tahrİk sİstemlerİ - deukisi.deu.edu.tr/mustafa.karaoglan/sunu 4 tahrik sistemleri.pdftahrİk...
TRANSCRIPT
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 1
TAHRİK SİSTEMLERİ
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 2
TAHRİK SİSTEMLERİ
Bir otomobilin tahrik sistemine; kavrama, vites kutusu, kardan mili ve
dengeleme dişli kutulu aks tahrikini sayabiliriz.
Tahrik sisteminin görevi motor momentini dönüştürerek tahrik tekerleklerine
aktarmaktır. Tahrik tekerlerindeki güç motor gücünden daha küçüktür.
Resim : Bir binek otomobilin tahrik sistemi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 3
KUVVET İLETİM SEÇENEKLERİ
İnsan ve yük taşıyan araçlarda arka akstan tahrik, ön akstan tahrik ve tüm
akslardan tahrik sistemleri kullanılır.
1. Arka Akstan Tahrik
• Arka akstan tahrikte genelde motor aracın önünde bulunur. Bu düzene
önden motorlu tahrik veya burundan tahrik de denir.
• Dişli kutusu motordan ayrı olarak arkaya, ve hatta aksın önüne veya
üzerine konursa, buna arkadan motorlu tahrik denir.
• Ortadan motorlu tahrikte motor arka aksın önüne yerleştirilir ve araç
tabanından tahrikte motor araç zeminin altında ön ve arka aks arasında
yer alır.
• Şasi veya karosere sabit olarak bağlı olan aks tahrikinde tahrik edilen
arka aks milleri yaylanma hareketini şasi ile birlikte yapmak zorunda
oldukları için bu miller kardan mafsallı olarak ön görülmelidir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 4
Önden motorlu tahrik (Standart Tahrik Düzeni)
Motor genelde ön aksın hemen arkasında
veya hemen üzerinde yer alır (Önden
motorlu tahrik motorun soğutulması ve
çarpışmalarda yolcuların korunması için
çok uygun olanaklar sunmaktadır. Yolcular
için dezavantajlı olan ise kabin
tabanından geçen tahrik mili tünelidir.
Transaxle-Tahrik : Önden motorlu tahrik
Önde bulunan motor arkadaki vites
kutusu-diferansiyel bloğu ile bir çelik boru
üzerinden sabit bir tahrik birimine
bağlanmıştır. Kuvvet iletimi çelik boru
içinden geçen merkezi bir mil üzerinden
gerçekleşir. % 50, % 50 yük dağılımı
sağlanabilir ve bu sayede de aracın
yörünge stabilitesini sağlayan, aracın
düşey eksenine göre büyük bir kütlesel
atalet momentine ulaşılır.
Resim : Önden motorlu tahrik
Resim : Transaxle tahrik
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 5
Arkadan motorlu tahrik
Arkadan motorlu tahrik
Arka motorlar tahrik eden aksın
üzerinde veya arkasında yer
almaktadır. Bir boksör motorun
kullanılmasıyla iç kabinden motor
ve vites kutusu için çok az bir yer
kullanılmış olur. Ayrıca kardan
millinin rahatsız edici tahrik mili
tüneli de ortadan kalkmaktadır.
Sınırlı bagaj hacmi, yakıt tankının
çok zor yerleştirilmesi, yan
rüzgara karşı hassasiyet ve
yüksek hızlı viraj hareketinde
aşırı yönlenme isteği
nedenlerinden arkadan motorlu
tahrik binek otomobillerinde
nadiren kullanılır.
Resim : Arkadan motorlu tahrik
Resim : Ortadan motorlu tahrik
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 6
Zemin altı motorlu tahrik
Özellikle belediye otobüsleri ve
kamyonlar için uygundur .
Bu yapım tarzı; ağırlık merkezinin
aşağıya çekilmesi, akslara daha
uygun yük dağılımı, hacmin iyi
kullanılması ve motora kolay ulaşım
gibi bir dizi avantaj sağlamaktadır.
Son yıllarda yatay zemin altı motor
çok kez aracın arka kısmına da
yerleştirilmektedir.
