Farklı amortisör kuvvetleri için amortisör iç ve dış sıcaklıklarının termal matematiksel modelinin tasarımı ve 1D termal analiz incelemesi

Bu tez çalışmasında, farklı sönümleme kuvvetleri altında çalışan ve HRS (Hydraulic Rebound Stop) sistemi içeren bir amortisörde, amortisörün iç kısmındaki hidrolik yağ ile dış tüp üzerindeki sıcaklık dağılımının zamana bağlı olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda hem deneysel çalışmalar hem de termal matematiksel modelleme yaklaşımları birlikte ele alınmıştır. Ayrıca geliştirilen matematiksel modelin doğrulanması amacıyla SimCenter Amesim yazılımı kullanılarak 1D termal analizler gerçekleştirilmiştir. Amortisörler, özellikle ömür testleri sırasında uzun süreli ve sürekli çalışmaya maruz kalmaktadır. Bu durum, amortisör içerisinde enerji kayıplarından kaynaklı olarak hidrolik yağ sıcaklığının artmasına neden olmaktadır. Hidrolik yağ sıcaklığındaki bu artış, amortisörün en kritik bileşenlerinden biri olan keçe üzerinde doğrudan etki göstermektedir. Keçenin sıcaklığa bağlı olarak sahip olduğu teknik sınır değerlerin aşılması durumunda, malzeme özelliklerinde bozulma meydana gelmekte, deformasyon oluşmakta ve sonuç olarak yağ kaçağı riski ortaya çıkmaktadır. Bu tür arızalar hem testlerin süresini uzatmakta hem de test maliyetlerinin artmasına yol açmaktadır. Bu olumsuz etkilerin önlenebilmesi amacıyla, ömür testleri sırasında amortisör dış yüzeyine bir su ceketi monte edilerek aktif bir soğutma sistemi uygulanmaktadır. Amortisörün dış tüpüne yerleştirilen sıcaklık sensörleri yardımıyla belirlenen üst ve alt sıcaklık limitleri doğrultusunda test süreci kontrol edilmektedir. Standart amortisörlerde bu sıcaklık sınırları belirli prosedürlere göre tanımlanmışken, HRS sistemi içeren amortisörlerde bu değerler çoğunlukla deneme-yanılma yöntemi ile belirlenmektedir. Bu yaklaşım, test sürelerinin uzamasına ve test maliyetlerinin artmasına neden olmaktadır. Bu tez çalışmasının temel amacı, HRS sistemi içeren bir amortisörde hidrolik yağ sıcaklığı ile dış tüp sıcaklığı arasındaki ilişkiyi zamana bağlı olarak tanımlayabilen bir termal model geliştirmektir. Bu doğrultuda, öncelikle amortisörün termal davranışını tanımlayan temel fiziksel prensipler ele alınmış ve ilgili ısıl direnç denklemler oluşturulmuştur. Ardından, sistemin termal analizinde açık sayısal çözüm yöntemi kullanılarak sıcaklık dağılımları hesaplanmıştır. Modelleme sürecinde piston çubuğu, hidrolik yağ, kılıf, silindir tüpü, rezerve ve dış boru gibi temel bileşenler ayrı ayrı ele alınmıştır. Elde edilen sonuçlar, amortisörün farklı darbe kuvvetlerine maruz kalması durumunda iç ve dış sıcaklıklarda belirgin değişimler meydana geldiğini göstermektedir. Özellikle HRS sisteminin bir alt komponenti olan kontrol halkasının yapısı ve valf sisteminin yapısı, hidrolik yağ sıcaklığındaki artışa neden olduğu ve yağın termal özelliklerinin de hidrolik yağ sıcaklığında etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, amortisör tasarımında termal yönetimin önemini ortaya koymakta ve gelecekte yapılacak tasarım iyileştirmeleri ile test optimizasyonu çalışmaları için önemli bir altyapı sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Amortisör, Termal Matematiksel Model, 1D Analiz, Isı Transferi, Sayısal Analiz