Lastikler | Ebat Değişimi | Performans | Yakıt Tüketimi | Teknik Bilgiler
Merhaba arkadaşlar ,
Bu konuda 'lastikler' ile alakalı teknik bilgiler paylaştım. Farklı lastik ebatlarının araç üzerinde ne gibi etkileri olabileceğini anlatmaya çalıştım. Yazının tamamı bana aittir, alıntı değildir. Görsellerin kaynaklarını ise figürlerin altında ve 'referanslar' bölümünde verdim.
Hepinize kazasız ve keyifli sürüşler,
Saygılarımla.
http://jc.com
LASTİKLER
Lastiklerin teknik özelliklerini daha iyi kavrayabilmek için öncelikle lastiğin en önemli özellikleri olan ''yuvarlanma direnci (rolling resistance)'' , ''kayma açısı (slip angle)'' ve ''kayma (slip)'' yı incelemek gerekir.
Yuvarlanma Direnci (Rolling Resistance)
Yuvarlanma direnci temel olarak 4 farklı durum için incelenmelidir.
- Rijit yol ile rijit lastik (tren tekerleği ve ray)
- Rijit lastik ile esnek yol (toprakta giden demir el arabası tekerleği)
- Esnek yol ile esnek lastik (toprakta giden otomobil tekerleği)
- Rijit yol ile esnek lastik (asfalt yolda giden otomobil tekerleği)
Bu 4 farklı durumdan pratikte karşılaşılan en sık durum ''rijit yol ile esnek lastik'' olduğu için aşağıdaki açıklamalar da bu durum baz alınarak yapılmıştır. Bu durum günümüz araçlarının stabilize yoldaki durumuna karşılık gelir.
Hareket esnasında lastiğe dikey yönde aşağıdaki kuvvetler etkir. Bu kuvvetler ;
Fz > Yerin lastiğe uyguladığı normal kuvvet
Fr > Lastiğe etkiyen yol direncidir.
e ise > Yerin lastiğe uyguladığı kuvvetin merkezden kaçıklığıdır. Bu ''e'' kadar mesafenin olmasının sebebi, lastiğin rijit olmamasıdır.
http://img42.imageshack.us/img42/743/foto876600x535.jpg
Resimde de görülen formülasyon, lastiğe yol tarafından uygulanan kuvvetin etkidiği noktaya göre alınan moment ile elde edilmiştir. Yuvarlanma direnci, pek çok değişkene bağlıdır. Ana sebebi lastiğin rijit bir yapı olmamasından dolayı, lastiğin yere temas ettiği alandaki basınç dağılımının hareket yönünde daha fazla olmasıdır. Yukarıdaki şekilde de görülmektedir. Yerden lastiğe etkiyen bu Fz kuvveti, ''e'' kadar mesafe ile etkidiği için tekerlekte bir moment meydana getirir. Bu moment ''yuvarlanma direnci momenti'' olarak ifade edilir. Motor ve aktarma organları tarafından lastiğe iletilen momentin tamamı yere iletilemez. Yuvarlanma direnci momentinden dolayı lastikte bir kayıp meydana gelir.
Şekilde yuvarlanma direncinin hem yol tipi ile hem de şişirme basıncı ''inflation pressure'' ile nasıl değiştiği görülmektedir.
http://img703.imageshack.us/img703/658/image3s.gif
Alttaki grafikte de hem radyal lastik için hem de konvensiyonel lastik için hızın yuvarlanma direncine etkisi görülmektedir.
http://img20.imageshack.us/img20/4017/image5i.gif
http://img17.imageshack.us/img17/7909/image6yr.gif
Kayma Açısı (Slip Angle)
Kayma açısını kısaca ifade etmek gerekirse, lastiğin fiziksel yönü ile gitmek zorunda olduğu yön arasında kalan açıdır. Şekilde ''direction of heading'' lastiğin yönünü, ''direction of travel'' ise lastiğin gitmek zorunda olduğu yönü belirtmektedir. Şekilde Fy ile gösterilen kuvvet kayma açısından kaynaklanan yanal kuvvettir. (Lateral Force)
http://img856.imageshack.us/img856/3...883600x420.jpg
Alttaki şekilde kırmızı noktalı bölüm, lastiğin yer ile temas eden bölgesinin temas anında aldığı şekildir.
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...Deflected1.jpg
Kayma (Slip)
Kayma, lastiğin gerçek hızının aracın hızı ile aracın hızının farkının aracın hızına oranıdır. Formülle ifade etmek gerekirse ;
http://upload.wikimedia.org/wikipedi...63950beb9e.png
Burada http://upload.wikimedia.org/wikipedi...98d86b4602.png lastiğin açısal hızı, http://upload.wikimedia.org/wikipedi...189b3dc231.png lastiğin dış yarıçapı, http://upload.wikimedia.org/wikipedi...4664205d2a.png ise aracın gerçek hızıdır.
