Geri Dön

Yuvarlanma direncinin lastik performansına etkisinin incelenmesi

Investigation of the effect of rolling resistance on tire performance

PDF İndir

  1. Tez No: 977176
  2. Yazar: TUNÇ BİNGÖL
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OKAN GÜL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Yuvarlanma direnci (İng. Rolling Resistance, RR), bir lastiğin sabit hızla hareketini sürdürebilmesi için gerekli enerji miktarını ifade eder ve bir aracın hareketine karşı koyan beş temel kuvvetten biri olarak, aerodinamik direnç, yerçekimi kaynaklı direnç, ivme direnci ve mekanik iç dirençlerle birlikte aracın toplam hareket direncini belirler. Özellikle içten yanmalı motorlu taşıtlarda enerji verimliliğini doğrudan etkileyen yuvarlanma direncinin temel nedeni, lastik malzemesinin yol yüzeyiyle temas ettiği sırada gerçekleşen deformasyon sonucu oluşan histerezis kaynaklı enerji kaybıdır. Bu enerji kaybı, motorun daha fazla güç üretmesini gerektirerek yakıt tüketimini artırmakta; dolayısıyla, hem geleneksel hem de elektrikli araçlarda yuvarlanma direncinin azaltılması, enerji verimliliği açısından kritik bir önem taşımaktadır. Yuvarlanma direnci, lastiğin yapısal ve malzeme özellikleri (örneğin tasarım, bileşen malzemeleri, şişirme basıncı) ile çevresel koşullar (taşıt yükü, yol yüzeyi durumu ve ortam sıcaklığı gibi) tarafından belirlenmekte ve bu etmenlerin değişimiyle doğrudan etkilenmektedir. Bu çalışmada, 275/45R20 ebatlarında bir binek tipi radyal lastik üzerinde kuşak yapısına ait parametrelerin (kuşak açısı, kuşak kalınlığı ve kuşak genişliği) yuvarlanma direncine etkileri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca, dış çap, kesit genişliği ve taban izi gibi temel geometrik parametreler ölçülerek, yapısal değişikliklerin lastiğin fiziksel karakteristikleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; kuşak genişliğindeki artış yuvarlanma direncini % 3 artırırken taban izini % 7 azaltmış, kalınlık artışı yuvarlanma direncini % 1 düşürmesine rağmen taban izini % 4 daraltmıştır. Kuşak açısındaki artış ise yuvarlanma direncini % 5 artırırken taban izinde % 2'lik bir büyümeye yol açmıştır. Dış çap ve kesit genişliği değişimleri ise % 1 düzeyinde kalmış ve yapısal olarak önemsiz kabul edilmiştir. Bu bulgular, kuşak parametrelerinin lastik performansında tekil ve etkileşimli olarak belirleyici olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, yuvarlanma direnci; yalnızca bir lastik özelliği olmanın ötesinde, taşıt performansı, enerji tüketimi ve çevresel sürdürülebilirlik açısından çok boyutlu bir mühendislik problemidir. Bu nedenle, lastik tasarım süreçlerinde yuvarlanma direncinin minimize edilmesi hedeflenirken, aynı zamanda güvenlik, yol tutuşu ve kullanım ömrü gibi diğer performans kriterleriyle dengeli bir optimizasyon yapılması gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

Rolling resistance (RR) refers to the amount of energy required for a tire to maintain constant motion and is one of the five primary forces opposing a vehicle's movement, alongside aerodynamic drag, gravitational resistance, acceleration resistance, and mechanical losses. As a significant factor affecting energy efficiency, particularly in internal combustion engine vehicles, the primary cause of rolling resistance is the energy loss due to hysteresis that occurs during the deformation of the tire material upon contact with the road surface. This energy loss necessitates increased engine output, leading to higher fuel consumption. Therefore, minimizing rolling resistance is of critical importance for enhancing energy efficiency in both conventional and electric vehicles. Rolling resistance is influenced by both the structural and material properties of the tire (such as design, compound composition, and inflation pressure) as well as by environmental factors including vehicle load, road surface condition, and ambient temperature. Changes in these parameters can significantly alter the magnitude of rolling resistance. In this study, the effects of belt structure parameters (belt angle, thickness, and width) on rolling resistance were experimentally investigated for a passenger radial tire sized 275/45R20. Additionally, fundamental geometric parameters such as overall diameter, section width, and footprint were measured to evaluate the impact of structural changes on the tire's physical characteristics. The results showed that an increase in belt width raised rolling resistance by 3% while reducing footprint by 7%. An increase in belt thickness decreased rolling resistance by 1% but narrowed the footprint by 4%. An increase in belt angle increased rolling resistance by 5% and expanded the footprint by 2%. Changes in overall diameter and section width were within 1% and considered structurally negligible. These findings demonstrate that belt parameters have significant individual and interactive effects on tire performance. In conclusion, rolling resistance is not merely a property of the tire, but a multifaceted engineering issue that directly influences vehicle performance, energy consumption, and environmental sustainability. Therefore, in tire design processes, reducing rolling resistance must be pursued in parallel with balancing other critical performance metrics such as safety, handling, and durability.

Geri Dön