6. SONUÇLAR VE ÖNERİLER

Projenin bu bölümünda şu anda piyasada bulunmakta olan iki otomobilin performans değerleri hesaplanacaktır. Bu hesaplar küçük farkların ne kadar önemli olduğunu göstermek için teknik özellikleri oldukça benzeyen Opel Astra Sportive ve Alfa Romeo 156T 2.0 otomobilleri üzerinde yapılmıştır. Yapılan hesaplar tablolar halinde verilmekle birlikte daha kolay yorumlanabilmesi için grafiklere dökülmüştür. Aşağıdaki Tablo 6.1’de karşılaştırılan iki otomobilin teknik özellikleri verilmiştir.

1. Giriş
2. Taşıt hareket dirençleri
    2.1. Yuvarlanma direnci
    2.2. Aerodinamik direnç
    2.3. Yokuş direnci
    2.4. Atalet direnci
    2.5. Aktarma organları direnci
3. Taşıt genel hareket denklemi
4. Taşıt performans hesapları
5. Taşıt performansının artırılması
6. Sonuç

Performans analizini yapabilmek için öncelikle iki taşıtın kısa spesifikasyonlarından yola çıkılarak yaklaşık güç ve tork eğrilerinin matematiksel ifadeleri elde edilip bunların grafikleri çizilidi. (Şekil 6.1, 6.2). Daha sonra elde edilen bu ifadedeki motor devri 3.16 nolu denklem kullanılarak taşıt hızına ve viteslere göre taşıtın ürettiği güç ve tekerleklerdeki net çeki kuvvetinin hesapları yapılıp grafikleri çizildi. (Şekil 6.3, 6.4, 6.5, 6.6).

Taşıtın üzerine etkiyen hareket dirençlerinin hesabındada aynı prosedürler izlenerek bu direnç kuvvetlerinin ve direnç güçlerinin taşıt hızına göre nasıl değiştiği grafikler halinde gösterilmiştir. (Şekil 6.7, 6.8, 6.9, 6.10). Yokuş direnci incelenirken ayrı bir yol izlenmiştir. Bunun sebebi yokuş direnci taşıt hızına göre değil çevre şartlarına göre değişen bir direnç olmasından dolayıdır. Bu nedenden dolayı yokuş direnç kuvveti ve gücü %5, %10, %15, %20, %30 yol eğimlerine göre ayrı ayrı hesaplanarak grafiklenmiştir.

Tüm bu direnç kuvvetlerinin taşıt performansına nasıl bir etki yaptığını göstermek amacıyla taşıtın sağladığı toplam çeki kuvveti ve taşıt gücü ile direnç kuvvetleri ve direnç güçleri aynı eksen takımı üzerinde çizilerek sonrasında açıklamalar yapılmıştır (Şekil 6.11, 6.12, 6.13, 6.14).

Tablo 6.1: Opel Astra Sportive ve Alfa Romeo 156T 2.0’ın teknik özellikleri.

	Opel Astra Sportive	Alfa Romeo 156T 2,0
Maksimum Güç (kW)	100	114
Maksimum Güç Devri (d/d)	5600	6400
Maksimum Tork (Nm)	188	187
Maksimum Tork Devri (d/d)	3400	3500
Vites Oranları 1. Vites 2. Vites 3. Vites 4. Vites 5. Vites Son Dişli Oranı	3,58 2,14 1,48 1,12 0,89 3,74	3,545 2,238 1,520 1,156 0,946 3,513
Aerodinamik Direnç Katsayısı	0,31	0,32
Referans Alanı (m²)	1,92	2
Boş Ağırlık (kg)	1110	1250
Ağırlık Merkezi Yüksekliği (m)	0,48	0,45
Aks Aralığı (m)	2,615	2,595
Lastikler	195/60 R 15	205/60 R15
Lastik Yuvarlanma Yarıçapı (m)	0,297	0,305
Maksimum Hız (km/sa)	208	216
Hızlanma (100km/sa)(s)	9	8,6
Yakıt Tüketimi lt/100km Şehir İçi Şehir Dışı Karma Ortalama	12,00 6,60 8,60	11,7 6,6 8,5

