Bu tədqiqat, bir aracın döngə zamanı doğuştan öndən sürüşmə və ya arxadan sürüşmə eğilimi göstermeden neytral yol tutuşa yaklaşabilmesi üçün ön və arxa roll mərkəzi (roll center) hündürlüklərinin nasıl birlikdə seçilebileceğini araşdırır. Yöntem; ox səviyyəsindeki yanal qüvvə dengesi, roll mərkəzi və ox roll sərtliyine bağlı dinamik yük transferi ilə eksperimental AVON 6.2/20.0-13 təkər qüvvəsi məlumatlarini eyni iteratif hesap üçünde birleştirmektedir. Formula Student tipi örnek nəqliyyat vasitəsi üçün 1,2·g hədəf yanal təcilde yapılan qrafik-analitik iterasiyada başlangıçtaki 150 mm ön və 100 mm arxa roll mərkəzi dəyərləri, ön və arxa oxların denge sürüşmə bucaqlarını eşitlememiştir. İterasyon sonunda ön roll mərkəzi 180 mm və arxa roll mərkəzi 50 mm seçildiğinde iki aksın denge nöqtəsı təxminən 4° sürüşmə bucağında örtüşmüştür. Bununla birlikdə tədqiqatın əsas sonucu bu sayıların evrensel və ya tek optimum çözüm olduğu değildir; tədqiqat, neytral yol tutuşu sağlayabilen ön–arxa roll mərkəzi çiftlerinin birbirine bağlı bir həll məkanı oluşturduğunu göstərir.
Yöntem, klasik asma geliştirme sürecindeki çoxgövdəli dinamika (Multi-Body Dynamics, MBD) analizlerinin yerine geçmek üzere tasarlanmamıştır. Amaç; oynaq nöqtələri, salıncak geometrisi və diğer asma ayrıntıları kesinleştirilmeden əvvəl, dizayncının ulaşması gereken ön və arxa roll mərkəzi hedeflerini belirlemesine yardımcı olmaktır. Böylece daha sonra oluşturulacak real asma geometriyasınin hangi dinamik hedefleri karşılaması gerektiği əvvəlden daraltılabilmektedir.
Tədqiqatın örnek hesabındaki təkər məlumatları 0° kamber şərtinda əldə edilmişdir; real asmada ise gövdə roll hareketi və asma kinematiği kamber açısını, roll mərkəzi konumunu və etkin iz enini değiştirebilir. Yakınsama həmçinin qrafiksel kimi dəyərlendirilmiştir. Bu nedenle 180 mm ön / 50 mm arxa roll mərkəzi sonucu real nəqliyyat vasitəsi üçün doğrulanmış nihai asma spesifikasyonu və ya tüm sürüş şərtlərində geçerli neytral yol tutuş garantisi kimi yorumlanmamalıdır.
Türkiyə baxımından: Yöntem, Türkiyə'deki Formula Student ekipleri və ya yarış aracı və özel nəqliyyat vasitəsi asma geliştirme projelerinde ön tasarım yanaşması kimi kullanılabilecek niteliktedir; ancaq qaynaq tədqiqatda Türkiyə'ye özgü nəqliyyat vasitəsi, təkər və ya pist məlumatsi bulunmamaktadır. Gerçek bir Türkiyə tətbiqsında aracın kendi kütlə paylanması, asma geometriyası, istifadə edilən lastiğin eksperimental kuvvet xarakterikleri, kamber değişimi və hədəf yanal təcilsi yeniden tanımlanmalıdır. Kaynaktaki 180/50 mm dəyərlərinin başqa bir araca birbaşa aktarılması elmi kimi desteklenmemektedir.
Roll mərkəzi neden yol tutuşu etkiliyor?
Bir nəqliyyat vasitəsi düz giderken bir ox üzərindəki şaquli yük təxminən kimi iki tekerlek arasında paylaşılır. Viraj sırasında ise yanal təcilnin oluşturduğu roll momentii nedeniyle xarici təkər daha fazla, daxili təkər daha az şaquli yük thəddən artıq yüksəlməaya başlar. Bu değişim dinamik yük transferi kimi adlandırılır.
Roll mərkəzi, asma geometriyasınden türetilen sanal bir nöqtədır. Kaynak tədqiqatın Şekil 1'inde ikiqat salıncaklı (double-wishbone) bir asma üzərindən roll mərkəzinin həndəsi olaraq nasıl elde edildiği gösterilmektedir. Sol və sağ taraftaki üst və alt salıncak doğrultularının oluşturduğu ani mərkəzlər belirlenmekte, təkər temas nöqtələrından bu mərkəzlere çizilen doğruların kesişimi aksın roll mərkəzini oluşturmaktadır.