Fren esnasında lastikler kızaklamaya başladığında http://upload.wikimedia.org/wikipedi...4734a47924.png durumu meydana gelir. Bu durumda kayma -%100 olur. Patinaj durumunda ise taşıtın hızı eğer ''0'' ise kayma sonsuz büyüklükte olur.
http://ars.els-cdn.com/content/image...000472-gr1.gif
Üstteki grafikte bir lastiğe ait çeki kuvvetinin (tire force), lastikteki kaymaya bağlı eğrisi verilmiştir. Maksimum çeki kuvveti, kaymanın %20 civarında olduğu anda görülmektedir. Bu grafik hem çeki kuvveti için (tractive effort) hem de fren kuvveti (braking efficiency) için kullanılabilir. Alttaki grafik buna örnektir. Bu sefer bağıl kuvvet baz alınmıştır. (relative traction)
http://img47.imageshack.us/img47/91/...ractionlz4.jpg
Force-Slip eğrisininde peak değerin sol ve sağ tarafı farklıdır. Maksimum tutunma kuvvetine kadar olan kısım ''stable'' , diğer kısım ise ''unstable'' dır.
Lastiğin Teknik Özellikleri
Günümüz binek araçlarında kullanılan lastiklerin belli başlı özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bu özellikler ;
- Güvenlik
- Yakıt ekonomisi
- Konfor
- Yüksek taşıma kapasitesi
- Yüksek yol tutuştur.
Buna rağmen ticari araçlarda kullanılan lastiklerin kriterleri daha farklıdır. Bu kriterler ise ;
- Uzun ömür
- Yüksek tutunma kabiliyeti
- Hafiflik
- Zincir takılabilme kabiliyeti
- Düşük yuvarlanma direnci
şeklindedir.
Lastikler ; Radyal (Radial Tire) ve Konvansiyonel (Bias Ply / Diagonal Tire) lastikler olmak üzere iki çeşittir.
1. Konvansiyonel Lastikler (Bias Ply / Diagonal Tire)
Konvansiyonel lastiklerde karkas (carcass) yapı 30-40 derecelik açılarla (crown angle) çapraz şekildedir. Bu yapı üst üste katlar halinde lastiğin ana yapısını oluşturur. Karkas yapının üzerinde ''belt'' denilen kuşaklar yer alırsa ''kuşaklı konvansiyonel lastik'' adını alır.
2. Radyal Lastikler (Radial Tires)
Radyal lastiklerde ise karkas yapı, en alt katta tekerlek düzlemi ile 90 derecelik açı yapacak şekilde yer alır. Bu karkas yapının üzerinde ise ''belt'' denilen kuşaklar yer alır. Konvansiyonel lastiklerdeki 40 derecelik karkas açılarına karşın, radyal lastiklerde 20 derecelik kuşak açıları bulunur.
http://img585.imageshack.us/img585/3...econstruct.jpg
1. Konvansiyonel Lastik
2. Kuşaklı Konvansiyonel Lastik
3. Radyal Lastik
http://www.obitet.gazi.edu.tr/obitet...r/image002.jpg Radyal lastiğin iç yapısı
Radyal ve Konvansiyonel Lastiklerin Karşılaştırılması
Radyal lastiklerin en önemli avantajı esnekliğidir. Enine dizilmiş karkas yapısı lastiğin esnekliğini arttırır, yere temas yüzeyini genişletir. Bu sayede yol tutuş, çeki performansı, fren performansı konvansiyonel lastiğe göre büyük ölçüde artar. Ayrıca radyal lastikler konvansiyonel lastiklere göre ;
- daha düşük yuvarlanma direncine sahiptir,
- yüksek taşıma kapasitesine sahiptir,
- yüksek yanal kuvvet kapasitesi
- yüksek konfora sahiptir.
- uzun ömüre sahiptir.
Bu nedenlerle 1960'lı yıllarda oldukça popüler olan konvansiyonel lastikler yerini günümüzde büyük ölçüde radyal lastiklere bırakmıştır.
Aşağıda birkaç yönden radyal ve konvansiyonel lastiklerin karşılaştırılması verilmiştir.