Resim : Zemin altı motorlu tahrik
Hibrid (Hybrid - kombine) tahrik
Yoğun yerleşim bölgeleri dışında
içten yanmalı bir motorla tahrik
edilir. Yolculuk esnasında aküler bir
jeneratör üzerinden şarj edilir. Şehir
içinde ise aracın tahriki elektrik
motoru üzerinden yapılmaktadır. Resim : Hibrid tahrikli araç
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 7
2. Ön Akstan Tahrik Motor ön aksın üzerinde enine yönde
Ön akstan tahrik tahrikte motor ya ön
aksın önünde veya üzerinde ya da
arkasında bulunur. Motor, kavrama ve
vites kutusu, aks tahriki ve dengeleme dişli
kutusu (diferansiyel) ön tahrik grubu
olarak kapalı bir paket içerisinde yer
almaktadır.
Avantajları:
• Hareket kısa yolda iletilir.
• Uzun tahrik tuneli yoktur.
• Yolcu ve sürücü için geniş iç hacim
• Kaygan yol ve virajda daha iyi sürüş
• Yörünge stabilitesi daha iyidir.
Motor ön aksın önünde
Motor ön aksın üzerinde
Motor ön aksın üzerinde enine yönde
Resim: Önden tahrikli araç
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 8
3. Tüm Akslardan Tahrik Ağır çekme
görevi veya arazi koşullarında tahrik
talep edildiğinde, tüm akslardan tahriki
sağlayacak şekilde ön tekerleklerden
tahrik de devreye alınır.
Kötü zemin şartlarında (Çamur ve buzlu
yollarda) dahi aracın fonksiyonunu
yerine getirmesini sağlayabilmesi için
kilitlemeli dengeleme dişli kutusunun
(transfer kutusunun) kullanılması
gerekmektedir.
Arazi koşullarında görev yapması
gereken otomobil ve yük araçları da tüm
akslardan tahrik sistemleri ile donatılırlar.
Bu araçlar genel vites kutusu
kademesine ek olarak çevrim oranını
artırıcı hızlı ve yavaş kademeleri olan
dağıtıcı dişli kutusuna (transfer
kutularına) sahiptir.
Resim : Tüm akslardan tahrik
Resim : Üç akstan tahrikli bir kamyon
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 9
HIZ DEĞİŞTİRİCİLER
KAVRAMALAR
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 10
2. HIZ DEĞİŞTİRİCİLER - KAVRAMALAR Kavrama, motorun tahrik momentini vites kutusuna aktarır.
• Kuru sürtünmeli ve
• Hidro-dinamik kavrama tipleri vardır.
Araçlarda düz vites kutularında sürtünmeli tip kavramalar kullanılır.
• Devreye alındığında, motordan dişli kutusuna olan kuvvet iletimi kesilir.
• Kavrama pedalına basılmadığı zaman, kavrama üzerinden kuvvet iletimi
devam eder. Basıldığında kavrama çözülür. Kavrama aracın ilk hareketi esnasında gereklidir :İlk kalkışta gerekli
tahrik momentini verebilmek için, motorun belirli bir devir sayısına
getirilmesi gerekmektedir. Buda ancak, motorun ve vites kutusu ile
irtibatının kesilmesiyle mümkündür. Kavrama vites kademelerinin değiştirilmesi için gereklidir : Vites
kutusunda kademe değişikliği yapılabilmesi için, motordan vites kutusuna
kuvvet iletiminin kavramanın çözülmesiyle kesilmesi gerekmektedir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 11
Hız Değiştiricilerin Temel Görevleri
Darbelerin azaltılması
Titreşimlerin sönümlenmesi
Yüksek frekanslı titreşimlerin
filtrelenmesi Kavrama öncesi Kavrama sonrası
Özgül frekansların değiştirlmesi
Tahrik momentinin iletilmesi
Kavrama öncesi Kavrama sonrası
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 12
.
Kapak Baskı rulmanı Priz direkt mili Kavrama diski Baskı plakası
Helisel yay yuvası
Helisel baskı yayı Volanı
Resim : Tek diskli helisel baskı yaylı kavrama ve yapı elemanları
Tek Diskli Kavrama
Tek diskli kavrama üç ana parçadan meydana gelmektedir: Kavrama kapağı,
kavrama diski ve kavrama ayırıcısı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 13
.
.
Helisel yay Membran yay
Balatalar Kavrama
diski
Resim: Helisel ve membran yaylı kavramanın kesiti ve güç akışı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 14
.
.