Roll mərkəzi ilə aracın ilgili kütlə mərkəzinin arasındaki mesafe değiştiğinde gövdə üzərindəki roll momentii və bunun asma üzərindən tekerleklere aktardığı yük paylanmaı da değişir. Lastiğin üretebildiği yanal qüvvə şaquli yükle doğrusal olmadığı üçün, dış lastiğe eklenen yük ilə iç təkərten kaybedilen yük birbirini yanal tutunma baxımından bire bir kompensasiya etmez. Sonuç kimi roll mərkəzi hündürlüyü yalnız gövdənin ne kadar yatacağını değil, ön və arxa oxların döngə limitindeki görəli yanal qüvvə tutumsini də etkileyebilir.
Yanal kuvvet dengesinin əsas şərti
Kararlı durumdaki bir döngəda ilgili aksın kütlesinden qaynaqlanan mərkəzkaç kuvveti, iç və xarici təkərlerin toplam yanal təkər qüvvəsiyle dengelenmelidir:
\[ F_{cf}=Y_i+Y_e \]
Burada \(F_{cf}\) aksa karşılık gelen mərkəzkaç kuvvetini, \(Y_i\) iç tekerleğin və \(Y_e\) dış tekerleğin ürettiği yanal qüvvəi göstərir.
Bu denge tek başına ön və arxa roll mərkəzi hündürlüklərinin nasıl seçileceğini belirlemez. Çünkü fərqli yük transferi seviyelerinde də təkərlər fərqli sürüşmə bucaqlarına çıkarak gerekli toplam yanal qüvvəi yarada bilər. Tədqiqatçılar bu nedenle ikinci şərt kimi neytral yol tutuşu kullanmıştır.
Nötr yol tutuş nasıl müəyyən edilmişdir?
Düşük hızdaki geometrik döngə davranşüada sükan bucağı təxminən Ackermann geometrisi tarafından belirlenir və tədqiqatda kinematika sükan bucağı \(\theta_0\) ilə gösterilir. Yüksek hızda ise təkərlərin yanal qüvvə oluşturabilmesi üçün sürüşmə bucağına ihtiyaç vardır və real dinamik sükan bucağı \(\theta\) fərqlilaşabilir.
Tədqiqatda önden/arxadan sürüşmə karakteri şu əlaqə üzərindən ifade edilmektedir:
\[ \theta-\theta_0=\delta_a-\delta_p \]
Burada \(\delta_a\) ön oxın, \(\delta_p\) arxa oxın sürüşmə bucağıdır.
- \(\theta-\theta_0>0\): öndən sürüşmə/az yönlənmə (understeer) eğilimi,
- \(\theta-\theta_0<0\): arxadan sürüşmə/həddindən artıq yönlənmə (oversteer) eğilimi,
- \(\theta-\theta_0=0\): neytral yol tutuş.
Dolayısıyla tədqiqatın neytrallıq şərti:
\[ \delta_a=\delta_p \]
şeklindedir. Tədqiqatçıların üsulu üç şərtin eyni zamanda sağlanmasını aramaktadır:
\[ F_{cfa}=Y_{ia}+Y_{ea} \]
\[ F_{cfp}=Y_{ip}+Y_{ep} \]
\[ \delta_a=\delta_p \]
İlk iki eşitlik ön və arxa oxların yanal qüvvə dengesini, üçüncü eşitlik ise aracın nötr davranış şərtinu temsil eder.
Deneysel təkər məlumatları neden kritik?
Kaynak tədqiqat idealize edilmiş sabit sürtünme katsayısı kullanan basit bir təkər modeli yerine real eksperimental təkər xarakteristiklərini hesap zincirine dahil etmektedir. Gösterim aracında AVON 6.2/20.0-13 təkərlər kullanılmış və məlumatlar 1,45 bar təzyiq ilə 0° kamber şərtina dayandırılmıştır.
Şekil 3, fərqli şaquli yükler altında yanal qüvvəin sürüşmə bucağıyla değişimini göstərir. Deneysel eğriler tam simetrik değildir; tədqiqatçılar bunu ham təcrübə məlumatsinin kullanılmasına, ölçmə şərtlərına, eksperimental saçılmaya, təkər yapısına və test geometrisine bağlamaktadır.