Radyal ve Konvensiyonel lastiğin hıza bağlı olarak yuvarlanma direnci değerleri
http://img802.imageshack.us/img802/7...877600x512.jpg
http://img35.imageshack.us/img35/844...878600x308.jpg
Lastiğin Üzerinde Yazan Rakamlar Nasıl Okunmalıdır?
http://img18.imageshack.us/img18/2563/olcutablo.jpg
http://img845.imageshack.us/img845/5798/lastikhakk.jpg
Hız indeksindeki rakam tablodan bakılır ve karşılığında kg cinsinden bir birim bulunur. Bu kütle, lastiğin taşıyabileceği maksimum kütledir. Hız İndeksi ise (Sürat Sembolü) o lastiğin maksimum hangi hıza çıkabileceğini belirtir.
http://img528.imageshack.us/img528/2...899800x846.jpg
http://img507.imageshack.us/img507/2985/32712772.JPG
http://www.michelinman.com/mediabin/...elin_image.jpg
LASTİK EBATLARININ ETKİLERİ
Bu bölümde lastik genişliğinin, yanak yüksekliğinin, jant çapının konfor, yol tutuş, fren mesafesi, yakıt tüketimi, aracın performansı ve tekerleğin performansı gibi konularda etkilerini inceleyeceğim. Yakıt tüketimi konusunu ayrıca inceleyeceğim.
Lastik Genişliği
Kuru ve stabilize yüzey için ; lastik genişliği arttıkça, lastiğin yere temas eden yüzey alanı artar. Bu da lastiğin yere daha iyi tutunmasını sağlar. Yere daha iyi tutunan lastiğin fren durma mesafesi kısalır, virajlarda stabilite artar. Araç virajı daha güvenli şekilde alır. Yerle temas eden alanın artmasından dolayı tekerleğin gücü yere iletebilme kabiliyeti artar. Drag yarışlarında arkadan çekişli amerikanlarda arka tekerleklerin devasa şekilde geniş olması ve ilk hareket anında aracın burnunun havaya kalkması bu sebeptendir.
http://img339.imageshack.us/img339/7...ing600x400.jpg
[link=http://blogs.moparmusclemagazine.com/6638943/miscellaneous/racing-mopar-drag-racing-racing-off-season/]kaynak[/link]
Bunun haricinde ; genişleyen lastikte büyük ihtimalle tekerlek modülünün de ağırlığı artacağından ve yol direncinin artmasından dolayı aracın performansında düşüş gözlenebilir. Tekerleği dönen bir cisim olduğundan kütlesi ne kadar fazla ise o derecede bir eylemsizlik direnci gösterecektir. Bu da performans kaybına yol açacaktır.
Karlı ve ya kaygan zemin ise tüm bunların tersi geçerlidir. Buzlu ve ya karlı zeminde dar lastik yere daha iyi tutunma sağlar. Şekil görsel açıdan iyi bir örnektir.
http://img3.imageshack.us/img3/2790/...bbiesnow60.jpg
[link=http://www.epicski.com/t/105001/what-are-the-best-ski-cars/330]kaynak[/link]
Yanak yüksekliği ve jant çapı
Lastiğin yanak yüksekliği (yanak oranı değil, yüksekliği) ise konfor açısından önemlidir. Geniş yanağa sahip tekerleğin, darbeyi sönümleme kabiliyeti artacağından konfor artacaktır. Bunun yanında dış çapın sabit kaldığını düşünerek ; artan yanak yüksekliği jantın da küçülmesine sebep olacağından yakıt tüketiminin düşmesini de sağlayacaktır.
Jantların ağırlıklarını [link=http://www.wheelweights.net/]buradan[/link] öğrenebilirsiniz.
YAKIT TÜKETİMİ
Aracın yakıt tüketimini ne arttırır?
- Tekerlek modülünün (jant+lastik) ağırlığı
- Yol direnci
Yakıt tüketimini etkileyen faktörler bu iki ana sebep kaynaklıdır. Tekerlek modülünün ağırlığı ; jant çapına ve jantın malzemesine bağlıdır. Saç ve alaşım jantlar arasında ağırlık farkları vardır. Yol direncini arttıran sebep ise lastiğin genişliğidir. Lastik ebatının değişiminde hem jant çapı arttırılır hem de lastik genişliği artırılırsa yakıt tüketimine etkisi maksimum düzeye çıkar.
Burada zor olan kısım ise bu etkilerin oranını tahmin etmektir. Ancak ve ancak aynı araç üzerinde farklı lastik ve jant kombinasyonu için yapılan bir test bize doğru bir fikir verebilir.
Not : Grafikteki ''Fuel Economy (Yakıt Tüketimi)'' yazan kısmı litre/100 km ; ''Weight (ağırlık)'' yazan kısmı ise bizim kullandığımız kg cinsine çevirdim.
http://img339.imageshack.us/img339/9740/golftest.jpg
[link=http://media.caranddriver.com/images/media/51/effects-of-upsized-wheels-and-tires-tested-chart-photo-341448-s-original.jpg]kaynak[/link]
Lastik başlığı ile alakalı soracağınız sorulara bu başlık altında cevap verebileceğim. [:'(]
