yaklaştıkça tekerlek kilitlemeye yaklaşmaktadır. Tekerleğe freleme mometi uyguladığıda tekerleği açısal hızı sıfır olurke taşıt gövdesi ayı ada durmadığıda tekerleği döme merkezii hızı (taşıt hızı) sıfırda farklı olacaktır. Bu durumda V x >ωr e olacak ve s= oluca tekerlek kilitleecektir. Tekerleği ölçüle çizgisel hızı, tekerleği döme merkezii hızıa eşit olduğuda ise s=0 olacak ve tekerlek kaymada yuvarlaacaktır. Tekerlekleri ya da tekerleklerde birii çizgisel freleme ivmesii, taşıtı erişebileceği freleme ivmeside daha büyük olması yai tekerleği taşıtı gerçekleştiremeyeceği kadar ai yavaşlama eğilimide olması, tekerleği bloke olmak üzere olduğuu gösterir. Bu durum içi ABS i kotrol ettiği değişke, tekerleği çizgisel ivmesidir. Bu çalışmada tekerleği çizgisel ivmesii hesaplamak içi deklem (4) kullaılmıştır. d & ϕ & ϕ Re = R e (4) dt ABS fre sistemi içi tekerlek ivmesii egatif değeri, tekerleği yavaşlama ivmesii ifade eder. Bu durum fre mometii etkisii arttığıı, tekerleği yavaşladığıı ve tekerlekleri kilitleme eğilimide olduğuu gösterir. Bua göre fre mometi M br, tutuma mometi M s de daha büyük olduğuda söz kousu tekerlekler kilitleebilmektedir. Tekerlek ivmesii pozitif değeri ise, tekerleği hızlama ivmesii ifade eder. Bu durum ise tutuma mometii etkisii arttığıı ve daha iyi bir freleme performası içi fre basıcıı arttırılması gerektiğii göstermektedir. Tekerlek ivmesii sıfır değeri etrafıda çok küçük değişimler göstermesi veya sıfır değeri alması tutuma mometii fre mometie çok yakı veya eşit olduğuu ve buu soucuda tekerleği kilitlemede durmaya yakı olduğuu veya durduğuu ifade etmektedir. Ayrıca, bazı alarda freleme ile tekerlek hızıı sıfıra yaklaşması soucuda ivme değeri çok düşük değerler alabilmektedir. Bu durum, tekerlek ivmesii algılaamadığıı ve buu soucuda tekerlekleri kilitleme eğilimii çok fazla arttığıı göstermektedir. Hidrolik modülatörü basıç değiştirme karakteristiği ve birim zamadaki fre basıcı değişimii ABS parametrelerie etkileri, fre basıcı değişim oraı ile belirlemiştir. Fre basıcı değişim oraı, fre basıcıı zamaa göre değişimii ifade eder ve ABS aktif halde ike fre basıcıı artış ve azalış hızıı tespit edilmesii sağlar. Fre basıcıı değişim oraı, fre basıcıı zamaa göre türevi alımış ve deklem (5) ile hesaplamıştır. dpbr ± ΔPbr = P& br = (5) dt Basıç değişim oralarıı pozitif değer alması, fre basıcıı artış hızıı ve egatif değer alması da fre basıcıı azalma hızıı göstermektedir. Pozitif değer sayısıı artması, fre basıcıı artış eğilimide olduğuu yai kilitlemeye tekerlekler ile freleme yapıldığıı göstermektedir. Bua karşı, fre basıç değişim oraıı aldığı egatif değer sayısıı artması, fre basıcıı azalma eğilimide olduğuu yai kilitleme sıırıda ola tekerlekler ile freleme yapıldığıı ve buu freleme performasıı kötüleştirebileceğii belirtmektedir. 3.2. Frekas Tepki Foksiyou Tahmii (FTF) (The Estimatio of Frequecy Respose Fuctio) Bu çalışmada, ABS testleri belirli bir frekasa sahip sius şeklideki yol üzeride gerçekleştirilmiştir. Bu test yoluu uyarıları, sius formuda olduğuda fre basıcı salıımları ile kayma ve tekerlek ivmesi değişimleri de ayı forma sahiptir. Bu şekilde uyara ve uyarıla değişkeleri belirli bir frekasa sahip olması sağlamıştır. ABS ile pürüzlü yolda yapıla.frelemede ortaya çıka fre basıcı salıımlarıı uyarısıda, kayma ve tekerlek