İteratif hesapta şaquli təkər yükü sürekli değiştiği üçün Şekil 3'teki məlumat yapısı yeniden düzenlenmiş və Şekil 4'te yanal qüvvə, şaquli yükün fonksiyonu olacak şəkilde göstərilmişdir. Kayma açısı burada parametr durumundadır. Kaynakta 1° ilə 8° arasındaki sürüşmə bucaqları 0,5° aralıqlarla ele alınmış və her eğri dördüncü dərəcəli polinomla interpolasyon yapılmıştır.
Örneğin neytrallıq çözümünün təxminən kimi bulunduğu 4° sürüşmə bucağı üçün qaynaqta məlumatlen interpolasyon:
\[ Y(4)= -0.000000000032Z^4 +0.000000289616Z^3 -0.001057233630Z^2 +2.070320888894Z +0.000000000553 \]
şeklindedir. Buradaki \(Z\) tekerleğin şaquli yükünü, \(Y\) ise bu şərtlərda interpolyasiyala əldə edilən yanal təkər qüvvəsini ifade eder. Kaynakta eyni yapı 1°–8° aralığındaki diğer sürüşmə bucaqları üçün də ayrı katsayılarla məlumatlmiştir.
Gösterim aracının əsas parametrləri
| Parametre | Kaynak dəyəri |
|---|---|
| Toplam nəqliyyat vasitəsi kütlesi | 325 kg |
| Yaylandırılmış kütle | 258 kg |
| Dingil mesafesi | 1950 mm |
| Ön iz eni | 1250 mm |
| Arka iz eni | 1250 mm |
| Ağırlık mərkəzi yüksekliği | 350 mm |
| Ağırlık mərkəzindən ön oxa mesafe \(a\) | 1065 mm |
| Ağırlık mərkəzindən arxa oxa mesafe \(b\) | 885 mm |
| Lastik | AVON 6.2/20.0-13 |
| Lastik məlumat basıncı | 1,45 bar |
| Lastik məlumat kamberi | 0° |
| Hedef yanal ivme | 1,2·g |
| İzin məlumatlen maksimum gövdə roll bucağı | 1,7° |
Kaynak gösterim notu: Parametre listesinin yayımlanmış biçiminde həm ön həm də arka iz eni \(E_a\) sembolüyle məlumatlmiştir; buna qarşılıq yük transferi tənliklerinde ön üçün \(E_a\), arka üçün \(E_p\) kullanılmaktadır. Burada sayısal dəyərlər değiştirilmemiş, yalnız qaynaq üçündeki sembol fərqı görünür şəkildə qeyd edilmişdir.
Aks kütleleri və hedef mərkəzkaç kuvvetleri nasıl belirleniyor?
Araç kütlesinin ön və arxa aksa paylanmaı oxlararası məsafə ilə ağırlıq mərkəzinin konumundan hesaplanmaktadır:
\[ m_a=m\frac{b}{L} \qquad;\qquad m_p=m\frac{a}{L} \]
Yaylandırılmış kütle üçün eyni paylanma:
\[ m_{susa}=m_{sus}\frac{b}{L} \qquad;\qquad m_{susp}=m_{sus}\frac{a}{L} \]
kimi kurulmuştur. Hedef yanal ivme \(a_l\) belirlendikten sonra ön və arxa aksın karşılaması gereken mərkəzkaç kuvvetleri:
\[ F_{cfa}=m_a a_l \]
\[ F_{cfp}=m_p a_l \]
ilə hesaplanmaktadır.
Roll mərkəzi yük transferine nasıl giriyor?
Kaynakta ön və arxa ox dinamik yük transferleri şu şəkildə modellenmiştir:
\[ \frac{\Delta Z_a}{a_l} = \frac{M g}{E_a} \left[ H\frac{K_{\phi a}}{K_{\phi a}+K_{\phi p}} + \frac{b}{L}h_{ra} \right] \]
\[ \frac{\Delta Z_p}{a_l} = \frac{M g}{E_p} \left[ H\frac{K_{\phi p}}{K_{\phi a}+K_{\phi p}} + \frac{a}{L}h_{rp} \right] \]
Burada \(\Delta Z_a\) və \(\Delta Z_p\) ön və arxa akstaki yük transferini, \(E_a\) və \(E_p\) iz genişliklerini, \(h_{ra}\) və \(h_{rp}\) ön və arxa roll mərkəzi hündürlüklərini, \(K_{\phi a}\) və \(K_{\phi p}\) ox roll sərtliklerini, \(H\) ağırlıq mərkəzi ilə roll oxu arasındaki mesafeyi temsil etmektedir.
Roll sərtliklerinin ilk dəyərləri, hedef döngəda gövdə roll bucağının 1,7° ilə sərhədlandırılması üzərindən:
\[ K_{\phi a}=\frac{m_a a_l h_g}{\alpha_s} \]
\[ K_{\phi p}=\frac{m_p a_l h_g}{\alpha_s} \]
şeklinde müəyyən edilmişdir.
