denekler:
- Tekerlek kılavuzundaki serbestlik dereceleri
- Tekerlek kılavuzundaki menteşeler
- Tekerlek kılavuzundaki kılavuzlar
- Serbestlik derecelerini hesaplayın
Tekerlek kılavuzundaki serbestlik dereceleri:
Bir arabanın süspansiyonu, tüm süspansiyonda serbestlik derecesi sağlayan bir dizi menteşe (salıncak kemikleri ve amortisör dahil) içerir. Tekerlek kılavuzu, olası tekerlek hareketlerinin olası serbestlik derecesinin yalnızca bir veya iki ile sınırlı olmasını sağlar. Bir tekerlek "sabit" tutulmazsa serbestçe dönebilecek, eğilebilecek (x ve y yönlerinde), dönebilecek, yukarı ve aşağı hareket edebilecektir. Bu durumda tekerlek prensipte süspansiyondan "gevşek" olur. “Yönlendirme” olmadan herhangi bir yönde hareket edebilir. Bahsedilen her hareket bir serbestlik derecesidir.
Tekerlek süspansiyonu yani tekerlek yönlendirmesi hareket özgürlüğünün 1 serbestlik derecesi ile sınırlandırılmasını sağlar. Bu, tekerleğin sürücünün etkisi olmadan yalnızca 1 yönde "serbestçe" hareket edebileceği anlamına gelir. Bu serbest hareket, sıkıştırma ve geri tepmenin yukarı-aşağı hareketidir. Tekerlek, düzgün olmayan bir yol yüzeyinde engellenmeden içeri ve dışarı sıçrayabilir.
Bir arabanın tekerlek süspansiyonu bir dizi çizgi menteşesi, bilyeli mafsal ve döner kayar menteşelerden yapılmıştır. Bu menteşelerin hepsi birbirini etkiler. Çok fazla menteşe, çok fazla serbestlik derecesi (böylece tekerlek istenmeden farklı yönlerde hareket edebilir) veya 0 serbestlik derecesi (tekerlek hareket edemez ve bu nedenle sıkışıp sıkışamaz) yaratır.
Tekerlek kılavuzundaki menteşeler:
Hat menteşesi:
Bu çizgi menteşesi 1 yönde hareket edebilir; yukarı ve aşağı. Bu 1 derecelik serbestlik sağlar.
Bilyalı mafsal:
Bu menteşe sayesinde ilgili parçalar birbirine göre 3 hareket yapabilir; başını sallama, yuvarlanma ve dönme hareketi. Bu menteşenin 3 serbestlik derecesi vardır, çünkü menteşe “gevşek” olduğunda 3 serbest hareket yapabilir (oklara bakınız).
Döner kayar menteşe:
Bu menteşe 2 hareket yapabilmektedir; bir dönme ve bir içeri-dışarı kayma hareketi. Prensip olarak bu bir amortisör örneğidir (McPherson gergi kolundan). Bu 2 hareket, döner kayar menteşenin 2 serbestlik derecesine sahip olmasını sağlar.
Tekerlek kılavuzundaki kılavuzlar:
Çeşitli menteşe türlerinden bir tekerlek süspansiyonu oluşturmak için, menteşelerin bazen tek bir nesne üzerinde, örneğin bir salıncak kemiği üzerinde birleştirilmesi gerekir. Daha sonra bu destek koluna kılavuz adını veriyoruz. Aşağıda bu iletkenlere birkaç örnek verilmiştir:
Bilyeli mafsallı hat menteşesi:
Bu, hat menteşesi tarafında gövdeye (veya alt şasiye) ve bilyeli mafsal tarafında direksiyon mafsalına bağlanan salıncak kemiğinin tipik bir örneğidir. Bu menteşenin tamamı gevşek olduğunda hem hat menteşesinin hareket yönünde (1 yönü) hem de bilyeli mafsalın 3 yönünde hareket edebilir. Sonuçta hat menteşesinin 1 serbestlik derecesi, bilyeli mafsalın ise 3 serbestlik derecesi vardır. Bu kısım 1 iletken olarak görüldüğü için serbestlik dereceleri toplanabilir. 1 ve 3, onu 4 serbestlik derecesi yapar.
