The Analysis of Level Increasement at the Vehicle Gearboxes

Benzer belgeler
Taşıt Vites Kutularının Simülasyon ve Yol Testleri ile İncelenmesi Hüseyin Bayrakçeken 1, Faruk Emre Aysal 1

The Analysis of the Gear Ratio Variation on the Transmissions

Vites Kutusu (Şanzıman) Nedir?

VİTES KADEMESİNDEKİ ARTIŞIN TAŞITA OLAN ETKİSİNİN ANALİZİ Faruk Emre AYSAL DANIŞMAN Prof. Dr. Hüseyin BAYRAKÇEKEN MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

Otomatik moment değiştiriciler

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

OTOMATİK VE SÜREKLİ DEĞİŞKEN TRANSMİSYONLU ARAÇLARIN PERFORMANS VE YAKIT SARFİYATLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

SIKIŞTIRMA ORANININ BİR DİZEL MOTORUN PERFORMANS VE EMİSYONLARINA ETKİLERİ

Otomatik Şanzımanlar

Prof. Dr. Selim ÇETİNKAYA

YORULMA ANALİZLERİNDE ARAÇ DİNAMİĞİ MODELLERİNİN KULLANIMI

Tarımsal Mekanizasyon 18. Ulusal Kongresi Tekirdağ 187 KÜÇÜK GÜÇLÜ İÇTEN PATLAMALI MOTORLARIN KARAKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ VE POMPA AKUPLASYONU

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

Temel Motor Teknolojisi

OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ II (AKTARMA ORGANLARI)

TR6 Serisi TR6.120 TR6.130 TR6.140 TR6.135 TR6.150

Vetus Diesel M2.13 deniz motoru. Vetus Diesel M2.13Marine Engine, 12 HP (8.8 kw) Vetus Diesel M2.18 deniz motoru

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA MOMENT, GÜÇ ve YAKIT SARFİYATI KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

NEW HOLLAND. TDS Serisi

Yolun Her Anında Daha İyi. DIWA Verimlilik Paketi

GÜÇ AKTARMA ORGANLARI

BASIN BÜLTENİ FORD UN YENİ ECONETIC TEKNOLOJİSİ YAKIT TÜKETİMİ VE CO2 EMİSYON DEĞERLERİNDE İYİLEŞMELER SAĞLIYOR

Yeni Nesil Common Rail Motorlar Çünkü işler yarını beklemez

Keşke Kelimesini Unutun!

TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR

ELEKTRONİK KONTROLLÜ YÖNLENDİRME SİSTEMİ

Gelişmiş Vites Değiştirme Teknolojisi ile Yakıt Tasarrufunuzu Arttırın


MD9 electricity ELEKTİRİKLİ OTOBÜS PROJESİ

Honda Integra Type-R

Synergi Gas. Gelişmiş Hidrolik Modelleme. Doğalgaz dağıtım şebekeleri için optimizasyon ve simülasyon yazılımı ARCUMSOFT

Otonom Taşıtlar İçin Hiposikloid Direksiyon Dişli Kutusu Tasarımı ve Prototip İmalatı

Vites geçişlerine göre yakıt tüketiminin modellenmesi: Vites değiştirme stratejilerinin yakıt tüketimine etkilerinin analizi

Yavru şanzıman, genel görünüm. Genel bilgiler. Tanımlama EK 730 P

OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ

Optik Modülatörlerin Analizi ve Uygulamaları Analysis of the Optical Modulators and Applications

95 C 99 HP 105 C 107 HP 115 C 114 HP İL MOTORLARIN

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

Otomobillerde Servis, Bakım ve Onarımın Enerji Verimliliğine Katkıları

T5 Serisi t5.95 t5.105 t5.115

T7000 Auto Command Serisi T7040 T7070

88 x x x x x /56 55/74 31/42 36/49 55/74

Ayda Bal*, Hülya Semercioğlu, Eyüp Fatih Ay, Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Müh. Böl.

ADVISOR ile Otomotiv Elektrik Sistemlerinin Benzetişimi ve Analizi. Analysis and Simulation of Automotive Electrical System with ADVISOR

NEW HOLLAND. TR6 Serisi

Asenkron Motor Analizi

Ayda Bal*, Hülya Semercioğlu, Eyüp Fatih Ay, Şeref Soylu* Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Müh. Böl.

