Üç tekerlekli motosiklet için bağımsız süspansiyon sistemi tasarımı ve analizi

Abstract

Taşıtlarda kullanılan modern anlamdaki süspansiyon 1907 yılında başvurulan bir patentlenle teknolojiye kazandırılmıştı. Takip eden yüzyıl boyunca farklı türlerde süspansiyon sisteminin tasarımı görülmüştür. Süspansiyonun araç dinamiğine ve konfora olan etkisi nedeniyle taşıt üreticileri bu alanda farklı konseptler denemeye devam etmektedir. Günümüzde üretilen üç tekerlekli motosikletler incelendiğinde ise genellikle yük taşıma amaçlı kullanıldığı için, bunun neticesinde oluşan müşteri profiline göre üreticiler tarafından süspansiyon sitemine yeterli önem verilmediği gözlenmiştir. İnternet üzerinden alışveriş ve son adım teslimat sektöründeki gelişmeler motokurye pazarında ve motosiklet kullanımında bir artış eğilim göstermektedir. Bu pazardaki teslimat firmaları ve çalışanlarının kullanabilecekleri araçlar arasında konfor ve yük taşıma kapasitesi arasında tercih yapmaları gerekmektedir. Araç dinamiği iyi olan motosikletler yük taşıma kapasitesi için yetersiz olurken yük taşıma için yapılmış 3 tekerlekli motosikletler ise süspansiyon sistemi nedeniyle konfor açısından yetersiz gelmektedir. Bunun temel nedeni arka aks üzerine bağlı olan 2 tekerleğin de birbirine göre bağlı hareket etmeye zorlayan tasarıma sahip olmasıdır. Bu tez çalışması kapsamında üç tekerlekli motosiklet için bağımsız süspansiyon sistemi tasarımı yapılarak bu sektördeki ihtiyaçlara çözüm getirilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışmasının ilk aşaması olarak pazar araştırması yapılarak kullanıcıların ihtiyaçları tespit edilmiştir. Yapılan araştırmalar sonucu tespiti yapılan konunun doğru olduğu ve motokuryelerin bu alanda ihtiyacı olduğu görülmüştür. Çalışmaya literatür araştırması süspansiyon sisteminin teorik çalışma yapısı incelenerek başlanmıştır. Bu sırada pazardaki mevcut ürünler üzerinden incelemeler yapılarak farklı konseptler incelenmiştir. Süspansiyon ve araç yerleşimi ile ilgili temel bilgiye sahip olduktan sonra tasarım için gerekli modellemeler CATIA uygulaması üzerinden yapılmıştır. Modelleme neticesinde bağımsız süspansiyon sisteminin çalışması ve sıkışması gibi farklı kullanım koşullarında değerlendirme yapılmıştır. Uygun tasarımın belirlenmesi için optimizasyon yapmak adına farklı konumlandırmalar yapılarak süspansiyon çalışmasına etkisi incelenmiştir. Yapılan kıyaslamalar sonucu tek seferde araç paketinin izin verdiği en iyi çözümü bulmak için çeşitli MATLAB kodları yazılmıştır. Çözüm kümesinden optimum noktalar elde edildikten sonra 3d modelleme yapılarak son kontroller yapılmıştır. Süspansiyonun araç üzerindeki konumu belirlendikten sonra bu durumdaki yükleme koşulları ve her bir durumda süspansiyonu sıkıştıran kuvvetler belirlenmiştir. Buna istinaden yay katsayıları belirlenip süspansiyon imalatçısı ile paylaşılmıştır. Tasarlanan sistemin sağlıklı çalışmasını kontrol etmek için fikstür üretilmiştir. Bu fikstür üzerinde süspansiyonun çalışma koşulları kontrol edilmiştir. Bağımsız süspansiyon çalışma hareketi kontrol edilerek aracın yatma hareketleri kontrol edilmiştir. Fikstür kontrolünde sistemin sağlıklı çalıştığı tespit edildikten sonra araç üretim aşamasına geçilebileceği görülmüştür. Tasarlanan sistemin gerçek araç üzerinde denenmesi için prototip motosiklet üretilmiştir. Motosiklet üzerine test için kullanılacak çeşitli veri toplayıcılar bağlanmıştır. Benzer motosikletlerin testlerinde kullanılan bir güzergahta çeşitli kullanım koşulları belirlenerek kontrollü testler yapılmıştır. Testler sonucunda tasarlanan sistemin rakiplerinden daha konforlu olduğu tespit edilmiştir. Tez çalışması boyunca yapılan tüm hesaplamalar ve tasarım iyileştirmelerinin amacına ulaştığı görülmüştür.