Çift küresel mafsal:
Çift bilyeli mafsallı kılavuza örnek olarak iç ve dış rot bilyalarına sahip rot kolu verilebilir. Her bir küresel mafsalın 3 serbestlik derecesi vardır, dolayısıyla 1 iletken olduğu için bunların birbirine eklenmesi gerekir. Bununla birlikte, aynı dönüşe sahiptirler, çünkü eğer bir bilyeli mafsal dönme hareketi yaparsa diğeri de yapar. Dolayısıyla kendi kendine dönme özgürlüğünün 1 derecesi sayılmaz (kırmızı oklara bakın). Bu iletkenin serbestlik derecesi toplamda 1'dır, ancak aşağıdaki hesaplamada "kendi dönüşleri r" altına 6 sayısını girin. Daha sonra hesaplamada bu 1 çıkarılır.
Bilyeli mafsallı döner kayar menteşe:
Daha önce de belirtildiği gibi, amortisör döner kayar bir menteşedir. Bununla birlikte, ilk başta öyle düşünmeseniz bile, her McPherson payandanın üzerinde bir bilyeli mafsal bulunur. Amortisörün üst kısmında başka bir lastik daha var. Bu kauçuk, amortisöre bir miktar hareket özgürlüğü sağlar ve bu nedenle bilyeli mafsal özelliklerine de sahiptir. Bu nedenle bir amortisör, hem döner kayar menteşenin 2 serbestlik derecesine hem de bilyeli mafsalın 3 serbestlik derecesine sahiptir; bu da birlikte 5 yapar. Burada da doğal bir dönüş söz konusudur, çünkü döner kayar menteşenin dönme hareketi, bilyeli mafsalın dönme hareketiyle aynı harekettir. Yani kendi kendine dönmenin “r”sine 1 eklenmesi gerekecek.
Serbestlik derecelerini hesaplayın:
Serbestlik derecesi sayısı askı verilerine göre hesaplanabilir. Formülü doğru bir şekilde tamamlamak için menteşeler ve kılavuzlar kategorilere ayrılmalıdır:
- İletken sayısı için L
- Bağlantı ve menteşe sayısı için g
- Doğal dönüş sayısı için r (1 kılavuzdaki çift bilyeli mafsalda olduğu gibi)
Ayrıca harfler:
- tekerlek taşıyıcılarının sayısı için k (çoğu durumda 1, çünkü bu mafsaldır)
- Birlikte eklenen toplam bağlantı ve menteşe sayısı için serbestlik derecesi sayısı için εfi.
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
Örnek:
Bir tekerlek süspansiyonu şunları içerir: k 1 tekerlek taşıyıcısı (mafsal), L 2 kılavuzlar, g 5 eklemler, r 2 kendi kendine dönüş, εfi 15 toplam serbestlik derecesi
Formül formunda bu:
F = 6 (1 + 2 – 5) – 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F = 1
Yani artık 1 serbestlik derecesi var, yani bu iyi. Tekerlek saf bir yukarı ve aşağı hareket yapabilir.
Bunu açıklığa kavuşturmak için burada tekerlek süspansiyonunun resmini içeren bir örnek verilmiştir:
Aşağıdaki resim, ilgili açıklamayla birlikte bir McPherson payandaya aittir. A, B ve C harfleri kılavuzları, 1'den 6'ya kadar olan rakamlar ise menteşeleri/bağlantı noktalarını temsil etmektedir.
εfi, menteşelerin toplanmış serbestlik dereceleridir; yani bilyeli mafsal başına 3 serbestlik derecesi (yani 4 x 3), çizgi menteşesinin 1 serbestlik derecesi ve döner kayar menteşenin 2 serbestlik derecesi.
Formül şu şekilde tamamlanabilir:
F = 6 (k + L – g) -r + εfi
F = 6 (1 + 3 – 6) – 2 + 15
F = 6 x (-2) – 2 + 15
F = -12 – 2 + 15
F = -14 + 15
F = 1 serbestlik derecesi
