HİDROLİK MOTOR TAKOZLARINDA KULLANILAN AKIŞKANIN TİTREŞİM SÖNÜMLEMEYE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Hidrolik motor takozları taşıtlarda en yaygın olarak kullanılan takoz tipleridir. Kauçuk-metal yapıya sahip konvansiyonel takozlardan farklı olarak hidrolik motor takozlarında hidrolik akışkan yer alır ve bu akışkanın sağladığı direnç kuvveti takozun sönümleme performansını etkiler. Bu çalışmada hidrolik motor takozlarında akışkan etkilerini incelemek amacıyla referans olarak belirlenen bir takozun akışkan doldurularak ve doldurulmadan montajı yapılmıştır. Her iki yapıdaki takoz da tekerlek kaynaklı titreşim etkilerini incelemek amacıyla düşük frekans bölgesinde yüksek genliklerde, motor kaynaklı titreşim etkilerini incelemek amacıyla da yüksek frekans bölgesinde düşük genliklerde test edilmiştir. Testlerde düşük genlikli titreşimlerde yaklaşık 140 Hz frekans değerine kadar akışkan doldurulan ve doldurulmayan takozların dinamik direngenlik değerleri birbirine oldukça yakın olarak elde edilmiş bu frekans değerinden sonra akışkan doldurulan takozun dinamik direngenlik değeri düşmeye başlamıştır. Düşük frekans aralığında yüksek genlikli titreşimlerde ise akışkan dolu hidrolik motor takozlarında daha yüksek dinamik direngenlik değeri elde edilmiştir. Tekerlek aracılığıyla yoldan kaynaklanan yüksek genlikli titreşimlerin etkilerini incelemek amacıyla elde edilen deney verileri çeyrek taşıt modeline uygulanmış ve farklı frekanslarda yol girdilerine karşılık takozda kullanılan akışkanın titreşim sönümleme özelliklerine etkisi analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda 8.5-13.5 Hz aralığındaki yol girdilerinde akışkan dolu takoz kullanıldığında yoldan gelen titreşimlerin daha iyi sönümlendiği tespit edilmiştir.

Keywords

• Hidrolik motor takozu
• dinamik direngenlik
• faz açısı
• çeyrek taşıt modeli
• genlik oranı

Investigation of The Effect of Fluid Used in Hydraulic Engine Mounts on Vibration Damping

Abstract

Hydraulic engine mounts are the most commonly used mount types in vehicles. Hydraulic engine mounts contain hydraulic fluid, and the resistance force provided by this fluid affects the damping performance of the mount. In this study, a reference mount was assembled with and without fluid filling to examine the fluid effects. Both structures were tested at high amplitudes in the low frequency region and at low amplitudes in the high-frequency region. In the tests, the dynamic stiffness values of the mounts filled with and without fluid were obtained close to each other, up to approximately 140 Hz frequency in low amplitude vibrations, and the dynamic stiffness of the fluid-filled mount started to decrease after this frequency. In the low-frequency range, higher dynamic stiffness values were obtained in fluid-filled hydraulic engine mounts in high amplitude vibrations. The test data were applied to the quarter car model to examine the effects of high amplitude vibrations from the road and the effect of the fluid on the vibration-damping properties in the road inputs at different frequencies was analyzed. As a result, it was determined that the vibrations from the road were better damped when the fluid-filled mount was used between 8.5-13.5 Hz.

Keywords

• Hydraulic engine mount
• dynamic stiffness
• phase angle
• quarter vehicle model
• amplitude ratio