BASKI DİSKİ (Kafes, Baskı plakası, Tel bilezik, Mesafe perçini, teğetsel yaprak yay) Tel bilezik Mesafe perçini GERİ GETİRİCİ Kılavuz boru Priz direkt mili Baskı çatalı Alıcı silindir
VOLAN
Volan sürtünme yüzeyi
Kavrama diski
Burulma titreşimi sönümleyicisi
Krank mili
Kılavuz yatak
Teğetsel yaprak yay
Kavrama kapağı
Resim : Tek diskli diyafram yaylı kavrama ve yapı elemanları
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 15
Resim : Basılarak çözülen diyafram yaylı
kavrama basılı ve çözülmüş durum Resim : Çekilerek çözülen diyafram yaylı kavrama
Kavrama durumunda membran yay, dış kenar uzunluğuna göre manivela
kolu uzunluğunun takriben 1/3 oranı kısmından kavrama baskı plakasını
kavrama diskine bastırmaktadır.
Kavramanın çözülmesi durumunda membran yayın dilleri geri çekici
tarafından çekilir. Bu şekilde membran yay dış kenarına göre döner ve
kavrama baskı plakasındaki kuvveti kaldırır. Kuvvet iletimi kesilmiş olur.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 16
Resim : Helisel ve diyafram yaylı kavramalarda pedal kuvveti değerleri
Membran yayı düz durumda en büyük gerilime sahip olduğundan kavramayı
çözmenin hemen başlangıcından sonra kavrama pedalında gerekli olan
kuvvet en büyüktür. Yarı çözülmüş kavramada pedal kuvveti yaklaşık olarak
130 N seviyesinde olurken, çözülmüş durumda kuvvet 110 N.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 17
.
.
Aç
ma
ku
vve
ti
B
as
kı
ku
vv
eti
Bo
şlu
k
Baskı kuvveti
Boşluk
Açma kuvveti
Açma mesafesi
Membran yaylı kavrama
Helisel yaylı kavrama
Çözülme Kavrama Tam çözülme
Açma mesafesi
Resim: Mekanik kavramalar için kavrama açma mesafesine
göre boşluk, baskı ve açma kuvvetinin değişimi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 18
Çift Diskli Kavrama En büyük, volan içine yerleştirilebilen kavrama diski Motor momentini iletmek
için yeterli olmadığı zaman, iki diskli bir kavrama kullanılır. .
.
Ara bilezik Ara baskı plakası Kavrama diski (Şanzıman tarafı Kavrama diski (motor tarafı) Baskı geri alma omurgası
Resim : Membran yaylı ve helisel baskı yaylı çift diskli kavrama.
Hidrolik kumanda düzeneği
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 19
İkiz kavramalar
Paralele devreye alınabilen vites kutularında (PSG) kullanılırlar . Her bir
kavramanın bağlı olduğu iki vites kutusu tek bir vites kutusunda toplanmıştır.
Vites değiştirme esnasında ortaya çıkan güç kesintisinin azaltılması
amacıyla PSG kutularının önünde ikiz kavramalar kullanılır. Kavramalardan
birisi kavrama durumunda iken diğeri çözülmüş durumdadır. .
.
Çift kütleli volan
Baskı plakası K1 Kavrama diski K1 Kavrama diski K2
Baskı plakası K2 Krank mili Şanzıman giriş mili K2
Şanzıman giriş mili K1
Tahrik diski
.
. Resim : İkiz kavrama ve yapı elemanları
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 20
.
Kavrama K1 kapalı Kavrama K2 kapalı
K1 K2
Resim: İkiz Kavrama
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 21
Kavrama Diskleri Kavrama diski, motor volanından gelen döndürme momentini kavrama
baskı plakasından alarak vites kutusu giriş miline iletir ve kuvvet yönünden
bakıldığında kavrama baskı plakası ile vites kutusu arasındaki kuvvet akışı
üzerinde bulunan elemandır.
.
1- Disk sacı 5- Bası yayları (yükte) 10- Mesafe sacı 14- Eksenel yay dilimi 2- Balata perçini 6- Göbek flanşı 11- Karşı disk 15- Yaylanma elemanı 3- Balata 7- Sürtünme halkası 12- Sönümleyici kafesi perçini 4- Bası yayları 8- Destek diski (Rölanti için) 16- Göbek (Rölanti için) 9- Diyafram yay 13- Merkezleme konisi
Resim: Kavrama
diski ve yapı
elemanları
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 22
.