ivme değişimlerii frekas cevaplarıı ifade etmek içi Şekil 6 daki model oluşturulmuştur. Bu modelde frekas cevaplarıı elde etmek içi Frekas Tepki Foksiyou (FTF) tahmi metodu kullaılmıştır. FTF tahmi metotları, H (f), H 2 (f) ve H 3 (f) olarak isimledirilmektedir. H (f) metoduda, giriş siyali üzerideki gürültü kaldırılmakta, H 2 (f) metoduda çıkış siyali üzerideki gürültü kaldırılmakta ve H 3 (f) metoduda gürültüler ihmal edilmektedir [6] Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20 555
H. Köylü ve ark. Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS Fre Basıcı Salıımları [P(f)] [H(f)] Kayma Oraı [S(f)] Tekerlek İvmesi [V w (f)] Şekil 6. Tek girişli iki çıkışlı sistem içi frekas tepki foksiyou modeli (The frequecy respose fuctio model for the system with sigle iput ad two outputs) Bu çalışmada, sistemi gerçek fre basıcı değişimi ile uyarabilmek içi basıç siyallerii boza gürültüler ortada kaldırılmış ve buu içi H (f) metodu kullaılmıştır. Böylelikle, ABS kotrol parametrelerii frekas cevapları, deklem (6) ve (8) de görüle ve H (f) metodu ile tahmi edile frekas tepki foksiyou (FTF) ler ile elde edilmiştir. Deklem (6), fre basıcı salıımları ile kayma oraı arasıdaki FTF yi tahmi ede foksiyou ifade etmektedir. SSP ( f ) H( f ) = (6) S ( f ) PP Deklem (6) da fre basıcı ile kayma oraı arasıdaki çapraz spektrum, S SP (f) ve fre basıcıı oto spektrumu, S PP (f) ile gösterilmekte ve tüm spektrumlar, deklem (7) de görüldüğü gibi fourier döüşümü (FFT) ile ifade edilmektedir. H( f ) = = = * S ( f ) P * P ( f ) P ( f ) ( f ) (7) Deklem (7) de fre basıcı FFT sii kompleks eşleiği, P * (f), fre basıcıı FFT si, P (f), kayma oraıı fourier döüşümü, S (f) ve fourier döüşümlerii hesapladığı okta sayısı, ile gösterilmektedir. Fre basıcı salıımları ile tekerleği çizgisel ivmesi arasıdaki FTF yi tahmi etmek içi de deklem (8) kullaılmıştır. H ( SV ( f ) f ) w P = (8) S ( f ) PP Deklem (8) de fre basıcı ile tekerleği çizgisel ivmesi arasıdaki çapraz spekturm, S VwP (f) ve fre basııı oto spektrum, S PP (f) ile gösterilmekte ve tüm spektrumlar, deklem (9) de görüldüğü gibi fourier döüşüm foksiyou (FFT) ile ifade edilmektedir. H( f ) = = = V w ( f ) P * P ( f ) P * ( f ) ( f ) (9) Fourier döüşümü hesabı sırasıda siyali so değerleri ile ilk değerleri arasıda meydaa gele ve FFT i doğasıda kayaklaa sui devamsızlık, siyal eerjisii diğer frekaslara sızmasıa ede olmaktadır. Bu sızıtıya spektral sızıtı (spectral leakage) adı verilmektedir. Bu sızıtıyı azaltmak içi FFT öcesi pecereleme (widowig) kullaılmıştır. Pecerelemeye ek olarak, frekas cevabı alıa siyalleri, kayıplarıı miimize edilmesi içi örekleme frekasıı iki katı ola yquist frekasıda büyük frekas bileşelerii filtre edilmesi gerekmektedir. Buu içi alçak geçire yai yquist frekasıda daha düşük frekasları geçire daha yükseklerii geçirmeye filtre kullaılmıştır. Tüm FTF deklemleri ile bu deklemleri hesaplaya fourier foksiyolarıa pecereleme ve alçak filtre uygulaya program, MATLAB da yazılmıştır. 