References

1. Açar Z. ve Kocabıçak, Z. K. (2023) Konvansiyonel ve hidrolik motor takozlarının sönümleme özelliklerinin karşılaştırılması, 11th International Congress on Engineering, Architecture and Design, İstanbul, 1511.
2. Ahn, Y. K., Song, J. D. ve Yang, B. (2003) Optimal design of engine mount using an artificial life algorithm, Journal of Sound and Vibration, 261(2), 309-328. doi:10.1016/S0022-460X(02)00989-6
3. Ahn, Y. K., Song, J. D., Yang, B., Ahn, K. K. ve Morishita, S. (2005) Optimal Design of Nonlinear Hydraulic Engine Mount, Journal of Mechanical Science and Technology (KSME Int J), 19(3), 768-777. doi:10.1007/BF02916125
4. Christopherson, J. ve Jazar, G. N. (2005) Optimization of classical hydraulic engine mounts based on RMS method, Shock and Vibration, 12(2), 119-147. doi:10.1155/2005/653945
5. Christopherson, J. ve Jazar, G. N. (2006) Dynamic behavior comparison of passive hydraulic engine mounts. Part 1: Mathematical analysis, Journal of Sound and Vibration, 290(3-5), 1040-1070. doi:10.1016/j.jsv.2005.05.008
6. Christopherson, J., Manifalah, M. ve Jazar R.N. (2012) Suspended Decoupler: A New Design of Hydraulic Engine Mount, Advances in Acoustics and Vibration, 2012, 11. doi:10.1155/2012/826497
7. Fallahi, F., Shabani, R., Rezazadeh, G. ve Tariverdilo, S. (2021) A modified design for hydraulic engine mount to improve its vibrational performance, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 235(23), 6724-6736. doi:10.1177/09544062211000081
8. Garmaroudi M. A. ve Mosayebi, J. (2017) Design and Optimization of Engine Mount, International Journal on Energy Conversion (IRECON), 5(4), 112-121. doi:10.15866/irecon.v5i4.13754

9. Geisberger, A., Khajepour, A. ve Golnaraghi, F. (2002) Non-linear modelling of hydraulic mounts: theory and experiment, Journal of Sound and Vibration, 249(2), 371-397.doi:10.1006/jsvi.2001.3860
10. Hung, T. T., Quynh, L. V., Ha, D. V., Huan, C. C., Cuong, B. V. ve Tan, H. A. (2021) A comparison of vehicle ride comfort performance of hydraulic engine mount system with rubber engine mount system, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 16(23), 2610-2619.
11. Kim, G. (1992). Study of Passive and Adaptive Engine Mounts, Doktora Tezi, UMI A Bell & Howell Company, Ann Arbor.
12. Liu, Y., Guan, X., Lu, P. ve Guo, R. (2021) Simulation research on dynamic characteristics of hydraulic mount, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 34(49), 1-9. doi:10.1186/s10033-021-00571-6
13. Marzbani, H., Jazar, R. N. ve Fard, M. (2014) Hydraulic engine mounts: a survey, Journal of Vibration and Control, 20(10), 1439-1463. doi:10.1177/1077546312456724
14. Rasekhipour, Y. ve Ohadi, A. (2011) Optimization of hydraulic engine mounts through simplified and full vehicle models, Proceedings of the World Congress on Engineering-WCE 2011, London, U.K.
15. Shangguan W. ve Lu, Z. (2004) Experimental study and simulation of a hydraulic engine mount with fully coupled fluid–structure interaction finite element analysis model, Computers and Structures, 82(22), 1751-1771. doi:10.1016/j.compstruc.2004.05.017
16. Kocabicak, Z. K. ve Acar, Z. (2024) Taguchi-based grey relational analysis on multiple damping characteristics of a hydraulic engine mount, Arabian Journal for Science and Engineering, doi:10.1007/s13369-024-09510-8
17. Koch, P., Angrick, C., Beitelschmidt, D., Prokop, G. ve Knauer, P. (2015) Influence of Rubber Temperature on Transfer Functions of Bushings, SAE International Journal of Passenger Cars - Mechanical Systems, 8(4), 1209-1217.doi:10.4271/2015-01-9115
18. Vahdati, N., Alteneiji, A., Yap, F.F. ve Shiryayev, O. (2024) Amplitude-sensitive single-pumper hydraulic engine mount design without a decoupler, Applied Sciences, 14(2568), 1-23. doi:10.3390/app14062568
19. Yu, Y., Naganathan, N. G. ve Dukkipati, R. V. (2001) A literature review of automotive vehicle engine mounting systems, Mechanism and Machine Theory, 36(1), 123-142. doi:10.1016/S0094-114X(00)00023-9
20. Zhang, Y., Shangguan, W. ve Fang, Z. (2009) Parameter identifications of the hydraulic mount, International Technology and Innovation Conference 2009 (ITIC 2009), Xi'an, China. doi:10.1049/cp.2009.1452.