Başlıca ürün özellikleri

İçten yanmalı motorlarda temel kavramlarının açıklanması Benzinli ve dizel motorların çalışma prensiplerinin anlatılması

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

NX Motion Simulation:

DEUTZ-FAHR 4E Serisi

VİTES KUTULARI. -Mekanik/Kademeli ve -Otomatik Vites Kutuları Olarak 2 başlık altında toplanabilir.

Y.Doç.Dr. Tarkan SANDALCI TAŞITLARA GİRİŞ

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

Kalibrasyon için iki yöntem vardır, 1. Hesaplama yöntemi

BlueEFFICIENCY teknolojisinin özellikleri:

DAKAR RUHUNUN VÜCUT BULMUŞ HALİ!

Halit YAŞAR. Doç. Dr. Makina Mühendisliği Bölümü Otomotiv Anabilim Dalı Öğretim Üyesi

T480B T480B 2WD T480B 4WD

Pers/Press/Presse/Prensa/Stampa

Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi TÜRKİYE 10. ENERJİ KONGRESİ ULAŞTIRMA SEKTÖRÜNÜN ENERJİ TALEBİNİN MODELLENMESİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİR POLİTİKALAR

OTOMATİK VİTESLİ OTOMOBİLLER İÇİN BULANIK MANTIK DENETLEYİCİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Mobil Takip Sistemleri

Öğrenim Kazanımları Bu programı başarı ile tamamlayan öğrenci;

Seçime bağlı çıkış sinyalleri (UF 356) Seçime bağlı çıkış sinyalleri. Ters sinyal

7. Krank Mili 8. Biyel Kolu 9. Pistonlar 10. Segmanlar 11. Kam Mili 12. Subaplar

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI BAŞKANLIĞI DOKTORA PROGRAMI

MOTORLAR. 1 Ders Adi: MOTORLAR 2 Ders Kodu: MAK Ders Türü: Seçmeli 4 Ders Seviyesi Lisans

Çapa Makineleri. Güvenli. Kolay Kullanım. Yüksek Kalite. Ergonomik. Etkin Satış Sonrası

İÇTEN YANMALI MOTORLARDA SOĞUTMA SUYU SICAKLIĞININ MOTOR PERFORMANSINA ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ARAŞTIRMA

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) 2 DİŞLİ ÇARKLAR I: GİRİŞ

Daha Yeşil ve Daha Akıllı: Bilgi ve İletişim Teknolojileri, Çevre ve İklim Değişimi

Otto ve Dizel Çevrimlerinin Termodinamik Analizi. Bölüm 9: Gaz Akışkanlı Güç Çevrimleri

ADVISOR PROGRAMIYLA YAKIT PİLLİ ARAÇ ANALİZİ ANALYSIS OF FUEL CELL VEHICLES WITH ADVISOR SOFTWARE

MS 12. D6-MSt/ Subject to technical changes

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ LİSANS EĞİTİM-ÖĞRETİM PLANI (NORMAL VE İKİNCİ ÖĞRETİM)

İÇİNDEKİLER. Bölüm 1 GİRİŞ

Motosiklet Bakım Ürünleri

ELEKTRİK MOTORLARINDA VE UYGULAMALARINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ. Fatih BODUR

BUJİ İLE ATEŞLEMELİ MOTORLARDA TEK NOKTA YAKIT ENJEKSİYON VE KARBÜRATÖR SİSTEMLERİNİN PERFORMANSA ETKİLERİ ÜZERİNE DENEYSEL BİR ARAŞTIRMA

DENİZ MOTORLARI. e. Egzoz Sistemi Motor içinde yanma sonrası oluşan kirli gazların dışarı atılmasını sağlayan sistem.

ELEKTRİKLİ SEVK SİSTEMLERİNDE HATVE KONTROLLÜ PERVANELER İLE SABİT HATVELİ PERVANE MEKANİZMALARI ARASINDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ KARŞILAŞTIRMASI

T.C. TRAKYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

Motorlu Taşıtlar Temel Eğitimi, Uygulama Çalışması DEÜ Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü

Kendi hayatını yaşa. Sürüş hazzından vazgeçme.

3045E 50 Hp altındaki tüm ihtiyaçlarınız için 8+2 vites Hidrolik Dümenleme ECO PTO 4 adet hidrolik güç çıkışı

Her işte. ISB e. Avrupa Otomotiv Motorları PS

YENİ BOYUTLU DİREKSİYON KULLANIMI

GERİ KAZANIMLI FREN SİSTEMİ "REGENERATIVE ENERGY" REGEN ENERGY REJENERATİF ENERJİ

8. Silindirlerin Düzenleniş Şekline Göre

NEW HOLLAND. T8 Auto Command Serisi

S Ü L E Y M A N D E M İ R E L Ü N İ V E R S İ T E S İ M Ü H E N D İ S L İ F A K Ü L T E S İ M A K İ N A M Ü H E N D İ S L İ Ğ İ B Ö L Ü M Ü

İŞİNİZİ ZİRVEYE ÇIKARIN!