Balata Balat yayı Burulma yayı (Burulma titreşimi için) 1. Sönümleme kademesi 2. Sönümleme kademesi
3. Sönümleme kademesi
Yaylanan disk elemanlı Yaylanan ara elemanlı
Sabit kavrama diskleri : Balatalar disk
üzerine perçinlenmiştir. Balatalar
yaylanmaz durumdadır.
Elastik kavrama diskleri : Yumuşak bir
kavrama bağlantısı temin etmek için
nerede ise tüm kavramalar elastik
kavrama disklerine sahiptir.
Burulma titreşimi sönümlemeli
kavrama diskleri : Bu diskler burulma
yaylanmalı ve sürtünmeli sönümlemeye
sahiptir. Kavrama göbeği balata taşıyan
kısmı ile spiral yaylarla bağlanmıştır. Bu
burulma yaylanmasıyla göbek ve balata
taşıyan disk kısmı arasında sınırlı bir
burulma mümkündür. Göbek kısmına
monte edilen sürtünme düzeneği ortaya
çıkan burulma titreşimlerini sürtünme
sayesinde sönümler.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 23
Sürtünmeli Kavramanın Hesabına Yönelik Temel Esaslar
Dinamik Analiz : Sürtünme prensibine göre güç ve moment ileten sürtünmeli
kavramada moment iletimi ve devir sayısı oranları arasındaki ilişki resimde
verilmiştir. Devir sayıları oranı n2/n1 kavramanın çözülmüş (n2=0) ve
bağlanmış olan durumuna (n1=n2 ) kadar 0…1 arasında değişmektedir. Bu
değişim esnasında sürtünen yüzeyler arasında kayma sürtünme katsayısı G
hakim olurken, tam kavrama durumunda tutunma sürtünme katsayısı H
geçerli olmaktadır.
Resim : a) G = sabit için kavramanın giriş ve çıkış güçleri arasındaki oranın n2/n1 ile ilişkisi
b) G = f(v) için kavrama giriş-çıkış güçleri arasındaki oranın n2/n1 ile ilişkisi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 24
Motor gücü
Kavrama çıkış gücü
Kavrama esnasındaki güç farkı
Kavrama esnasında oluşan kayma nedeniyle meydana gelen güç farkı,
kayıp güç olarak birim zaman içerisinde ısıya çevrilir.
Kayma
Kavrama verim .
30
n..M.MP 1
11
30
n..M.MP 2
22
)nn.(30
.MPP 2121
[%] 100.n
nns
1
21
-100s ve s100n
n.100
1
2
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 25
Bir kavrama olayını daha iyi anlayabilmek için, kavramanın motor ve tahrik
edilen kısımlarının hareket denklemlerini inceleyelim. Bunun için aracın
tahrik sistemini resim b’de verildiği gibi basitleştirelim ve giriş ve çıkış devir
sayıları değişimini de resim a ‘da verildiği gibi kabul edelim.
Kavrama esnasında gerek motor tarafından verilen momentin (M1), gerek
hareket dirençleri momentinin (MF) ve gerekse kavramanın ilettiği momentin
(M) sabit kaldığı kabul edilecektir.
Resim : a ) Modellenmiş kavrama olayı b) Basitleştirilmiş araç tahrik sistemi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 26
Resme göre motor tarafındaki hareket denklemi
ve motorun kavrama başlangıcındaki açısal hızı 0 olmak üzere
elde edilir.
Araca etki eden hareket dirençlerinin momenti MF incelenen durumda
ve kavrama diski miline indirgenmiş kavramadan tekerleğe kadar olan tüm
dönen ve ötelen kütlelerin eşdeğer indirgenmiş kütlesel atalet momenti T
111 .MM
t.MM
dt.MM
1
1
0
t
0 1
1
01
.i
r.FMF
2R
2
2Ti
1.
g
r.G
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 27
Kavramanın sağ tarafı için hareket denklemi
Kalkış esnasında tekerleklerin durduğu kabul edilirse,
elde edilir. Kavrama işlemi K =1= 2 olduğunda sona erer. Kavrama
süresi tK , 1= 2 alınmak suretiyle
2TF .MM
t.MM
T
F
2
).M.M().(M
..t
T11FT1
T10K
bulunur. Kavrama sonundaki ortak hız K , t = tK alınarak
)MM(
)MM(.1
F
1
1
T
0
K
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 28
Kavrama esnasında kayıp güç nedeniyle açığa çıkan sürtünme sonucu
ısıya dönüşen iş A :
ve entegral sonucu
Kt
0 T
F
1
10 dt.t.