4. DEEYSEL BULGULAR VE TARTIŞMA (EXPERIMETAL RESULTS AD DISCUSSIO) ABS i freleme performasıı tespit edebilmek amacıyla yapıla deeysel çalışmalarda, taşıt hızı (m/s), tekerlek açısal hızı (rad/s) ve basıç değişimi (Mpa) ölçülmüştür. Sert, orta-sert ve yumuşak amortisörleri söümleme özelliklerii ABS kotrol değişkelerie etkilerii belirlemek içi de etki yuvarlama yarıçapı ölçülmüştür. Tüm ölçüle parametreler belirli frekasa sahip yol pürüzlülüğü ile uyarılmış ve bu şekilde tüm parametreleri frekas cevapları elde edilebilmiştir. Elde edile souçlar, ortaya çıka rezoas durumlarıa göre karşılaştırılmıştır. Bu rezoaslar ile fre basıcı salımlarıı ABS i freleme performasıa etkilerii tespit edilip edilemeyeceği ve tespit edilme metotları araştırılmıştır. Ayı zamada ABS aktif hale geldiğide freleme performasıı iyileştirebilecek fre basıcıı elde edilmesii sağlaya amortisör söümleme kapasitesi değişimi frekas boyutuda aaliz edilmiştir. 4. Pürüzlü Islak ve Kayga Yollarda Frekas Tepki Foksiyou Souçları (The frequecy respose fuctio results o wet ad slippery rough roads) Aks salıımı rezoasa maruz bırakabile dalga boyua sahip ıslak pürüzlü yolda ABS ile freleme aıda tekerlek ivmesi ve kayma oraı değişimleri 556 Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20
Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS H. Köylü ve ark. fre basıcı değişimi ile uyarılmıştır. Bu çalışmada, fre basıcıı tekerlek ivmesie etkileri, amortisör söümleme özelliğideki değişime göre icelediğide ilgileile frekas aralığı, tüm grafiklerde görüldüğü gibi 0-20Hz dir. Bu frekas aralığı, amortisör değişimii etkilediği taşıt gövdesi ve aks rezoas frekaslarıı içermektedir. yquist teoremie göre FTF lerde bu frekas aralığıı elde edebilmek içi örekleme frekası, bu frekasları iki katı veya daha fazlası olmak zorudadır. Bu edele, bu çalışmada yapıla ölçümleri örekleme frekası 40 Hz olmuştur. Elde edile tüm grafiklerde rezoas tepesii meydaa geldiği birçok rezoas frekas aralıkları görülmektedir. Bularda 0-2 Hz, taşıt gövdesi salıımlarıı ve 0-5 Hz de aks salıımları rezoas frekaslarıı geel yerlerii göstermektedir [6]. Bu frekas aralıkları, tüm souç grafikleride kesikli çizgiler ile gösterilmiştir. FTF lerde tekerlek ivmesi sadece yol pürüzlülüğü ile uyarılsaydı grafiklerde görüle frekas cevaplarıda sadece bu iki rezoas tepesi buluacaktı. Acak, bu çalışmada tahmi edile FTF lerde tekerlek ivmeleri, fre basıcı salıımları ile uyarıldığıda 0-2 Hz ve 0-5 Hz frekas aralıklarıı dışıdaki frekaslarda da rezoas tepeleri bulumaktadır. Bu rezoas tepeleri, belirli frekastaki fre basıcı uyguladıkta sora kayma veya tekerlek ivme değişimlerii, birim zamadaki fre basıcı değişimlerie yaıtıı (tepkisii) ifade etmektedir. H IfI Eğim Taba Uzuluğu Rezoas Frekası Tepe Yüksekliği Frekas Şekil 7. FTF grafiği değerledirme oktaları (The evaluatio poits of Frequecy Respose fuctio) Bu şekilde tekerleğe fre basıcı uyguladıkta sora, fre basıcı değişimii kayma oraı ve tekerlek ivmesii e kadar uyarabileceği belirleebilir. FTF grafikleride rezoas tepeleri, Şekil 7 de görüldüğü gibi tepeleri koumu, eğrileri eğimi, eğrii taba uzuluğu ve tepe oktasıı yüksekliği ile şekillemektedir. Tepeleri koumu, rezoas frekaslarıı göstermektedir. Rezoas teperlerii oluştura eğrileri eğimi, çıkış değişkeii değişim hızıı ifade etmektedir. Eğrii taba uzuluğu, uyarıı etkime süresii göstermektedir. Rezoas eğrilerii birleştiği tepe oktasıı yüksekliği, çıkış değişkeii tepki oluşum şiddetii belirtmektedir. Rezoas tepe sayısıı artması, uyarıı çıkış değişkeii daha fazla uyarmaya başladığıı göstermektedir [7]. Böylece, rezoas tepesii oluştura eğrii eğimi artarsa, tekerlek