Değişik Sürüş Şartları Altında Bir Yolcu Otobüsünün Motor Odası Sıcaklık Dağılımının Belirlenmesi

%RVFK U QOHUL %BIB GB[MB LJMPNFUSF EBIB B[ ZBLºU

DETAYLAR TEKNİK BİLGİLER. Motor sistemi Motor Hacmi Şanzuman Yakıt Tankı Maksimum Güç Fren Sistemi Ağırlık

Dizel Motorlarında Enjeksiyon Basıncı ve Maksimum Yakıt Miktarının Motor Performansı ve Duman Emisyonlarına Etkilerinin İncelenmesi

Transkript:

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 (167 173) AKU J. Sci. Eng. 16 (2016) 015901 (167 173) DOI: 10.5578/fmbd.22057 Araştırma Makalesi / Research Article Taşıt Vites Kutularında Kademe Artışının Analizi Faruk Emre AYSAL 1, Hüseyin BAYRAKÇEKEN 1 ve Zekeriya GİRGİN 2 1 Afyon Kocatepe Üniversitesi. Teknoloji Fakültesi, Otomotiv Mühendisliği Bölümü, Afyonkarahisar. 2 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Denizli. e posta: faysal@aku.edu.tr Geliş Tarihi:18.01.2016; Kabul Tarihi:26.02.2016 Anahtar kelimeler Taşıt Dinamiği; Taşıt Simülasyonu; Manuel Vites Kutusu; Redüksiyon Oranı. Özet Bu çalışmada otomotiv endüstrisinde yeni teknolojilerin geliştirilmesi ve taşıtlarda yakıt tüketimini azaltıcı, sürüş konforunu arttırıcı araştırmalar son zamanlarda oldukça hız kazanmıştır. Düşünülen her yenilik ve gelişimin doğrulanmadan denenmesi otomotiv sektörü için yüksek bir maliyete sebep olmaktadır. Bu tür bir yaklaşım üretici firmalar ve araştırmacılar için büyük bir zaman kaybına yol açmaktadır. Bu sebeplerden dolayı taşıt üzerinde yapılacak geliştirmeler öncelikle çeşitli simülasyon programlarında gerçekleştirilmektedir. Simülasyon sonuçları bir sonraki aşamada gerçek zamanlı çalışmalarla desteklenerek prototip üretimine geçilmektedir. Yapılan çalışmalarda simülasyon ortamı olarak Msc. Adams ve AMSim gibi birçok farklı programlar kullanılabilmektedir. Simülasyon çalışmalarında kullanılan programlar arasında en yaygın kullanılan simülasyon ortamı Matlab/Simulink programıdır. Bu çalışmada dört ve beş vitesli manuel şanzımanların aynı taşıtta kullanılmasını karşılaştırmak amacıyla Matlab/Simulink ortamında simülasyonlar yapılmıştır. The Analysis of Level Increasement at the Vehicle Gearboxes Keywords Vehicle Dynamics; Vehicle Simulations; Manual Transmission; Reduction Ratio. Abstract In recent years, investigations show gain on the development of new technologies in the automotive industry, even that especially to reduce fuel consumption and increase to driving comfort. In automotive industry R&D process leads to very high cost if contemplated each implements without verification. Even that, one such approach is cause to great waste of time for Producer Company and researcher. For these reasons, developments will be carried out primarily on vehicles. These improvements are developed by using various simulation programs. If the simulation results supported with a real time simulation, as a second step is beginning of the started the prototype production. In the performed studies, many different programs such as AMSim and Msc. Adams, can be used as the simulation environment. One of the most important and commonly used simulation program is Matlab/Simulink. In this study, five and four Speed manual transmissions are simulated in Matlab/Simulink to compare the results at the same vehicle. Also, the effects of the reduction ratio were examined for both of two transmissions Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. Giriş Otomotiv endüstrisinde son yıllarda sürüş ve yakıt verimini arttırmak üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Motorda üretilen gücün tekerleklere kadar ulaştırılmasını sağlayan güç aktarma organları içerisinde şanzıman, taşıt performansında ve yakıt ekonomisinde önemli bir rol oynamaktadır. Şanzımanların çok sayıda çeşidi bulunmakla birlikte halen geliştirme çalışmaları hızla sürmektedir. Taşıt ve şanzıman fonksiyonel sistem olarak alınırsa vites sayısı, her bir vitesin redüksiyon oranı ve bileşke redüksiyon oranı değerlendirilip, vites kutusu tasarımının ve kontrolünün nasıl olacağına karar verilebilir. Tasarımcı taşıtın maksimum hızını, taşıta uygun ivmelenmeyi, taşıt için gerekli tırmanma performansını ve işletme koşullarını dikkate alarak karar vermektedir. Ayrıca tasarım açısından

