Değişken sönümleme kuvvetlerine sahip hibrit amortisör tasarımı ve modellenmesi
Design and modeling of a hybrid shock absorber with variable damping
Yazar: MUHAMMET ALİ KAÇMAZ
Danışman: PROF. DR. ÖZLER KARAKAŞ
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Motosikletlerde süspansiyon sistemi genel olarak, sürüş dinamikleri ve
konfor bakımından önemli rolü olsa da asıl öncelik sürüş güvenliğinde tutulmalıdır.
Motosikletler diğer ulaşım araçlarına kıyasla daha tehlikeli sınıfta yer almaktadır.
Bu yüzden tasarım sürecinde sürüş güvenliğini düşürecek her unsurlardan
vazgeçilmelidir. Araştırma, alternatif bir ön süspansiyona sahip bir prototip
motosiklet (kısaca bisiklet) için daha güvenli bir süspansiyon sistemi sunmaktadır.
Motosikletlerin geleneksel ilk tercihi olan teleskopik çatallar mekanik prizmatik
mafsallardır, bu nedenle kayar parçalar arasındaki statik sürtünme ortadan
kaldırılamaz. Bu durum, özellikle eğilme sırasında süspansiyonun kenetlenmesi
nedeniyle yol uyarımlarına tepki verememesi riskli bir sonuç olarak görülür.
Tasarımda, entegre edilen mekanizma teleskopik çatalın eksikliklerini gideren
değişken sönümleme yeteneğine sahip bir süspansiyon modeli oluşturmaktadır.
Değişken sönümleme sistemine sahip ilk tasarımı ve altyapısının standart bir
modele oranla sönümleme kabiliyetini ne kadar geliştirdiği irdelenmiştir. Bu
kapsamda, öncelikle kaster açısı, sönümleme geometrisi ve süspansiyon
parametreleri incelenmiş, yapılan incelemeler sonucunda mekanizma tasarımı
yapılmıştır. Ön tasarımı yapılan mekanizmanın, 3 boyutlu matematik modeli
CATIA programında kurulmuş, bu model ile yapılan analizi sonuçları aynı tasarım
için CATIA DMU Kinematics ve Geogebra programlarında kurulan kinematik
modellerin konum analizi sonuçları kıyaslanmış ve büyük oranda uyum sağladığı
görülmüştür. Literatür araştırmasında incelenen tasarım hatalarının bu modelde
görülmemesi için analizler ile karşılaşılan hasar nedenlerini üzerinde durulmuştur.
Bu aşamada ANSYS programı kullanılarak süspansiyon sistemi farklı
frekanslardaki yüklemeler için optimize edilmiştir. Optimizasyon sonrasında
süspansiyon modeli üzerindeki geliştirmelerin sürüş karakterine etkisi
yorumlanmıştır. Son olarak mekanizmayı geliştirerek tam aktif sönümleme
seviyesine çıkaracak geliştirmeler ve etkileri tartışılmıştır.
ANAHTAR KELİMELER: Ön süspansiyon, Motosiklet, Değişken sönümleme,
Kaster açısı

Abstract:
Although the suspension system in motorcycles has an important role in
terms of driving dynamics and comfort, the main priority should be kept in driving
safety. Motorcycles are in a more dangerous class than other means of
transportation. For this reason, every element that will reduce driving safety should
be abandoned during the design process. The research provides a safer suspension
system for a prototype motorcycle (bike for short) with an alternative front
suspension. Telescopic forks, traditionally the first choice of motorcycles, are
mechanical prismatic joints, so static friction between sliding parts cannot be
eliminated. This situation is seen as a very risky result, especially in cases where
the suspension cannot respond to road stimuli due to clamping during cornering.
The mechanism integrated in the design creates a suspension model with variable
damping, which compensates for the shortcomings of the telescopic fork. It has
been examined how much the first design and infrastructure with variable damping
system improves the damping ability compared to a standard model. In this context,
first of all, caster angle, damping geometry and suspension parameters were
examined and as a result of the examinations, the mechanism design was made. A
3-dimensional mathematical model of the previously designed mechanism was
established in the CATIA program, and the analysis results made with this model
were compared with the position analysis results of the kinematic models
established in the CATIA DMU Kinematics and Geogebra programs for the same
design. and were found to be largely compatible. The analyzes made to prevent the
design errors examined in the literature research and the causes of the damages
encountered are emphasized. At this stage, the suspension system is optimized for
loads at different frequencies using the ANSYS program. After the optimization,
the effects of the improvements made in the suspension model on the driving
character were interpreted. Finally, improvements and effects that will improve the
mechanism and raise it to full active damping are discussed.
KEYWORDS: Front suspensions, Motorcycle, Variable damping, Caster angle