Bir Hidropnömatik Süspansiyon Sisteminin Modellenmesi Ve Analizi

Abstract

Bir taşıtın yol tutuşu, sürüş performansı ve komfor özellikleri, bu özellikleri etkileyen parametrelerin karakteri nedeniyle birbirine karşı taviz verilmesi gereken nitelikleri olmuştur. Özellikle mekanik süspansiyonlar için sürüş performansı ve komfor özellikleri birbirleri için ters yönlü çalışmaktadırlar. Her iki özelliği birbirinden taviz vermeden iyileştirmek adına yapılan çalışmalar, akümülatörlerin mekanik helezon veya makas yaylar yerine kullanılmasıyla başlamıştır. Mühendisler böylece sürüş performansından ve yol tutuşundan taviz vermeden komfor özelliklerini de iyileştirebilidikleri sistemler tasarlamaya başlayabilmişlerdir. Hidropnömatik süspansiyonlar, bu durum için bir dönüm noktasıdır ve günümüzde de birçok yolcu taşıtında, ağır taşıtlarda ve askeri taşıtlarda kullanılmaktadırlar. Citroen firması, hidropnömatik süspansiyonları satışa sunduğu araçlarda kullanmasıyla bilinmektedir. Bu tez çalışmasında hidropnömatik süspansiyonlar temel yay ve sönüm özellikleri bakımından incelenmiştir ve klasik mekanik süspansiyonlarla karşılaştırılmıştır. Sistemin basamak ve salınımlı uyarılara verdiği tepkiler transfer fonksiyonları oluşturularak incelenmiştir. Modellenen her farklı sönüm ve seviye ayarı sağlayıcı bileşen için mekanik süspansiyonla karşılaştırma yoluna gidilmiştir. Mekanik süspansiyon ve hidropnömatik süspansiyon arasındaki temel farklar anlaşılmaya ve yorumlanmaya çalışılmıştır.

The preferences of a vehicle’s definition in terms of ride performance and comfort characteristics have always been a compromise due to the nature of relevant affected system components. Both the comfort and ride performance are trade-off for each other for mechanical suspensions. The will to overcome this compromise and build vehicles outperforming in both these tasks has started with the implementation of accumulators instead of conventional helical or leaf springs. This has enabled the engineers to tune the system without compromising for ride comfort; implementing additional components to overcome the ride performance degredation. Hydropneumatic suspensions are the checkpoint for this task, and they are currently being used for passenger vehicles, heavy duty vehicles and military vehicles. Citroen is the most notable user of hydropneumatic suspension systems on its end products. This thesis studies hydropneumatic suspension systems in terms of basic suspension and damping characteristics, and compares it to conventional mechanical suspension systems. Transfer function responses are generated and analysed when the system is exposed to either step inputs, or undulating perturbations. Each case is simulated for mechanical suspension, and the hydropneumatic suspension with different sub-components such as the orifice, the checkvalve and leveling servo valve. Main differences between the hydropneumatic suspension and its mechanical predecessor are tried to be understood, and commented.