sınırlandırmaya neden olan bir diğer etki de şanzımanın güç aktarımındaki verimi ve özellikle yakıt tüketimidir (Aysal, 2014). Manual şanzımanlar yaklaşık olarak %96,2 verime sahiptir ki, bu verim şanzımanlar için en yükseğidir. Güncel otomatik şanzımanların ise verimleri %86,3 ten daha yüksek değildir. CVT şanzımanların en büyük avantajının motor yönetiminde en verimli yakıt tüketim şekli olmasına rağmen kayışlı tip CVT şanzımanların verimi %84,2 mertebesindedir (Kulkarni et al. 2007). Taşıtlarda şanzıman kullanımı tarihsel süreçte 3 vitesli şanzıman ile başlamış ve 4 vitesli şanzıman kullanımı ile ticarileşmiştir. Kullanılan motor kapasitelerinin, motor çalışma devirlerinin, yakıt enjeksiyon ve yanma sistemlerinin yıllar içinde gelişmesi sonucunda şanzımanların da geliştirilmesi gerekmiştir. Ağır ticari taşıtlarda 10 24 yolcu otobüslerinde 6 12 gibi yüksek sayıda vitesler kullanılabilirken, binek otomobillerde genel olarak 4 ve 5 vitesli şanzıman kullanımı tercih edilmiştir. Son yıllarda ticari firmalar tarafından 6 7 ve 8 vitesli şanzımanlar kullanılmaya başlanmıştır. 9 ve 10 vitesli şanzımanlar konsept araçlarda denenmekte ve teknolojik olarak Ar Ge çalışmaları devam etmektedir. Bunun sebebi vites sayısı arttıkça motor gücünün daha verimli kullanılması ve yakıt tasarrufunun artmasıdır. Buna karşılık vites sayısını arttırmanın tasarımın karmaşıklaşması ve kullanımı zorlaştırması gibi dezavantajları da mevcuttur. Yamamoto ve ark. (2001), Aisin firması için dört vitesli otomatik şanzımandan daha iyi performans sağlayan ve daha az yer kaplayan, vites kutusunda planet dişli kullanılan beş vitesli bir otomatik şanzıman geliştirmiştir. Scherer (2003), Alman ZF firmasına sunduğu altı vitesli otomatik şanzımanda beş vitesli otomatik şanzımanla karşılaştırıldığında toplam bileşen sayısını %29, toplam şanzıman uzunluğunu %6 azaltmış ve kontrol metodunun kalitesini ve cevap verme süresini iyileştirmiştir. Greiner ve ark. (2004), Mercedes Benz firması için yedi vitesli bir şanzıman üretmişlerdir. Üretilen şanzımanla şanzıman kontrolörünün cevap verme süresi kısaltılmış ve önceki bütün otomatik şanzımanlardan daha iyi bir ivmelenme performansı sağlanmıştır. Kondo ve ark. (2007), Toyota firmasına sekiz vitesli bir otomatik şanzıman sunmuşlardır. Altı vitesli otomatik şanzımanla karşılaştırıldığında yakıt tüketiminde %6,5 tasarruf sağlanmıştır. Araştırmalar vites sayısının taşıt performansında ve özellikle yakıt kullanım veriminde önemli bir etmen olduğunu göstermiştir. Şanzımanların geliştirilmesinde araştırma konularından birisi de her bir vites kademesindeki redüksiyon oranı aralığı seçimi ya da toplam redüksiyon oranı olarak belirlenebilir (Lechner and Naunheimer 1999). Otomotiv endüstrisinde yeni teknolojilerin geliştirilmesi ve taşıtlarda yakıt tüketimini azaltıcı, sürüş konforunu arttırıcı araştırmalar son zamanlarda oldukça hız kazanmıştır. Düşünülen her yenilik ve gelişimin doğrulanmadan denenmesi otomotiv sektörü için yüksek bir maliyete sebep olmaktadır. Ayrıca böyle bir yaklaşım üretici firmalar ve araştırmacılar için büyük bir zaman kaybına yol açmaktadır. Bu sebeplerden dolayı taşıt üzerinde yapılacak geliştirmeler öncelikle çeşitli simülasyon programlarında geliştirilmektedir. Simülasyon sonuçları bir sonraki aşamada gerçek zamanlı çalışmalarla desteklenirse prototip üretimine geçilmektedir. Yapılan çalışmalarda simülasyon ortamı olarak Msc. Adams, AMSim gibi birçok farklı program kullanılmıştır. Bu programların başında Matlab/Simulink gelmektedir (Kulkarni et al. 2007, Srivastava and Haque 2009, Liu et al. 2011, Zheng et al. 2011). Günümüzde kısmi olarak dört vitesli taşıtların kullanılmasına devam edilmekle beraber genel olarak beş vitesli taşıtların kullanımı oldukça yaygındır. Altı ve yedi vites gibi yüksek vites sayılı taşıtların kullanımı ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. Bu durum vites sayılarındaki artışın taşıta karakteristik etkilerinin ortaya konulmasını gerekli hale getirmiştir. Vites sayısı artışının taşıt üzerindeki etkileri, dört ve beş vitesli şanzımanlar aynı taşıtta karşılaştırılarak elde edilebilmektedir. Bu çalışmada dört ve beş vitesli manuel şanzımanların aynı taşıtta kullanılmasını karşılaştırmak amacıyla Matlab/Simulink ortamında simülasyonlar yapılmıştır. Simülasyonlarda her iki şanzıman içinde farklı redüksiyon oranlarının etkileri de incelenmiştir. AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 168