ivmesi veya kayma oraı aide ve daha hızlı bir şekilde tepki gösterirke eğrii eğimi azaldığıda da daha yavaş tepki göstermektedir. Eğrii taba uzuluğuu artması, söümlemei arttığıı yai, kayma oraı ve tekerlek ivmesii fre basıcı değişimie tepki süresii arttığıı ifade etmektedir. Ayrıca, yaıtı gücüü göstermektedir. Rezoas tepesii yükselmesi, tekerlek ivmesi veya kayma oraı değişimii tepki şiddetii arttığıı ifade etmektedir. Eğrileri sıfır çizgiside uzaklaşması, birbiri ardıa oluşa tekerlek ivmesi veya kayma oraı tepkilerii oluşum hızıı vermektedir. Eğri sıfır çizgiside uzaklaştıkça ardı ardıa oluşa kotrol değişkei tepkilerii oluşum hızları artmakta ve çizgiye yaklaştıkça da oluşum hızı azalmaktadır. Bu geel souçlar doğrultusuda amortisörler ve yol tiplerie göre elde edile FTF souçlarıda e uygu kayma oraı değişimii belirlemek amacıyla e iyi ABS performasıı göstere amortisörler araştırılmış ve buu içi Tablo 4 oluşturulmuştur. Tablo 4. Amortisör söümleme özelliklerie göre freleme ivmeleri ve fre mesafeleri (The brakig acceleratio ad brakig distace with respect to shock absorber dampig features) Freleme başlagıç hızı 28.36 Amortisör Tipi [m/s] Sert Orta-sert Yumuşak Ort. Freleme Islak yol 5,96 6,83 5,74 İvmesi [m/s 2 ] Kayga Yol 5,94 5,0064 4,444 Fre mesafesi Islak yol 73,04 64,90 78,75 [m] Kayga Yol 83,67 9,96 95,58 Tablo 4 e göre ıslak yolda e iyi freleme performası, 6,83m/s 2 lik freleme ivmesi ile 64,90m fre mesafesie sahip orta-sert amortisör ile elde edilmiştir. Kayga yolda e iyi freleme performası, 5,94m/s 2 lik freleme ivmesi ile 73,04m fre mesafesie sahip sert amortisör ile elde edilmiştir. Orta-sert amortisör, kayga yolda yapıla freleme aıda freleme ivmeside,8263 m/s 2 lik düşüşe ede olmuş ve buu soucuda fre mesafesi 27,06m artmıştır. Bu edele orta-sert amortisör, kayga yolda freleme performasıı dikkat değer bir şekilde kötüleştirmiştir. Buu yaıda yumuşak amortisör, tüm yollarda e kötü freleme performasıı elde etmiştir. Böylece ıslak yol souçları içi orta-sert amortisör, kayga yol içi de sert amortisör souçları referas alımıştır. 4... Kayma Oraı Souçları (The results related to Slip Ratio) Islak yolda elde edile fre basıcı değişim oraı ile kayma oraı arasıdaki FTF ler Şekil 8 de Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20 557
H. Köylü ve ark. Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS görülmektedir. İşaretli bölgelerde görüldüğü gibi ayı fre basıcı değişim frekası ile oluşa kayma oraı değişimie ait rezoas frekaslarıı koumu, amortisör söümleme özelliği ile değişmiş ve farklı şiddetlerde tepkiler elde edilmiştir. Şekil 8a da görüldüğü gibi ıslak yolda yapıla freleme aıda orta-sert amortisör ile kayma oraıı hem tepki sayısı hem de tepkii şiddeti ve hızı diğer amortisörlere göre artmıştır. Bua karşı, sert amortisörde yumuşak amortisöre doğru kayma oraı tepkisii, hem şiddeti hem de sayısı azalmış ve buu soucuda fre basıcıa tepkiler kötüleşmiştir. Taşıt gövdesi salıımlarıı rezoasa maruz bırakabilecek frekasta fre basıcı uyguladığıda e uygu tepki, rezoas frekasıı arttırarak orta-sert amortisör, e kötü tepkiyi de frekas kayması ile sert amortisör göstermiştir. Aks, fre basıcı değişimi ile rezoasa maruz kaldığıda ise kayma oraıı tepkisi, sert ve yumuşak amortisörlerde kötüleşmiştir. Yumuşak amortisör, sadece aks salıımlarıda