Otomobil Bileşenleri 1 // ŞASE

Otomobillerde kullanılan parçaları belirli ana başlıklar altında anlatmaya ve incelemeye çalışacağız. Bu başlıklardan ilki otomobillerin bel kemiği, temel elemanı şasedir.Bu elemanın incelemesiyle başlayacağız.

Şase diye tabir ettiğimiz bu eleman (şasi olarak söyleyenler de vardır) kimi zaman çelik malzeme kullanılarak kimi zaman da alüminyum malzeme kullanılarak (farklı malzemelerde kullanılabilir) hassas işlemlerle işlenilerek elde edilen bir otomobil bileşenidir. Şase malzemesi olarak genellikle  paslanmaz çelik ve alüminyum kullanılır. Bu iki materyal neredeyse eşit güçlere sahiptir. Bu aynı yük altında aşağı yukarı aynı şekilde işleyecekleri anlamına gelir. Çelik, alüminyuma göre kat kat daha serttir ve çok daha ağırdır.

                            

Tipik bir çelik şase örneği "1954 Mercedes Benz 300SL "[2]

                                    

     

                                        

      2008 Audi Q5 alüminyum şasesi ve karoseri

Öte yandan aynı ağırlıktaki karbon fiber ürün hem çelik hem de alüminyum ile kaşılaştırılınca hem daha hafif, hem daha sert hem de daha kuvvetlidir. Çelik bir parça ile aynı sertlik ve kuvvetteki karbon fiber bir parça yaklaşık olarak beş kat daha hafiftir.

Karbon fiberler aslında çok ince filamentler (insan saçından daha ince) oldukları için bir ağırlığı taşıyabilecek en verimli şekilde yerleştirilebilirler. Bu karbon fiber komponentlerin ağırlığı azaltırken kuvveti en yükseğe çıkarmalarına olanak verilen bir şekilde üretilmelerini sağlar. F1 araçlarında gelişen teknoloji sayesinde karbon fiber şase günümüzde kullanılabilmektedir. Karbon fiberin tek dezavantajı üretiminde yatmaktadır. Diğer materyellerin aksine karbon fiber çok yüksek nitelikli el işi gerektirir. Karbon fiber yapıdaki bütün fiberler dikkatli bir şekilde yerleştirilmek zorundadırlar. Vakumlama, yapıştırma(genellikle epoksi yapıştırıcı kullanılır), sıcak basınçlı odada vakumlama işlemleri zahmetli ve maliyetli işlemlerdir. Bu işlemler sadece maliyetleri arttırmak ile kalmaz aynı zamanda yüksek nitelikli iş gücü de gerektirir. 
Karbon fiber için detaylı bilgi tıklayınız...

Alfa Romeo 4C' nin karbon fiber şasesi

Alfa Romeo 4C karbon şase yapım aşamaları

Çelik, alüminyum ve karbon fiberin fiziksel ve mekanik özelliklerine bakacak olursak; T700 S karbon fiber malzeme çekme mukavemeti ve yoğunluk(buna bağlı olarak hafiflik) yönünden çelik ve alüminyumdan üstündür. çelik ise yüksek elastik modülü yani şekil değiştirmeye direnci en yüksek olandır. kompozit malzeme olan karbon fiberin bileşenleri sürekli olarak geliştirilmektedir ve çelikten daha yüksek elastik modüle sahip karbon fiber malzemelerde vardır.(karbon nanotüpler çelikten 7-8 kat daha büyük elastik modüle(young's modulus) sahiptirler.) Ama maliyet işin içine girince karbon fiber lüks bir malzeme olarak karşımıza çıkmaktadır.

karbon fiber, çelik ve alüminyumun mekanik özellikleri [1]

Şase malzemesi olarak alüminyum, çelik, karbon, plastik gibi materyallerin alaşımları kullanılabilir. Mühendisler araç hangi amaca hizmet edecekse(yarış, sağlamlık vs.) ona göre materyal seçimi yaparlar. Malzeme seçimi yapılırken klasik malzeme seçim yöntemi yada Ashby diyagramları yöntemi kullanılır. Klasik malzeme seçimi için önce ;

1)Makine parçasının ne iş yapacağı sorgulanır?

2)Makina parçasının olduğu yerde malzemeden beklenen özellikler tesbit edilir.

3)Bu işi görecek aday malzemeler belirlenir

4)Aday malzemelere puan uygulaması yapılır.

5)Aday malzemeler arasından en uygunu belirlenmeye çalışılır.

Ashby yöntemleri ise Prof. Ashby' nin çalışmaları sonucu ortaya çıkan diyagramlar yardımıyla malzeme seçimidir. Bu diyagramlarda; young modülü(elastisite modulü)&yoğunluk, young modülü(elastisite modulü)&maliyet, strength(kopma mukavemeti)&yoğunluk gibi ilişkileri görebiliriz.

Ashby diyagramı

Ashby diyagramı

Ashby diyagramlarından yukarıdakinde isekısaca malzemelerin strength(dayanım,güç) ve density(yoğunluk) özelliklerini gösteren ilişki görülmektedir. Bu diyagram kullanlırken maksimum dayanıklıklık, minimum ağırlık ve minimum maliyet istenir. Makinelerde en önemli kriter dayanım olduğu için bizi diyagramın üst tarafı ilgilendirmektedir. Minimum kütle için, minimum kütle oranına göre yani kırmızı kesik çizgiyle belirtilen kesik çizgi üzerinden malzeme seçimi yapılır. 

Şase aracın temel parçası olup bu parça üzerine diğer parçalar eklenerek araç üretim işlemi sürdürülmektedir. Şaseye ön takım (yürüyen düzen), motor, karoser, diferansiyel vs. gibi parçaların montaj işlemi yapılır. Bu kadar temel bir parça olması dolayısıyla çok hayati bir öneme sahiptir, bu parça da oluşacak en ufak aksaklık dahi ön düzenimizin ayarlarının bozulmasına aracımızın yol tutuş kabiliyetinin azalmasına neden olur. Bu durumu anlatmak için bir örnek vermek gerekirse mekanizması bozulmuş bir saatin ne zaman geri ne zaman ileri gideceğini kestirmemiz ne kadar güç oldurdu. Şase de aynı bu şekildedir. Oluşabilecek bir aksaklık aracın ağırlık merkezini yola tutunuşun da ki açıları aerodinamik yapısını değiştirir aracımızın kullanımını güvensiz hale getirir. 

Kimi arkadaşlar zaman zaman şasesi tamir görmüş araç alınır mı diye merak edip bunu araştırıyorlar aslına bakılırsa bu kadar önemli bir parçanın tamir görerek eski halini tam manasıyla alabileceğini zannetmiyorum bu sebepten dolayı şasesi tamir görmüş araç alınmasını ben tavsiye etmiyorum.

Şase ve karoserin birleşmesi

Gelecek yazılarımız da karoser, kaporta, motor... gibi elemanlardan da bahsedeceğiz

keyifli okumalar.