2. Materyal ve Metot Vites sayılarının ve vites kademelerindeki redüksiyon oranlarının taşıt üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla dört ve beş vitesli şanzımana sahip bir taşıt modeli oluşturulmuştur. Artan vites kademesi incelendiğinde elde edilen verilerin dört ve beş vitesli taşıtta daha anlaşılır olduğu görülmüştür. Bu sebeple günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanan altı vitesli şanzıman modelleri yerine dört ve beş vitesli şanzıman modelleri değerlendirmeye alınmıştır. Dört vitesli taşıt için oluşturulan model Şekil 1 de görülmektedir. Model; içten yanmalı motor, kavrama, şanzıman ve taşıt gövdesi için ayrı alt sistemleri içermektedir. Taşıtın sürücü kontrol sinyalleri Matlab/Simulink araçlarından Signal Builder ile yapılmıştır. Signal Builder den çıkan vites kontrol sinyalleri bir sinyal birleştirici ile toplanarak şanzımana iletilmiştir. Kavramaya uygulanan basınç ve gaz kelebeğinin açıklığını karakterize eden sinyal ayrı ayrı kavrama ve içten yanmalı motor alt sistemlerine iletilmiştir. Taşıtın modellenmesinde 100 kw gücünde, maksimum güçteki hızı 5500 rpm, maksimum devri 8000 rpm olan sıkıştırma ile ateşlemeli dört silindirli bir içten yanmalı motor kullanılmıştır. Signal builder da işlenen sürücünün gaz kelebeğiyle ilgili davranış sinyali matematiksel sinyallari S domain in den fiziksel sinyale dönüştüren S PS (Simulink to Phsycal Signal) dönüştürücü ile fiziksel sinyale dönüştürülerek gaz kelebeğine iletilmiştir. Motor alınan güç fiziksel sinyali PS S (Phsycal Signal to Simulink) dönüştürücü ile grafiğe aktarılmıştır. Motor çıkış şaftına eklenen devir sensörü ile de motorun krank çıkışındaki devri ölçülüp üst sisteme çıktı olarak verilmiştir. Oluşturulan sistem manuel şanzıman sistemi olduğu için kuru tip kavrama kullanılmıştır. Bu çalışmanın odak noktası şanzıman dişli sayısı ve redüksiyon oranıdır. Bu nedenle yapılan modelleme için hali hazırda Matlab/Simulink ortamının içinde gömülü bulunan kavrama sistemi bu tasarım için kullanılmıştır. Bu sistemde signal builder dan alınan S uzayındaki sinyal S PS dönüştürücü ile fiziksel sinyale dönüşmektedir. İdeal kuvvet üreticisinin güç kaynağı düğmesi S ye bağlanan sinyal ile kavrama için gerekli basınç kuvveti sağlanmaktadır. Kavrama sisteminde kavrama kontrol mekanizması ve kavrama sürtünme kuvveti alt sistem olarak tasarlanmıştır. Kavramadaki sürtünme kuvveti, Simdriveline menüsündeki iki dönel parça arasında kuvvet iletimini sürtünme kuvvetiyle sağlayan basit bir baskı balata ikonu ile şanzımana iletilecek şekilde kavrama sistemi tamamlanmıştır. Kavramada oluşan tork değişimini ölçmek amacıyla kavramanın bağladığı şafta Simulink kütüphanesinden ideal tork sensörü eklenmiştir. Sensörden alınan verileri PS S dönüştürücü ile üst sisteme gönderilerek grafiğe aktarılmıştır. Şekil 1. Dört Vitesli Taşıt Simulink Modeli Simülasyon modelinde vites sayısının etkisini incelemek amacıyla dört vitesli şanzımanla karşılaştırılmak üzere ayrıca beş vitesli şanzıman modeli tasarlanmıştır. Dört vitesli manuel şanzıman kısmında açıklanandan farklı olarak beş vitesli AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 169