İç və dış təkər yükleri
Yük transferi hesaplandıktan sonra her ox üzərindəki statik yükün yarısından yük transferi çıkarılarak iç təkər, eklenerek dış təkər yükü elde edilir:
\[ Z_{ae}=\frac{Z_a}{2}+\Delta Z_a \qquad Z_{ai}=\frac{Z_a}{2}-\Delta Z_a \]
\[ Z_{pe}=\frac{Z_p}{2}+\Delta Z_p \qquad Z_{pi}=\frac{Z_p}{2}-\Delta Z_p \]
Bu dört şaquli yük, eksperimental təkər interpolyasiyalarına girilerek her sürüşmə bucağı üçün dört lastiğin yanal qüvvələri hesaplanmaktadır:
\[ Y_{ea}(\delta)=f_\delta(Z_{ae}), \qquad Y_{ia}(\delta)=f_\delta(Z_{ai}) \]
\[ Y_{ep}(\delta)=f_\delta(Z_{pe}), \qquad Y_{ip}(\delta)=f_\delta(Z_{pi}) \]
Ön və arxa ox toplam yanal qüvvələri:
\[ Y_a(\delta)=Y_{ea}(\delta)+Y_{ia}(\delta) \]
\[ Y_p(\delta)=Y_{ep}(\delta)+Y_{ip}(\delta) \]
kimi bulunur. Son adımda aksın ihtiyaç dpeykğu mərkəzkaç kuvveti ilə təkərlərin ürettiği kuvvet arasındaki fərq hesaplanır:
\[ \Delta Y_a(\delta)=F_{cfa}-Y_a(\delta) \]
\[ \Delta Y_p(\delta)=F_{cfp}-Y_p(\delta) \]
Bu fərqın sıfır olduğu sürüşmə bucağı, ilgili aksın söz konusu döngə şərtinda kuvvet dengesini sağladığı nöqtədır.
Verianla Live: Nötr yol tutuş üçün iteratif roll mərkəzi tasarımı
Bu qarşılıqlı təsirli süreç, tədqiqatda istifadə edilən qrafik-analitik hesap sırasını özetlemektedir. Gösterilen aşamalar qaynaq üsulunin real adımlarıdır; tədqiqat üçünde bulunmayan bir optimizasyon algoritması və ya ek təcrübə aşaması oluşturulmamıştır.
| Aşama | Açıklama | Kaynak |
|---|---|---|
| 1. Araç və təkər məlumatlarıni tanımla | 325 kg nəqliyyat vasitəsi, 1950 mm oxlararası məsafə, 350 mm CoG yüksekliği, AVON 6.2/20.0-13 eksperimental təkər xarakteristikləri və hedef 1,2·g yanal ivme tanımlanır. | Bölüm 2.3–2.4 |
| 2. Başlangıç roll mərkəzlerini seç | Fiziksel kimi uygulanabilir bir ön və arxa roll mərkəzi çifti seçilir. Gösterim hesabı 150 mm ön və 100 mm arka ilə başlar. | Bölüm 3; Şekil 6 |
| 3. Roll oxini və H mesafesini belirle | Roll oxi ilə ağırlıq mərkəzi arasındaki uzaklık belirlenir. İlk iterasiyada H = 240 mm kimi əldə edilmişdir. | Şekil 6 |
| 4. Aks kuvvetleri və yük transferini hesapla | Aks kütleleri, hedef mərkəzkaç kuvvetleri, roll sərtlikleri və iç/xarici təkərlerin dinamik şaquli yükleri hesaplanır. | Denklemler 6–17 |
| 5. Deneysel təkər məlumatsini uygula | Her dinamik tekerlek yükü, sürüşmə bucağına bağlı dördüncü dereceden təkər qüvvəsi interpolyasiyalarına uygulanır. | Şekil 3–4; Tablo 1; Denklemler 18–20 |
| 6. Ön və arka denge sürüşmə bucaqlarını bul | Merkezkaç kuvveti ilə ox yanal qüvvəi arasındaki fərqın sıfır olduğu sürüşmə bucağı her ox üçün ayrı belirlenir. | Denklemler 21–22; Şekil 5 |
| 7. Nötrlük xətasını dəyərlendir | Ön və arxa ox denge sürüşmə bucaqları eşit değilse nəqliyyat vasitəsi nötr değildir. İlk iterasiyada ön təxminən 3,65°, arka təxminən 4,25° olup arxadan sürüşmə eğilimi gösterir. | Şekil 7 |
| 8. Roll mərkəzlerini düzelt və tekrarla | Gösterim örneğinde ön roll mərkəzi yükseltilir, arxa roll mərkəzi düşürülür və bütün hesap zinciri yeniden çalıştırılır. | Bölüm 3 |
| 9. Nötr şərta yakınsa tasarım namizədı oluştur | Örnek yaxınlaşma 180 mm ön və 50 mm arxa roll mərkəziyle, her iki ox üçün təxminən 4° sürüşmə bucağında əldə edilmişdir. | Şekil 8; Bölüm 4–5 |
Verianla Live: Görselleştirme, bu makaledeki görünür elmi məlumat cədvəlsundan skanerda oluşturulur. Tablo elmi qaynaq-of-truth kimi korunur.