kayma oraı tepkisii alımasıı zorlaştırmıştır. Böylece, lastik ile yol arasıdaki teması kötüleşebileceği böylesi güç durumlarda, orta-sert amortisör, kayma oraı değişimi ile ilgili bilgileri alımasıı sağlayabilmiştir. (a) (b) Şekil 8. Islak ve kayga yolda kayma oraı değişimii frekas tepki foksiyoları (The frequecy respose fuctios of the slip ratio o wet ad slippery rough roads) Kayga yolda elde edile fre basıcı değişim oraı ile kayma oraı arasıdaki FTF ler Şekil 8b de görülmektedir. Kayga yolda yapıla freleme aıda sert amortisör, kayma oraıı, fre basıcıa gösterdiği tepki sayısıı arttırıp tepki oluşum süresii kısaltmıştır. Ayı zamada, tepkileri şiddeti, ya artmış ya da diğer amortisörlere göre değişmede ayı değerlerde kalmıştır. Bua karşı, orta-sert amortisörde yumuşak amortisöre kadar kayma oraı tepkisii hem şiddeti hem de sayısı azalmıştır. Buu soucuda kayma oraıı fre basıcıa tepkileri, tüm frekaslarda kötüleşmiştir. Taşıt gövdesi salıımlarıı rezoasa maruz bırakabilecek frekasta fre basıcı uyguladığıda, sert amortisör ile e uygu tepki elde edilirke e kötü tepki ortasert ve yumuşak amortisörler ile gösterilmiştir. Fre basıcı ile aks rezoasa maruz kaldığıda ise e uygu kayma oraı tepkisi oluşum hızıı arttırarak yie sert amortisör ile elde edilmiştir. Bua karşı, orta-sert amortisör oluşum hızıı azaltarak tepkiyi kötüleştirirke yumuşak amortisör, tepkii elde edilmesii oldukça zorlaştırmıştır. 4..2. Tekerlek Hızı İvmesie Ait Souçlar (The results related to wheel acceleratio ad deceleratios) Islak yolda elde edile fre basıcı değişim oraı ile tekerlek ivmesi arasıdaki FTF ler Şekil 9a da görülmektedir. Şekil 9a da görüldüğü gibi amortisör söümleme kapasitesii değişmesi ile farklı gelik ve frekaslara sahip tekerlek ivmesi değişimleri elde edilmiştir. Islak yolda yapıla freleme aıda ortasert amortisör ile tekerlek ivmesi, tek frekasta şiddetleirke diğer frekaslarda oldukça iyi bir şekilde söümlemiştir. Sert amortisör ile tekerlek ivmesi, orta-sert amortisöre göre daha şiddetli hale gelmiş ve bu şiddetli hali uzu süre etkisii göstermiştir. Yumuşak amortisör ile fre basıcı, tekerlek ivmesii çok kez şiddetledirmiş ve belirli frekaslarda tekerlek ivmesii tepki süresi çok fazla azaldığıda tepkiler freleme boyuca aide ortaya çıkmış ve kaybolmuştur. Bu da isteile kayma değişimii elde edilmesii oldukça güç hale getirmektedir. Freleme aıda uygulaa fre basıcı ile taşıt gövdesi rezoasa maruz kaldığıda yumuşak amortisör, tekerlek ivmesii e şiddetli hale gelmesie karşı 558 Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20
Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS H. Köylü ve ark. orta-sert ve sert amortisörler, etkili bir şekilde söümlemiştir. Aks sistemi fe basıcı salıımları ile rezoasa maruz kaldığıda, orta-sert amortisör ile tekerlek ivmesi e şiddetli halie gelirke, sert amortisör ile bu durum çok daha uzu sürmüştür. Kayga yolda elde edile fre basıcı değişim oraı ile tekerlek ivmesi arasıdaki FTF ler Şekil 9b de görülmektedir. Kayga yolda yapıla freleme aıda sert amortisör ile tekerlek ivmesii fre basıcıa gösterdiği tepki sayısı ve tepki oluşum hızı artmıştır. Bu şekilde tekerlek ivme değişimleri diğer amortisörlere göre daha düzgü hale gelmiştir. Bua karşı, orta-sert amortisörde yumuşak amortisöre doğru tekerlek ivmesi tepkisii sayısı