şanzıman ve taşıtın sinyal diyagramı modellenmiştir. Her iki modelde de şanzımanlar geleneksel manuel şanzıman sistemine uygun olarak tasarlanmıştır. 3. Bulgular Oluşturulan simülasyonda kullanılan şanzımanların dişli oranları (S1) bir ticari firmanın katalog değerlerine uygun şekilde tasarlanmıştır. Örneğin dört vitesli şanzıman için temel alınan dişli oranları her bir kademe için 0.1 aralıkla arttırılmıştır. 1. vites için 2,8 değerine ulaşıldığında motor maksimum devrine ulaştığı için daha fazla arttırılamamıştır. Tablo 1. Dört ve Beş Vitesli Taşıtlarda Vites Kademelerinde Dişli Oranlar kendi içindeki redüksiyon oranı değişimine göre hem de iki şanzımanın ticari firmadan alınan katalog değerleri için analiz edilmiştir. 3.1. Dört ve Beş Vitesli Taşıtta Redüksiyon Oranına Göre Aktarılan Devir Şekil 2 de dört vitesli şanzıman için elde edilen motor devri verileri görülmektedir. Vites değişimlerinde devirde olan dalgalanma grafikten açıkça görülmektedir. Örnek olarak 5 ila 10. saniyeler arasında 3 eğride önce lineer olarak artmış sonrasında hemen hemen sabit kalıp eğimi sıfırlanmış ve sonrasında lineer olarak sert bir şekilde düşerek tekrar lineer şekilde artışa geçmiştir. Dört Vitesli Taşıtta Vites Kademelerinde Dişli Oranları S1 S3 S5 1. VİTES 2,598 2,8 2,8 2. VİTES 1,460 1,6 1,8 3. VİTES 1 1,2 1,4 4. VİTES 0,723 0,9 1 Beş Vitesli Taşıtta Vites Kademelerinde Dişli Oranları S1 S3 S5 1. VİTES 3,58 3,9 4,1 2. VİTES 1,93 2,2 2,4 3. VİTES 1,32 1,6 1,8 4. VİTES 0,95 1,2 1,4 5. VİTES 0,77 1 1,2 Aynı şekilde ikinci vites 2,11 üçüncü vites 1,5 dördüncü vites ise 1,13 değerine kadar 0,1 er aralıkla arttırılmıştır. Çok farklı sayıdaki dişli oranlarının karşılaştırılması yerine ortaya çıkan grafiklerin daha iyi anlaşılabilmesi amacıyla 3 dişli oranı kombinasyonu S1, S3 ve S5 esas alınmıştır. (Tablo 1) Aynı çalışma beş vitesli taşıt için de yapılmıştır. Her iki şanzımanın analiz sonuçları hem Şekil 2. Dört Vitesli Taşıtta Aktarılan Devir Şekil 3 te beş vitesli şanzıman için elde edilen aktarılan devir verileri görülmektedir. Dört vitesli taşıtla benzer olarak rölantiden 1. vitese geçiş aşaması olan ilk 5 saniyede sonrasında 2. vitese geçiş bölgesi olan 5 8. saniyeler arasında, 3. vitese geçiş bölgesi 8 12. saniyeler arasında ve 4. vitese geçiş bölgesi olan 12 17. saniyeler arasında 5. vites bölgesi olan 17 22. saniyeler arasında görülmektedir. Bu döngünün ilk aşaması olan lineer artışta gaz kelebeği tam açık pozisyonda olduğundan taşıt hızlanmakta ve dolayısıyla aktarılan devir de artmaktadır. İkinci aşamada sürücünün debriyaja basması sinyal olarak simülasyona yansımaktadır. Bu durumda aktarılan devir sabit kalırken vites değişikliği gerçekleşmektedir. Vites değişimi sonrasında beklenilen şekilde aktarılan devir düşerek gaz kelebeğinin tekrar açılmasıyla aktarılan devir tekrar artmaktadır. AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 170