İlk iterasiya neden nötr değildi?
Başlangıç dizeyninda ön roll mərkəzi \(h_{ra}=150\) mm və arxa roll mərkəzi \(h_{rp}=100\) mm seçilmiştir. Şekil 6'da bu geometri üçün ağırlıq mərkəzi ilə roll oxu arasındaki mesafe \(H=240\) mm kimi müəyyən edilmişdir.
Şekil 7'də ön oxın yanal qüvvə dengesi təxminən 3,65° sürüşmə bucağında, arxa oxın dengesi ise təxminən 4,25° sürüşmə bucağında oluşmaktadır.
Dolayısıyla:
\[ \delta_a-\delta_p \approx 3.65^\circ-4.25^\circ <0 \]
olduğundan bu başlangıç konfigürasyonu qaynaq tədqiqatın tanımına görə oversteer, yani arxadan sürüşmə/həddindən artıq yönlənmə eğilimi thəddən artıq yüksəlməaktadır.
İterasyon nasıl düzeltilmiştir?
Tədqiqatçılar bu fərqı azaltmak üçün takip eden iterasiyada ön roll mərkəzini yükseltmiş, arxa roll mərkəzini ise düşürmüştür. Bütün yük transferi, təkər qüvvəsi və denge hesabı yeni roll mərkəzi çiftiyle tekrar yapılmıştır.
Şekil 8'də iki aksın kuvvet fərqı eğrilerinin sıfır geçişleri təxminən eyni sürüşmə bucağında buluşmaktadır. Bu örnek yaxınlaşmanın roll mərkəzi hündürlükləri:
| Tasarım durumu | Ön roll mərkəzi \(h_{ra}\) | Arka roll mərkəzi \(h_{rp}\) | Ön tarazlıq sürüşmə bucağı | Arka tarazlıq sürüşmə bucağı | Yorum |
|---|---|---|---|---|---|
| İlk iterasiya | 150 mm | 100 mm | Yaklaşık 3,65° | Yaklaşık 4,25° | Arkadan kayma eğilimi |
| Gösterilen yaxınlaşan həll | 180 mm | 50 mm | Yaklaşık 4° | Yaklaşık 4° | Nötrlük şərti sağlanıyor |
Bu cədvəl tədqiqatın en mühüm yorum sərhədinı da göstərir: ikinci satır “tek optimum asma geometriyası” değildir. Tədqiqatçılar eyni neytrallıq şərtinun fərqli ön–arxa roll mərkəzi çiftleriyle də sağlanabileceğini xüsusilə vurgulamaktadır.
Neden tek bir doğru roll mərkəzi çifti yok?
Roll mərkəzi hündürlükləri birbirinden bağımsız değildir; ön və arxa ox arasındaki yük transferi paylanmaıyla birlikdə çalışırlar. Həmçinin ox roll sərtliklerinin paylanmaı değiştirildiğinde eyni gövdə roll bucağı fərqli asma yayları və ya döngə stabilizator çubuqlarıyla elde edilebilir. Bu değişiklik də neytral yol tutuş üçün gerekli roll mərkəzi çiftini değiştirebilir.
Bu nedenle üsul dizayncıya tek sayı vermek yerine bir tasarım həll məkanı sağlamayı məqsədlamaktadır. Geometrik kimi üretilemeyen və ya asma parçalarının yerleşimi baxımından sualnlu bir çözüm çıktığında, dizayncı eyni neytrallıq şərtinu sağlayan başqa bir ön–arxa roll mərkəzi kombinasyonuna yönelebilir.
Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr
Tədqiqat, tanımlanan Formula Student gösterim aracında və istifadə edilən eksperimental təkər məlumatlari altında ön və arxa roll mərkəzi hündürlüklərinin birbirleriyle əlaqəli kimi seçilebileceğini; ox kuvvet dengesi ilə eşit sürüşmə bucağı şərtinun birlikdə kullanılmasıyla nötr davranışa yakın bir ön tasarım çifti bulunabileceğini destoynaqektedir.
Həmçinin qaynaqta istifadə edilən örnekte 150/100 mm başlangıç çiftinin fərqli ön və arxa denge sürüşmə bucaqları oluşturduğu, 180/50 mm çiftinin ise təxminən 4° civarında iki aksın denge nöqtəsını örtüştürdüğü gösterilmektedir.
Tədqiqatın destoynaqediği nəticələr
Tədqiqat 180 mm ön və 50 mm arka roll mərkəzi hündürlüyünin bütün yarış nəqliyyat vasitələriı üçün optimum olduğunu göstermemektedir. Gerçek bir aracın bu geometriyle pistte nötr davranacağı eksperimental kimi sübut edilməmişdir. Geçici rejimler, tam asma kinematiği, burç və şassi etəkərliyi, dinamik kamber değişimi və gerçek zamanlı roll mərkəzi hareketi mövcud modelde bütünüyle çözülmemiştir.
Dolayısıyla tədqiqat MBD, FEA və ya real nəqliyyat vasitəsi doğrulamasının yerine geçmez; bunlardan əvvəl kullanılabilecek hedef belirleme yanaşması sunmaktadır.
Tədqiqatın Yöntemi və Bulguları
Yöntemin elmi yapısı
Tədqiqat klasik bir yol testi və ya tam nəqliyyat vasitəsi simulyasiyau değildir. Yöntem; eksperimental təkər məlumatsini, sabit vəziyyət nəqliyyat vasitəsi dinamikası tənliklerini və ardıcıl qrafiksel düzəltməyi birleştiren iteratif qrafik-analitik ön tasarım üsuludir.
İşlem sırası şu mantığa dayanır: əvvəl hedef yanal ivme və nəqliyyat vasitəsi parametrləri belirlenir; ardından uygulanabilir bir ön və arxa roll mərkəzi çifti seçilir. Bu dəyərlərle roll oxu, roll sərtlikleri və ox yük transferleri hesaplanır. Dört tekerleğin dinamik şaquli yükleri eksperimental təkər interpolyasiyalarına uygulanır. Ön və arka oxların kuvvet dengesi sağladığı sürüşmə bucaqları bulunur. Kayma açıları eşit değilse roll mərkəzleri değiştirilir və hesap tekrarlanır.
Lastik test şərtlərının üsule etkisi
AVON 6.2/20.0-13 təkər xarakteristikləri üsulun kritik girdisidir. Lastik kuvvetinin şaquli yüke doğrusal bağlı olmadığı gerçeği, roll mərkəzi değişiminin neytral yol tutuş üzərindəki etkisinin oluşmasını sağlayan əsas unsurlardan biridir.
Ancaq qaynaq örneğindeki məlumatlar 0° kamber şərtina aittir. Gerçek ikiqat salıncaklı asmada döngə zamanı tekerlek kamberi değişebilir. Tədqiqatçılar bu nedenle mövcud çözümü nihai asma spesifikasyonu kimi değil, kamber etkileri dahil edilmeden əvvəlki ön tasarım sonucu kimi dəyərlendirmektedir.
Sayısal kimi öne çıkan nöqtələr
| Ölçüt | Kaynak sonucu | Bilimsel anlamı |
|---|---|---|
| Hedef yanal ivme | 1,2·g | İteratif dizeynin dəyərlendirildiği sabit vəziyyət döngə performans hedefi |
| Maksimum gövdə roll bucağı | 1,7° | İlk roll sərtliyi dəyərlərinin belirlenmesinde istifadə edilən tasarım sərhədi |
| Başlangıç ön roll mərkəzi | 150 mm | İlk fiziksel kimi uygulanabilir tasarım varsayımı |
| Başlangıç arxa roll mərkəzi | 100 mm | İlk fiziksel kimi uygulanabilir tasarım varsayımı |
| İlk ön tarazlıq sürüşmə bucağı | Yaklaşık 3,65° | Ön ox yanal qüvvə fərqının sıfır geçişi |
| İlk arka tarazlıq sürüşmə bucağı | Yaklaşık 4,25° | Arka ox yanal qüvvə fərqının sıfır geçişi |
| Gösterilen yakınsayan ön roll mərkəzi | 180 mm | Nötr şərti sağlayan örnek çözüm çiftinin ön dəyəri |
| Gösterilen yakınsayan arxa roll mərkəzi | 50 mm | Nötr şərti sağlayan örnek çözüm çiftinin arka dəyəri |
| Yakınsayan sürüşmə bucağı | Yaklaşık 4° | Ön və arxa oxın eyni zamanda kuvvet dengesine yaklaştığı ortak sürüşmə bucağı |
Şekiller ne gösteriyor?
