Dört tekerlekli elektrikli scooter tasarımı ve imalatı
Design and manufacturing of four wheel electric scooter
Yazar: TUĞCAN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. OSMAN ÇULHA
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Elektrikli skuterler, sürdürülebilir ulaşımın teşvik edilmesi ve içten yanmalı motorlu araçların oluşturmuş olduğu karbon emisyonu, gürültü kirliliği ve trafik sorunları gibi çevresel etkilerin azaltılması açısından önemli bir role sahiptir. Son yıllarda artan ekolojik kaygılar ve enerji verimliliği odaklı politikalar, elektrikli skuterlere olan talebi artırmıştır. Birçok ülke, karbon salınımını azaltmak ve trafik sorunlarıyla mücadele etmek için elektrikli skuterlere teşvikler sunmaktadır. Ticari olarak da önemli bir potansiyel taşıyan elektrikli skuterler, şehir içi ulaşımın hızlı ve pratik bir şekilde sağlanmasına olanak tanıyarak, şirketlerin lojistik operasyonlarında da kullanılmaktadır. Bu sebeplerle, elektrikli skuterler sadece bir ulaşım aracı olarak değil, aynı zamanda çevresel sürdürülebilirlik ve işletmelerin operasyonel etkinliği açısından da önemli bir yer tutmaktadır.
Bu çalışma, Türkiye'de ilk kez geliştirilen dört tekerlekli elektrikli skuter üzerine odaklanmaktadır. Çalışma konusu skuter, sürdürülebilir ulaşımın teşvik edilmesi ve kentsel hareketliliğin iyileştirilmesi amacıyla tasarlanmış ve imal edilmiştir. İki tekerlekli skuterlere göre dört tekerlekli skutere duyulan ihtiyaç, çeşitli avantajlara dayanmaktadır. Bu avantajlar arasında yüksek stabilite ve güvenlik, artırılmış yük taşıma kapasitesi, ergonomik konfor özellikleri bulunmaktadır. Dört tekerlekli skuterin sunduğu bu avantajlar, özellikle şehir içi ulaşım ve ticari kullanım açısından önemli faydalar sağlamaktadır. Dört tekerlekli skuterin tasarımı, engebeli zeminlerde ve yoğun trafik koşullarında daha dengeli bir sürüş sağlayarak kaza riskini azaltmakta ve güvenliği artırmaktadır. Ayrıca, geniş yük taşıma kapasitesi, ticari kullanım ve lojistik operasyonlar için önemli bir avantaj oluşturmaktadır. Ergonomik tasarım ve geliştirilmiş mekanik özellikleri ile uzun süreli sürüşlerde kullanıcı konforunu artırmakta ve sürücüye büyük kolaylık sağlamaktadır.
Çalışma kapsamında, dört tekerlekli elektrikli skuterde kullanılacak olan komponentler, şasi ve bağımsız süspansiyon sisteminin tasarımları gerçekleştirilmiştir. Çift tekerlek içi motor bağlantısı sağlanmış ve diğer elektronik komponentler ile entegrasyonu gerçekleştirilmiştir. Tasarımı tamamlanan şasi için sanal simüle ortamda St34, Alüminyum 6061-T6 ve Alüminyum 7075-T6 malzemeleri tanımlanarak sonlu elemanlar yöntemi ile maksimum Von Mises gerilimleri, toplam deformasyon, emniyet güvenlik katsayısı, yorulma ömrü, yorulma hasarı ve yorulma emniyet güvenlik katsayısı analiz edilmiştir. Prototip üretimi tamamlanan skuter gerçek ortam şartlarında saha testlerini başarı ile tamamlanmıştır. Bu bağlamda, gerçek üretim koşullarında imal edilen skuter ürünü üzerinde test ve karakterizasyon çalışmaları tamamlanmış olup, söz konusu ürün kullanıcı dostu ve ergonomik tasarımıyla gelişmiş fiziksel ve mekanik özelliklere sahip olacak şekilde üretilmiştir. Sonuç olarak, bu tez, Türkiye'nin elektrikli skuter sektöründeki yerini güçlendirmeyi amaçlamaktadır. Yerel üretim ve yenilikçi teknolojiyi bir araya getirerek sürdürülebilir ulaşımın teşvik edilmesine katkıda bulunmayı hedeflemektedir.

Abstract:
Electric scooters play a crucial role in promoting sustainable transportation and reducing environmental impacts such as carbon emissions, noise pollution, and traffic issues created by internal combustion engine vehicles. In recent years, growing ecological concerns and energy efficiency-focused policies have increased the demand for electric scooters. Many countries offer incentives for electric scooters to reduce carbon emissions and address traffic issues. Moreover, electric scooters hold significant commercial potential, enabling fast and practical urban transportation and being utilized in logistical operations by companies. For these reasons, electric scooters are important not only as a mode of transportation but also in terms of environmental sustainability and operational efficiency for businesses.
This study focuses on the development of the first four-wheeled electric scooter in Turkey. The scooter in question has been designed and manufactured to promote sustainable transportation and improve urban mobility. The need for four-wheeled scooters, compared to their two-wheeled counterparts, is based on several advantages. These advantages include high stability and safety, increased load-carrying capacity, and ergonomic comfort. The benefits offered by four-wheeled scooters, particularly in urban transportation and commercial use, are substantial. The design of the four-wheeled scooter provides a more stable ride on uneven surfaces and in heavy traffic conditions, thereby reducing the risk of accidents and enhancing safety. Additionally, the expanded load-carrying capacity constitutes a significant advantage for commercial use and logistical operations. With its ergonomic design and improved mechanical features, the scooter enhances user comfort during long rides and provides considerable ease for the driver.
Within the scope of this study, the design of the components, chassis, and independent suspension system for the four-wheeled electric scooter has been carried out. Dual hub motor connections have been implemented, and integration with other electronic components has been completed. For the completed chassis design, materials such as St34, Aluminum 6061-T6, and Aluminum 7075-T6 were defined in a virtual simulation environment, and analyses including maximum Von Mises stresses, total deformation, safety factor, fatigue life, fatigue damage, and fatigue safety factor were performed using the finite element method. The prototype scooter has successfully completed field tests under real-world conditions. In this context, testing and characterization of the scooter produced under real manufacturing conditions have been completed, resulting in a user-friendly and ergonomically designed product with advanced physical and mechanical features. Ultimately, this thesis aims to strengthen Turkey's position in the electric scooter sector and contribute to promoting sustainable transportation by combining local production with innovative technology.