azalırke tepkileri gelikleri sürekli değişmiştir. Böylelikle, tekerlek ivmesii kotrolü bu amortisörler ile güçleşmektedir. Uygulaa fre basıcı ile taşıt gövdesii salıımıı rezoasa maruz kalması halide, sert amortisör ile e uygu tepki elde edilirke e kötü tepki, orta-sert ve yumuşak amortisörler ile gösterilmiştir. Aksı, fre basıcı ile rezoasa maruz kalması durumuda ise tekerlek ivmesii, uygulaa fre basıcıa tepkisi orta-sert amortisör ile kötüleşirke yumuşak amortisör ile tepki oluşum hızıı azalmasıa karşı çok şiddetli hale gelmiştir. Bua karşı, sert amortisör ile tekerlek ivmesi fre basıcı değişimie e uygu tepkiyi göstermiştir. Bu durum, sert amortisör ile kayga yolda tekerlek ivmesii, her fre basıcı değişim frekasıda kotrol edilebileceğii göstermektedir. (a) (b) Şekil 9. Islak ve kayga yolda tekerlek ivmesii frekas tepki foksiyoları (The frequecy respose fuctios of wheel acceleratio o wet ad slippery rough roads) 5. SOUÇLAR (COCLUSIOS) Bu çalışmada, ABS i kotrol performası, frekas boyutuda aaliz edilmiştir. Elde edile souçlar kullaılarak farklı karakteristiğe sahip fre basıcı değişimleri ile kotrol parametreleri arasıdaki etkileşimler araştırılmıştır. Buradaki farklı karakteristiğe sahip fre basıcı değişimleri, amortisörü söümleme kapasitesi değiştirilerek elde edilmiştir. Böylelikle, bu çalışmada ABS i freleme performasıı frekas boyutuda aalizi şeklide literatüre farklı bir bakış açısı kazadırılması amaçlamıştır. Frekas boyutu aalizi içi her ikiside de fre basıcı değişimii uyarı olduğu ve birii çıkışı kayma oraı diğerii çıkışı tekerlek ivmesi ola iki farklı Frekas Tepki Foksiyou (FTF) ler tahmi edilmiştir. Bu foksiyolar, ıslak ve kayga yola göre sert, orta-sert ve yumuşak amortisörler içi ayrı ayrı elde edilmiştir. Elde edile frekas tepki foksiyoları ile kayma oraı ve tekerlek ivmesii farklı frekaslara sahip fre basıcı değişimlerie karşı gösterdikleri tepkiler, ABS i ıslak ve kayga yol şartlarıda kayma oraı ve tekerlek ivmesii asıl kotrol ettiğii belirlemesii sağlamıştır. Tepkileri şiddeti, sayısı ve oluşum hızı, kotrol performasıı belirleye faktörler olmuştur. Bu faktörlerdeki değişim, ABS performası içi e öemli husus ola kayma oraı ve tekerlek ivmesi değişimi ile ilgili bilgileri, fre basıcı değişim frekasıa bağlı olarak alımasıı sağlamıştır. Bu bilgiler, amortisör söümleme özellikleri ve yol tipideki değişimi yaıda taşıt gövdesi ve aks rezoas frekaslarıa göre farklılık göstermiştir. Böylelikle, kayma oraı değişimii tepki sayısı ve oluşum hızı arttığıda, tekerlek ivme değişimi salıımlarıı azalması, e iyi amortisör söümleme özelliği ile birlikte e iyi freleme performasıı belirlemesii sağlamıştır. Ayrıca, taşıt gövdesi ve aksı rezoasa maruz kaldığı e zor şartlarda hem kayma oraı hem de tekerlek ivmesie ait rezoas frekasıı kayması, amortisör söümleme özelliği değişimii belirlemiştir. ABS de e zor tahmi edile Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20 559