6.1 Otomobillerin Maksimum Hızlarının Hesabı

Taşıtların erişebildikleri hız için iki kısıtlama vardır. Bu kısıtlamalardan birincisi mekanik sınır olarak adlandırılan; motorun yapabileceği maksimum devir sayısına bağlı maksimum hız, diğeride güç sınırı olarak adlandırılan; taşıtın üretebildiği gücün sağladığı maksimum hızdır. Taşıtın maksimum hızı bu iki kısıtlamaya göre hesaplanan hızın küçük olanıdır.

a) Mekanik sınıra göre maksimum hız:

(km/sa) [6.1] ise

Opel Astra Sportive için maksimum hız:

km/sa

Alfa Romeo 156T için maksimum hız:

km/sa

b) Güçle sınırlı maksimum hız:

Bu hıza toplam direnç gücünün maksimum güce eşit olduğu zaman erişilir. Bu durumda:

F_n=0 ª F_n=m_eţ.a=0 ª a=0 ª V=V_Maks olur.

[4.13]

olur.

Bu noktayı analitik olarak bulmak oldukça meşakkatli bir iştir. Bu işlem için daha kolay bir yol ise toplam direnç güçleri ile taşıt gücünü aynı eksen takımında çizerek en büyük viteste kesiştikleri noktayı maksimum hız olarak tespit etmektir. Maksimum hız düz yolda gerçekleştirildiği için sadece kaçınılmaz direnç kuvvetleri olan yuvarlanma ve aerodinamik dirençlerin toplamı göze alınmalıdır.

Buna göre Şekil 6.13 ve Şekil 6.14’e bakıldığında Opel Astra Sportive için kesişme 206 km/sa hızda, Alfa Romeo 156T için kesişme 218 km/sa hızda gerçekleşmektedir. Bu değerler taşıt kataloğunda verilen değerlerle karşılaştırılabilir. (bkz. Tablo 6.1).

İki sınırlama karışılaştırıldığında taşıtın hareket dirençleri karışısındaki gücü mekanik sınıra varmadan tükenmektedir. Buna göre taşıtların maksimum hızları güç ile sınırlıdır.

6.2 Otomobillerin İvme Performansları

Daha önce 4.bölümde taşıtıtın ürettiği net kuvvet;

[4.11]

olarak bulunmuştu. Eğer bu net çeki kuvvetinden taşıtın aynı hızında meydana gelen direnç kuvvetleri çıkarıldığında taşıtın belirtilen hızdaki net çeki kuvveti bulunmuş olur. Bu net kuvvet taşıtı ivmelendirmek için kullanılan kuvvettir.

[6.2]

Bu eşitlikte F_t yerine 4.11 nolu denklemdeki şekli konup hızın bir polinomu şeklinde yazıldığında;

[6.3]

elde edilir. Bu ifadenin integrali alındığında taşıtın hızlanma için harcadığı süre hesaplanabilir. Şekil 6.15 ve 6.16’da taşıtların ürettiği net kuvvetin zamana göre grafikleri görülmektedir.

Şekil 6.15: Opel Astra Sportive’nin ürettiği net kuvvet.

Şekil 6.16: Alfa Romeo 156’nın ürettiği net kuvvet.

Bu iki grafikte taşıtların en büyük viteslerinde ürettiği net kuvvetin sıfırlandığı nokta aynı zamanda ulaşabilecekleri maksimum hızıda göstermektedir.

Bu iki taşıtın her viteste ulaşabilecekleri maksimum ivmeyi bulmak için Newton’un ikinci kanunu uygulanırsa Tablo 6.2’deki sonuçlar elde edilir.

[6.4]