MMt.
MM.MA
).M.M().(M
...M.
2
1
2
t..MA
T11FT1
T12
0
K
0
Kavrama süresi ve kavrama işinin küçük ve kavrama sonundaki ortak hızın
büyük olması istenir.
• 0 başlangıç hızının yüksek olması tK ve A değerini büyütür, fakat son
kavrama hızı K değeri de yükselir.
• Motor tarafının atalet momentinin büyütülmesi de kalkışı ivmelendirmesi
açısından iyi netice verir.
• En önemlisi olan M kavrama momentinin büyütülmesi ise kavrama
zamanının ve sürtünme işinin küçültülmesi yönünden uygundur.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 29
.
t - eksen ölçeği kısaltılmış
M = MM
M = 1,5 MM
M = 2.MM
M = 1,5 MM ve 0=350 D/d
tK için M = 1,5 MM , 0=350 D/d
0
2
1=0
t [s]
D/d
Resim : Kavrama olayının zamana bağlı değişimi. Üç farklı giriş devir sayısı ve kavrama
momentine göre 1 ve 2 açısal hızlarının zamana bağlı olarak değişimi. M = MM
alınması 1 = 0 için tK değeri çok büyür.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 30
Tavsiye edilen, kavrama momentini motor maksimum momentinin bir buçuk
katı (M = 1,5. MM) seçmektir. M kavrama momenti ancak disk çapı
genişletilerek büyütülebilir, çünkü
• kavrama yüzeylerindeki basınçlar en fazla 20 N/cm2 ,
• güçlü kavramalarda (ağır, arazi araçlarında) ise 8 N/cm2,
• yağlı kavramalar için 5 N/cm2.
Kavrama fazındaki kayma sürtünme katsayısı değerleri :
Kuru kavramalarda ; Balata-Çelik saç çifti için G= 0,2…0,3
Yağlı kavramalarda; Balata-Çelik saç çifti için G= 0,1
Çelik-Çelik , sinter metal veya pirinç üzerine G= 0,05
Kavrama olayının tamamlanmasından sonra motor momenti kayma sürtünme
katsayısı G yerine tutunma sürtünme katsayısı H ile iletilir. G < H
olduğundan kavrama işlemi sonrası devir sayısının eşitlenmesinden sonra
daha büyük momentler iletilebilir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 31
İletim Kapasitesi : Kavrama disklerinin moment iletim kapasitesini
hesaplamak için yüzey basıncının kavrama yüzeyinde düzgün olarak
dağıldığı kabul edilir.
dN normal kuvvetinin etkili olduğu alandaki sürtünme kuvveti, sürtünme
katsayısı olmak üzere dFT = .dF ve bu kuvvetin disk eksenine göre
momenti kavranma momentidir
Resimdeki disk yüzeyine dik yönde etkiyen
baskı kuvvetinin birim alana isabet eden kısmı
Yüzey basıncı dağılımı sabit olduğundan tüm
kavrama yüzeyine etkiyen baskı kuvveti F:
dr.d.r.pdA.pdF
2
0
2
i
2
d
2
i
2
d
r
r
)rr.(.p2
rr.p.2dr.d.r.pF
d
i
d
i
r
r
3
i
3
d
2
0
2
2T
3
rr.p...2dr.d.r.p.M
dr.d.r.p.dF..rdF.rdM
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 32
Bir kavrama diskinde iki efektif yüzey olması nedeniyle toplam kavrama
momenti MK :
Sürtünme katsayısı kuru kavramalarda balata-çelik saç ve yağlı
kavramalarda çelik-çelik çiftinde H=2.G alınırsa ve balata çapları
arasındaki oran d/D =ri/rd = 0,6…0,7 seçildiğinde
z kavrama disk sayısıdır. Araçlarda kullanılan asbestsiz balatalar için :
Kayma hızı v 50 m/s
Yüzey basıncı p 15…50 N/cm2
Sürtünme yüzeyi sıcaklığı T 450 0C (Kısa süreli)
Ortalama sürtünme katsayısı 0,38
)rr.(p...3
4M
3
i
3
dK
3K
dz...p).51,0...43,0(
Mr
2
D
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 33
.