H. Köylü ve ark. Amortisör Söümleme Özelliğie Göre Değişe Fre Basıcı İle ABS yol tipi değişimlerii de bu faktörler ile tahmi edilmesi daha kolay hale gelmiştir. Tepkileri oluşum hızı ve tepki sayısıı, yol tipi değişimii belirleye e öemli faktörler olduğu görülmüştür. Souç olarak, yapıla değerledirmeler ile frekas tepki foksiyolarıı, ABS ile freleme aıda amortisör söümleme özelliği ve yol tipi değişimlerii belirlemeside etkili bir metot olduğu ortaya komuştur. ABS kotrol birimide süspasiyo rezoas frekaslarıı tespit etmek içi tekerlek hızlarıı frekas aalizii gerçekleştirildiği göz öüe alıdığıda kayma oraı ve tekerlek ivmesii frekas aalizi kolaylıkla yerie getirilebilir. Bu edele bu metot, freleme sırasıda elde edile tekerlek hızı, taşıt hızı ve tekerlek ivmesi bilgileri ile ek doaıma gerek kalmada ABS kotrol birimide kolaylıkla uygulaabilir. 6. TEŞEKKÜR (ACKOWLEDGEMETS) Bu çalışma, 07M88 umaralı TÜBİTAK ve 2007/3 umaralı Kocaeli Üiversitesi Bilimsel Araştırma Birimi projeleri kapsamıda yapılmıştır. Bu projeler, ayrıca Fretekik ve Hurmoğlu Eğitim Daışmalık firmaları tarafıda da desteklemiştir. Makalei yazarları olarak katkılarıda dolayı adı geçe kurumlara ve firmalara teşekkür ederiz. 7. KAYAKLAR (REFERECES). Gökta, A.D., Güey, A., Ereke, M, Taşıt Freleri, İTÜ Matbaası, İstabul, 995. 2. Wataabe, M., oguchi,., A ew Algortihm for ABS to Compesate for Road Disturbace, SAE Paper, o.900205, 990. 3. Cheli, F., Cocas, A., Giagiulio, E., Sabbioi, E., A simplified ABS umerical model : Compariso with HIL ad Full Scale Experimetal Tests, Computers ad Structures, 86, 494-502, 2008. 4. Li, J., Yu, F., Zhag, J.W., Feg, J.Z., Zhao, H.P., The Rapid Developmet of A Vehicle Electroic Cotrol System ad Its Applicatio to A Ati-Lock Brakig System Based o Hardware-I-The-Loop Simulatio, IMechE Part D: Joural of Automobile Egieerig, 26, 95-05, 2002. 5. Müller, S., Uchaski, M., Hedrick, K., Estimatio of Maximum Tire-road Frcitio Coefficiet, ASME Joural of Dyamic systems, Measuremet ad Cotrol, 25, 607-67, 2003. 6. Sugai, M., Yamaguchi, H., Miyashita, M., Umeo, T., Asao, K., ew Cotrol Techique for Maximizig Brakig Force o Atilock Brakig System, Vehicle System Dyamics, 32, 299-32, 999. 7. Weida, W., ege, D., Xiagyag, D., A Improved Self-Adaptive of Vehicle Referece Speeds for ABS, IEEE, 98-02, 2006. 8. Solyom, S., Ratzer, A., Lüdema, J., Sythesis of a Model-Based Tire Slip Cotroller, Vehicle System Dyamics, 4, 6, 475-499, 2004. 9. Satoh, M., Shiraishi, S., Excess operatio of Ati Lock Brake System o a Rough Road, IMECHE., C8/83, 983. 0. Mauer, G., Gissiger, G ad Chamaillard, Y., Fuzzy Logic Cotiuous ad Quatizig Cotrol of a ABS Brakig System, SAE Paper, o:940830, 994.. Zegelaar, P.W.A., The Dyamic Respose of Tyres To Brake Torque Variatios ad Road Ueveesses, Doctoral Thesis; Delft Uiversity of Techology, 205-206, Delf, edherlad, 998. 2. Scheider, M.J., Use of a Hazard ad Operability Study for Evaluatio of ABS cotrol Logic, SAE Paper, o:97085, 997. 3. Shao, J., Zheg, L., Li, Y.., Wei, J.S., Luo, M.G., The Itegrated Cotrol of Ati-Lock Brakig System ad Active Suspesio i Vehicle, Fourth Iteratioal Coferece o Fuzzy Systems ad Kowledge Discovery, Chia, 2007. 4. Alleye, A., Improved Vehicle Performace Usig Combied Suspesio ad Brakig Forces, Vehicle System Dyamics, 27, 235-265, 997. 5. Li, J.S ad Tig, W.E., oliear Cotrol Desig of Ati-Lock Brakig Systems With Assistace of Active Suspesio, IET Cotrol Theory Appl., vol, pp 343-348, 2007. 6. Güey, A., Taşıtlarda Titreşim ve Gürültü, İTÜ Matbaası, İstabul, 2000. 7. Jimi, H ad Zhi-Fag, F., Modal Aalysis, Butterworth-Heiema, Lodo, Eglad, 200. 560 Gazi Üiv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 26, o 3, 20