Şekil 2. Beş Vitesli Taşıtta Aktarılan Devir 3.2. Dört ve Beş Vitesli Taşıtta Redüksiyon Oranına Göre Aktarılan Güç Şekil 4 te dört vitesli şanzıman kullanımında aktarılan güç verileri görülmektedir. Vites değişimlerinde güçte olan dalgalanma grafikten açıkça görülmektedir. Örnek olarak 5 ila 10. saniyeler arasında üç eğri de önce lineer olarak artmış sonrasında hemen hemen sabit kalıp eğimi sıfırlanmış ve sonrasında lineer olarak sert bir şekilde düşerek tekrar lineer şekilde artışa geçmiştir. Eğrilerde bu durum benzer olarak rölantiden 1. vitese geçiş aşaması olan ilk 5 saniyede sonrasında 2. vitese geçiş aşaması olan 5 10. saniyeler arasında, 3. vitese geçiş aşaması 10 17. saniyeler arasında ve 4. vitese geçiş aşaması olan 17 25. saniyeler arasında görülmektedir. Bu döngünün ilk aşaması olan lineer artışta gaz kelebeği tam açık pozisyonda olduğundan motordan sağlanan güç lineer olarak artmaktadır. İkinci aşamada sürücünün debriyaja basması sinyal olarak simülasyona yansımaktadır. Bu durumda aktarılan güç S1 oranları için sabit kalırken S3 ve S5 oranları için kavrama kontrolündeki eksiklikten dolayı güç kesilmesi gerçekleşmektedir. yükselmektedir. Şekil 5 te beş vitesli şanzıman için aktarılan tahrik gücü verileri görülmektedir. Dört vitesli taşıtla benzerlik göstermekle beraber rölantiden 1. vitese geçiş aşaması ilk 5 saniyede, 2. vitese geçiş bölgesi 5 8. saniyeler arasında, 3. vitese geçiş bölgesi 8 12. saniyeler arasında ve 4. vitese geçiş bölgesi 12 17. saniyeler arasında 5. vites bölgesi 17 22. saniyeler arasında oluşmaktadır. Şekil 4. Beş Vitesli Taşıtta Aktarılan Güç 3.3. Dört ve Beş Vitesli Taşıtta Aktarılan Gücün Karşılaştırılması Taşıtlarda şanzımanların vites sayısının taşıta olan etkilerini incelemek amacıyla dört ve beş vitesli taşıtın aktarılan devri ve sürücü sinyalleri karşılaştırılmıştır. Şekil 6 da sürücü sinyallerinin diğer kademeler içinde örnek olması için 2. vites geçişindeki durumlarının karşılaştırılması verilmiştir. 2. vites için sürücünün davranışını karakterize eden sinyaller dört ve beş vitesli taşıtta aynı vites kademesindeki geçiş zamanlamasını farklı olduğunu göstermektedir. Şekil 3. Dört Vitesli Taşıtta Aktarılan Güç Vites değişimi sonrasında beklenilen şekilde aktarılan güç düşerek gaz kelebeğinin tekrar açılmasıyla aktarılan tahrik gücü tekrar Şekil 6. İkinci Vites Kademesinde Beş ve Dört Vitesli Taşıtın Sürücü Sinyallerinin Karşılaştırılması Beş vitesli taşıtta A1 noktasında senkromeç 2. vites dişlisi ile kavraşmaya başlamakta, A2 noktasında kavraşmayı tamamlamaktadır. A3 noktasında AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 171