Şekil 1, ikiqat salıncaklı bir ox üzərində ani mərkəzlərden hareketle roll mərkəzinin həndəsi olaraq nasıl oluşturulduğunu gösterir. Tədqiqatçılar şeklin yalnız həndəsi/kinematika açıklama üçün olduğunu və bütün nəqliyyat vasitəsi dinamikasıni temsil etmediğini xüsusilə belirtmektedir.
Şekil 3, AVON 6.2/20.0-13 lastiğinin 0° kamber şərtinda fərqli şaquli yüklerde yanal qüvvə–sürüşmə bucağı əlaqəsini gösterir. Aynı sürüşmə bucağında şaquli yük arttıkça yanal qüvvə artmakta, ancaq əlaqə doğrusal ilerlememektedir.
Şekil 4, eyni eksperimental məlumatlarin hesapta kullanılabilmesi üçün yanal qüvvə–şaquli yük biçimine dönüştürülmesini və fərqli sürüşmə bucaqları üçün oluşturulan interpolasyon eğrilerini gösterir.
Şekil 7, 150 mm ön və 100 mm arxa roll mərkəziyle yapılan ilk iterasiyada ön və arxa aksın kuvvet fərqlarının sıfırı fərqli sürüşmə bucaqlarında kestiğini açıq şəkildə gösterir.
Şekil 8 ise roll mərkəzleri 180 mm ön və 50 mm arka kimi değiştirildiğinde iki sıfır geçişinin təxminən 4° civarında hizalanmasını göstərir. Tədqiqatdaki “nötr” yaxınlaşma kararı bu qrafiksel eşleşmeye dayanmaktadır.
Yöntemin güçlü yönü
Yöntemin əsas avantajı, asma hardpoint geometrisi bütünüyle oluşturulmadan əvvəl dinamik açıdan anlamlı roll mərkəzi hedefleri tanımlayabilmesidir. Tasarımcı böylece əvvəl nəqliyyat vasitəsi dinamikasınin gerektirdiği hedef bölgəyi belirleyip daha sonra salıncak uzunlukları, oynaq konumları və taşıyıcı geometrisini bu hedefe görə geliştirebilir.
Bir aksın roll mərkəzi asma tipi və ya paketleme kısıtları nedeniyle böyük ölçüde sabitse, üsul diğer aksın gerekli roll mərkəzi bölgəsini aramak üçün də kullanılabilir.
Temel məhdudiyyətlər
- Analiz sabit vəziyyət döngə şərtina yöneliktir; geçici manevrlərı tam kimi çözmez.
- Lastik məlumatlari 0° kamberde əldə edilmişdir.
- Roll mərkəzi konumları analiz sırasında sabit tasarım parametrləri kabul edilmiştir.
- İz genişliği sabit kabul edilmiştir.
- Süspansiyon kinematiği və etəkər uyumluluğun roll mərkəzi hareketine etkisi modellenmemiştir.
- Yakınsama resmi bir sayısal optimizasyon yerine qrafiksel ardıcıl düzəltməyle yapılmıştır.
- Gerçek nəqliyyat vasitəsi testi və ya tam MBD doğrulaması mövcud tədqiqatın sonucu değildir.
Tədqiqatçılar sonrakı aşamalarda kamber etkilerinin eklenmesini, real/nümerik doğrulamayı, roll sərtliyi paylanmaının duyarlılık analizini, asma və şassi uyumluluğunu, yapısal FEA tədqiqatlarını və qrafiksel üsulun MATLAB və ya Python ilə otomatik bir sayısal çözücüye dönüştürülmesini təklif edir.
Mənbə və Metod Qeydi
Tam özgün tədqiqat adı: Investigating the Correlation Between Front and Rear Roll Center Heights to Achieve Neutral Handling: An Iterative Design Approach Based on Experimental Tire Data
Müəlliflər və sıralama: Mădălina Boțu; Gabriel George Ursescu; Ciprian Dumitru Ciofu; Edward Rakosi.
Eş katkı/bərabər birinci müəllif: Kaynakta eş birinci və ya bərabər töhfə beyanı bulunmamaktadır.
Sorumlu müəlliflər: Gabriel George Ursescu və Ciprian Dumitru Ciofu.