.
Kavrama Momenti ( MK) Kavrama işletme tipine göre maksimum motor momentinin S = 1,3…2 katı emniyetle iletebilecek şekilde seçilir :
S.MM motK [N.m]
Kavrama iletim momenti aşağıdaki gibi hesaplanır :
z..r.FM mK [N.m]
Formüldeki büyüklükler : F Baskı plakası kuvveti [N] rm Disk ortalama yarıçapı [m]
Sürtünme katsayısı
= 0,25 organik balata
= 0,40 inorganik balata z Sürtünen yüzey sayısı( 1 disk için z = 2)
2i
2d
3i
3d
mrr
rr.
3
2r
Kavrama Momentinin basit olarak hesabı:
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 34
.
b a
FP FK
c
d
sK
S2
sP
S1
.F.i.i
1F K
PKP
a
bi
c
di
P
K
K
PPK
s
s.FF
2
1
2
2
1
d
d
S
S
d2
d1
Resim : Pedal kuvveti ve
kavrama baskı (çözme)
kuvveti arasındaki ilişki
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 35
Tablo : Kamyon ve otobüs gibi ticari araçların motor momentine bağlı olarak kavrama
çapının seçimi için verilen değerler yönlendirici değerlerdir.
Vites kutularında kademe sayısı artıkça, her kademe değiştirmede kavrama
bir kavrama işi ile yüklenecektir. Trafik yoğunluğuna göre kademe değiştirme
(kavrama açma-kapama) sayısı: Şehirlerarası yollarda 0,5 …1 adet /km
Şehir içi 3...30 adet / km
Genel işletmede 1… 5 adet / km
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 36
Kavramanın Isıl Analizi: Kavrama süresince ortaya çıkan ısının bir kısmının metal blokta depolandığı
ve bir kısmının da konveksiyonla havaya atıldığı dikkate alınırsa, kavrama
süresince ısıya dönüşen enerji:
Kavramanın ısı gücü, tK kavrama süresince çıkış gücü 0 değerinden P2 = P1
değerine arttığı için, ortalama değeri olarak P1/2 alınırsa,
KK t.P.2
1Q
. . ..
.
Gü
ç
kW
P1 P2
Zaman t
tK = 0,5 s
PK= P1-P2
P2
PM
.
2,083 kW
TK = 1,7 s
.
30
n..M.
2
1P M
maxMK
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 37
Birim zamanda açığa çıkan ısının, bir kısmı kavrama bloğunda ( )
depolanır, geri kalan kısmı ise, konveksiyonla havaya atılmaktadır .
Hesapları basitleştirmek için, kavrama esnasında volan ve baskı
plakasının homojen olarak T sıcaklığına ısındığı kabul edilirse;
1. mertebe diferansiyel denklemi çözümünden
.
DepoQ
)Q( .Konv
)TT.(A.T.G.cP 0KK
)e1(A.
PTT
tG.c
A.
K
0K
K
Örneğin: PK=31 kW, c = 51 J/N.0K, AK=2.A= 0,057 m2 , = 59,7 J/m2.s.0K,
mK= 8 kg sayısal değerleri için
yardımıyla
)]t.10.83,0exp(1.[9142)e1.(9142TT 4t.10.83,0
0
4
elde edilir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 38
LAMELLİ KAVRAMALAR
Resim: Mekanik kumanda edilen lamelli kavrama
Resim: Manyetik kumanda edilen lamelli kavrama
Resim: Hidrolik kumanda edilen lamelli kavrama
Resim: Pnömatik kumanda
edilen lamelli kavrama
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 39
Lamelli kavramalar
• Kavrama ve fren olarak kullanılır,
• Kuru ve yağ içerisinde çalışabilirler
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 40
2. Hidrodinamik Kavramalar Föttinger kavraması da denilen hidrolik kavramalar içine kanatçıklar
konmuş iki yarım çanaktan ibarettir. Çanaklardan biri motora (pompa),
diğeri (türbin) moment değiştirme elemanlarına veya aşağıdaki resimde
verildiği gibi kuru sürtünmeli bir kavrama üzerinden kademeli vites
kutusuna bağlıdır. Kuru sürtünmeli kavrama, vites kademesi değiştirme
sırasında kuvvet akışını kesmek için kullanılmaktadır.