senkromeç 2. vites dişlisinde ayrılmaya başlamakta ve A4 noktasında ayrılma tamamlanmaktadır. Aynı şekilde dört vitesli taşıtta 2. vites dişlisi ile senkromeç B1 noktasında kavraşmaya başlamakta ve B2 noktasında kavraşma tamamlanmaktadır. B3 noktasında senkromeç 2. vites dişlisinden ayrılmaya başlamakta ve ayrılma B4 noktasında tamamlanmaktadır. Beş vitesli taşıt 2. viteste 4,85 (A1 A4) saniye giderken dört vitesli taşıtta 7,1 (B1 B4) saniye gitmiştir. Şekil 8 den görüldüğü gibi bu durum dört vitesli taşıtın 2. viteste daha yüksek devire çıkmasına sebep olmaktadır. Bu durumda, beş vitesli şanzıman kullanımı taşıtın yakıt sarfiyatı açısından daha ekonomik olmasına imkân vermektedir. Şekil 7 de aktarılan devirlerinin karşılaştırılması görülmektedir. Grafikten görüldüğü gibi eğriler karakteristik olarak birbirinin hemen hemen aynısıdır. Ancak vites değişim zamanlarının ve vites sayılarının farklılıklarından dolayı maksimum ve minimum noktaları farklı oluşup farklı profiller oluşmuştur. Dört vitesli taşıtta aktarılan devir aynı vitesin maksimum noktalarında beş vitesli taşıta göre ortalama %19 daha yüksek olmaktadır. tasarrufu açısından daha ekonomik olmasının sebebi redüksiyon oranının beş vitesli şanzımanın 1. vitesinden düşük olmasıdır. Dört vitesli taşıtta aktarılan devir aynı vites kademesi için beş vitesli taşıta göre ortalama %19 daha yüksek olmaktadır. Dört vitesli taşıtta aynı vites kademesi için beş vitesli taşıta göre daha yüksek devir aktarılmasına rağmen daha düşük tork iletilmektedir. Bu durum da beş vitesli taşıtın yakıt tasarrufu açısından daha etkin bir çözüm olduğunu göstermektedir. Kaynaklar Aysal, F.E., Vites Kademesindeki Artışın Taşıta Olan Etkisinin Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014. Greiner, J., Doerr, C., Nauerz, H. and Graeve, M. (2004). The New "7G TRONIC" of Mercedes Benz: Innovative Transmission Technology for Better Driving Performance, Comfort and Fuel Economy. SAE paper, No. 2004 01 0649. Kondo, M., Hasegawa, Y., Takanami, Y., Arai, K., Tanaka, M. and Kinoshita, M. (2007). Toyota AA80E 8 Speed Automatic Transmission with Novel Powertrain Control System. SAE paper, No. 2007 01 1311. Kulkarni, M., Shim, T. and Zhang, Y. (2007). Shift dynamics and control of dual clutch transmissions. Mechanism and Machine Theory, 168 182. Şekil 5. Dört ve Beş Vitesli Taşıtta Aktarılan Devrin Karşılaştırılması 4. Tartışma ve Sonuç Taşıtlarda yakıt tüketimi taşıtın motor torku, motor gücü ve devir sayısına bağlı olmasının yanı sıra kavrama şanzıman gibi güç aktarma organlarından elde edilen tork, güç ve devir aktarımı gibi parametrelerle doğrudan ilişkilidir. Dört vitesli taşıt ile beş vitesli taşıtın 2 3 ve 4. vitesleri karşılaştırıldığında beş vitesli taşıtta daha düşük devirlerde ikinci, üçüncü ve dördüncü vites kademeleri sağlanmıştır (Şekil 7). Dolayısıyla 1. vites hariç beş vitesli taşıtta yakıt tüketimi daha az olmaktadır. 1. vites de dört vitesli taşıtın yakıt Lechner, G. and Naunheimer, H. (1999). Automotive Transmissions Fundamentals Selection Design And Aplication. Stutgart and Augsburg: Springer. Liu, Y., Qin, D., Jiang, H., Liu, C. and Zhang, Y. (2011). Clutch torque formulation and calibration for dry dual clutch transmissions. Yi Zhang, 218 227. Scherer, H. (2003). ZF 6 Speed Automatic Transmission for Passenger Cars. SAE paper, No. 2003 01 0596. Srivastava, N. and Haque, I. (2009). Nonlinear dynamics of a friction limited drive: Application AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 172

to a chain continuously variable transmission (CVT) system. Journal of Sound and Vibration (321), 319 341. Yamamoto, Y., Nishida, M., Suzuki, K., Saitou, M. and Tsutsui, H. (2001). New Five Speed Automatic Transmission for FWD Vehicles. SAE paper, No.2001 01 0871. Zheng, C. H., Lim, W. S. and Cha, S. W. (2011). Performance Optımızatıon Of CVT For Two Wheeled Vehıcles. International Journal of Automotive Technology, 12(3), 461 468. AKÜ FEMÜBİD 16 (2016) 015901 173