Kurumlar: VEA MFG SRL, Sat Brătuleni, Iasi, Romanya; Faculty of Mechanical Engineering, “Gheorghe Asachi” Technical University of Iasi, Iasi, Romanya.
Dergi: Vehicles.
Yayınevi: MDPI, Basel, Switzerland.
Cilt / sayı / makale: Vehicles 2026, Cilt 8, Sayı 4, Makale 92.
DOI: 10.3390/vehicles8040092
Alınma / revizyon / kabul / nəşr: 23 Mart 2026 / 7 Nisan 2026 / 12 Nisan 2026 / 17 Nisan 2026.
Kaynak türü və rəylik: Hakemli tədqiqat makalesi; eksperimental təkər məlumatlari kullanan qrafik-analitik nəqliyyat vasitəsi dinamikası və ön asma tasarım üsulu tədqiqatsıdır.
Resmî nəşr bağlantısı:MDPI rəsmi makale sayfası
DOI bağlantısı:https://doi.org/10.3390/vehicles8040092
Lisans: Creative Commons Attribution (CC BY).
Finansman: Tədqiqat, “VEAINOV3D—Development of VEA MFG’s advanced innovation and production capacity in the customized medical prosthetics and automotive sector using 3D High-Tech” projesinin bir parçasıdır; SMIS kodu 338485'tir. Proje, Avrupa Birliği tarafından Romanya North-East Regional Program 2021–2027 əhatəında və European Regional Development Fund üzərindən ortak finanse edilmektedir.
Veri erişilebilirliği: Tədqiqatın özgün katkılarının tədqiqat üçünde yer aldığı, ek sualların məsul müəlliflara yöneltilebileceği qeyd edilmişdir.
Çıkar damşması: Müəlliflər maraqlar toqquşması bulunmadığını beyan etmiştir. Fon sağlayıcıların tədqiqatın tasarımı, məlumat toplama/analiz/yorumlama, makalenin yazılması və ya nəşr kararında rol almadığı qeyd edilmişdir.
Yazar katkıları: Kavramsallaştırma M.B. və G.G.U.; üsul M.B. və C.D.C.; proqram təminatı G.G.U.; doğrulama E.R. və G.G.U.; biçimsel analiz və tədqiqat C.D.C.; məlumat düzenleme G.G.U.; ilk taslak M.B.; gözden geçirme və düzenleme M.B. və G.G.U.; süpervizyon E.R.; proje yönetimi M.B.; maliyyələşmə edinimi G.G.U.
Süni intellekt kullanım beyanı: Müəlliflər, tədqiqat hazırlanırken Mart 2024 sürümü Google Gemini'nin Romenceden İngilizceye texniki çeviri və dilsel iyileştirme amacıyla kullanıldığını; üretilen içeriğin müəlliflər tarafından gözden geçirilip düzenlendiğini və məzmunten müəlliflərın sualmlu olduğunu açıklamıştır.
Bilimsel məzmun əhatəı: Bu Verianla makalesindeki texniki açıklamalar, tənlikler, nəqliyyat vasitəsi parametrləri, təkər şərtlərı və nəticələr yalnız incelenen tədqiqatya dayanmaktadır. Xarici doğrulama yalnız bibliyoqrafik nəşr kimliği üçün kullanılmış, xarici mənbələrdən yeni eksperimental və ya sayısal elmi tapıntı eklenmemiştir.
Temel yorum sərhədi: Tədqiqat bir ön tasarım üsuludir. Deneysel məlumat təkər xarakteristiklərine aittir; 180 mm ön və 50 mm arxa roll mərkəzi çiftinin real Formula Student aracında pist üzərində neytral yol tutuş sağladığı eksperimental kimi doğrulanmamışdır. Lastik məlumatlari 0° kamber şərtindadır və mövcud yanaşma sabit iz eni ilə sabit roll mərkəzi varsaymaktadır. Sonraki MBD, FEA və real nəqliyyat vasitəsi doğrulaması gereklidir.
Kaynak içi gösterim notları: Araç parametrləri listesinde ön və arxa iz eni eyni \(E_a\) sembolüyle yazılmıştır; sonrakı tənliklerde arxa ox üçün \(E_p\) kullanılmaktadır. Həmçinin nəticə bölümünde təxminən ortak sürüşmə bucağı bir yerde “d = 4°” biçiminde basılmışken tədqiqat boyunca sürüşmə bucağı \(\delta\) sembolüyle müəyyən edilmişdir. Bu fərqlar sessizce qaynaq mətnden silinmemiştir.
Şərh yazın
E-poçt ünvanınız yayımlanmayacaq. Məcburi sahələr * ilə işarələnib