Ağır Ticari Araçlarda Debriyaj Yokuş Kalkış Testinin Simülasyonu

Abstract

Debriyaj, içten yanmalı motorlarda motor ile sanzıman arasında bulunan ve motordan sanzımana aktarılan tork miktarını düzenleyen bir aktarma organıdır. Gerektiğinde tork iletiminin kesilmesine yardımcı olmakta ve vites değistirilebilmesini sağlamaktadır. Kavrama devam ederken volan ile baskı komplesine bağlı baskı plakası arasındaki debriyaj balatası arasında sürtünme nedeniyle ısı enerjisi meydana gelir. Araç durgun halde hareketine basladığı sırada atalet maksimum olduğu için ilk kalkısta meydana gelen ısı en fazladır. Açığa çıkan ısı enerjisi debriyaj sistemi parçalarını ısıtır. Sürtünme esnasında iletilen ısı malzeme özelliklerine bağlı olarak parçalara belli oranlarda yayılmaktadır. Sıcaklık artısı, debriyajın sürtünen parçaları arasında, yani volan, debriyaj balatası ve baskı plakası arasında iletim yoluyla; çevredeki parçalara ise tasınım yoluyla iletilmektedir. Debriyajın düzgün çalısabilmesi için açığa çıkan ısıyı üzerinden atabilmesi ve soğuması gerekmektedir. Bu çalısmada sürücüye bağlı bir test olan debriyaj yokus kalkıs testi modellenmistir. Simülasyon, testin her asamasındaki ve sonundaki debriyaj muhafaza sıcaklıklarını araç testlerini yapmadan hesaplayabilmek için olusturulmustur. Bunun yanısıra simülasyon ile riskli görülen durumlar için önlem alınması, önemli araç parametrelerinin ve debriyaj sisteminin optimize edilmesi ve testin oldukça maliyetli ve zaman alıcı olmasından dolayı test boyunca yapılan masrafların önüne geçilmesi hedeflenmektedir. Bu testin simülasyonu simdiye kadar Ford Motor Company'de mevcut değildi. Simülasyon, sirket bünyesinde lisanslı olarak kullanılan GT-SUITE ticari yazılımıyla olusturulmustur. Aracın tamamı ve yol kosulları modellenmistir. Teste tabi tutulan araçlarda kullanılan kuru sürtünmeli tip debriyajın malzeme, ağırlık, yüzey alanı, atalet bilgileri kullanılmıs, bunlara ek olarak ağır ticari araçlara özgü bir termal kısmın korelasyonu geçmiste yapılmıs testlerle olusturulmustur. Bu araç modeli programdaki kontrol ünitesi ile birlikte birbirine bağlanmıstır. Simülasyonda sürücü test prosedürünü izlemektedir. Sürücü vitesi değistirmekte, gaz ve debriyaj pedallarına basmakta, aracı sürmekte ve 60 saniye bekletmektedir. Simülasyon sonucunda debriyaj muhafazası içerisindeki hava sıcaklıkları hesaplanmıstır ve sonuçlar üç farklı araçtan ölçülen sonuçlar ile karsılastırılmıstır.

Clutch hill start test is one of the most critical and specific vehicle tests for validating the clutch system. It helps us to understand the thermal capability of the clutch during repetitive vehicle operation. During the vehicle launch, the kinetic energy in the clutch is converted to heat with respect to the first law of thermodynamics. The heat dissipation takes place by conduction between the clutch's frictional components, while it takes place by convection to the environment. The components of the clutch are heated due to this process. The clutch must be capable of dissipating the heat throughout the assembly in order to cool itself down. If the clutch is exposed to extreme heat, it may potentially cease to function due to thermal destruction. The amount of dissipated heat energy in the clutch depends highly on several vehicle properties such as the transmission gear ratio, final drive ratio (FDR), tire size and vehicle mass. It also depends on the driver's operating behavior, namely, the duration of the gas and clutch pedal inflection. In this thesis, the simulation of clutch hill start test has been established. This type of simulation has not been available within the Ford Motor Company. It has been built on GT-SUITE commercial software. Not only has the entire driveline been created, but also a model for the driver. Furthermore, a thermal section has been created and optimized for heavy commercial vehicles. In this thesis, the simulation of clutch hill start test has been established. This type of simulation has not been available within the Ford Motor Company. It has been built on GT-SUITE commercial software. Not only has the entire driveline been created, but also a model for the driver. Furthermore, a thermal section has been created and optimized for heavy commercial vehicles. In the simulation, the driver changes the gears (first gear), drives the vehicle at a certain speed, stops it, and waits for 60 seconds. Then runs the vehicle again. The air temperature within the clutch housing is determined at the end of the simulation The simulation works in correlation with vehicle tests. The results have also been compared with recorded data from three physical vehicle tests.