.
.
Pompa çarkı Türbin çarkı
Resim : a) Sürtünmeli kavramalı hidrodinamik kavrama
b) Hidrolik kavramada pompa ve türbin kanatçıkları arasında sıvı hareketi
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 41
Çalışması: Hidrodinamik kavramanın çanakları çevresinde radyal olarak
yerleştirilmiş odacıklar bulunmaktadır. Motorun kalkışında pompa
çanağın odacıkları içindeki sıvıyı beraberce sürükleyerek türbin çanağı
odacıklarının dış kenarına savurmaktadır. Türbin çanağı yavaş yavaş
dönmeye başlar. Motorun artan devir sayısıyla pompa ve türbin çanakları
arasındaki devir sayısı farkı azalmaya başlar ve böylece döndürme
momenti iletilmeye başlanır.
Güç iletimi, kayma ve devir sayısı büyüklükleri arasındaki ilişki:
Hidrolik kavramada iletilen moment :
iletim katsayısı, sıvı yoğunluğu, D kavrama çapı, açısal hızdır.
Bu bağıntı pompa tarafına tatbik edilirse
(1)
Aynı moment türbin tarafından karşılanacağından
(2)
25 .D..M
22
11
2
1
5
11
30/..k
n.D.kMM
22
22
2
2
5
22
30/..k
n.D.kMM
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 42
Her iki moment ifadesinde yer alan k1 ve k2 arasında aşağıdaki ifade
yazılır:
Pompa ve türbin arasındaki kayma s
elde edilir, yani sistemi tarif eden k katsayısı kaymanın bir
fonksiyonudur. Şayet s sabit kalırsa, k değerleri de sabittir. (1) veya (2)
denklemine göre M=f(n) parabolik bir fonksiyondur.
Sistemin verimi giren ve çıkan güçlerden saptanabilir.
Giren güç ve
Çıkan güç
Buradan verim
2
2
1
12n
n.kk
2
12
1
2
1
21
s1
1.kk
ve n
n1
n
nns
3
1
5
11 n.D.kP
3
2
5
22 n.D.kP
s1n
n
P
P
1
2
1
2
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 43
Resim : Bir hidrolik kavramanın tanım eğrileri
Kayma s = 1 olduğu zaman, yani çıkış
mili durduğu zaman, verim sıfırdır.
Kayma sıfır olduğu zaman, verim 1
olmalıdır. Ancak, k değerleri s ’nin
fonksiyonu olup, s =1 durumunda k = 0
olduğu için randıman gene sıfır olur.
Bir içten yanmalı motorla hidrolik
kavramanın eş çalışmasında, çok
düşük motor hızlarında “rölantide”
taşınabilen moment az olduğundan
bir ayrılma olarak kabul edilebilir.
Hidrolik kavramada, daima bir
kayma vardır. Bu nedenle verim
hiçbir zaman % 100 olmaz ve
0,02 < s < 0,04 arasında maksimum
% 96…98 arasında kalır. Kararlı
çalışmada bu kaybı önlemek için bir
mekanik hız değiştirici ile hidrolik
kavrama devre dışı bırakılabilir.
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 44
İçten Yanmalı Motor ile Hidrolik Kavramanın Birlikte Çalışması : Motorun tam gaz eğrisi ve farklı kayma değerleri için bir hidrolik kavramanın
pompa kısmı moment eğrileri gösterilmiştir. s = 1 için moment eğrisi motorun
tam gaz eğrisini maksimum moment noktasında kesmektedir. Yani aracın
hareketsiz durumunda maksimum tahrik momenti tahrik edici moment olarak
emre amadedir .
.
Motor Tanım Eğrisi Türbin Tanım Eğrisi
Resim : a) Motor tanım eğrisi. MM motor momenti, Mmax maksimum motor momenti,s kayma
(Sabit kayma parabolleri) nL boştaki devir sayısı, nM motor devir sayısı, nM max
maksimum momentteki devir sayısı, nP maksimum güçteki devir sayısı
b) Türbin tanım eğrisi. MT Türbin momenti, nT türbin devir sayısı
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY 45
Teşekkürler
Prof. Dr. N. Sefa KURALAY