Downhill Bike - WordPress.com

Transkript

“Downhill Bike”
I.D. 402 – Mezuniyet Projesi
Erdem YILMAZ
74359-1
Mayıs 1998
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi
Endüstri Ürünleri Tasarımı Bölümü, Ankara
Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Mimarlık Fakültesi
Endüstri Ürünleri Tasarımı Bölümü
I.D. 402 Mezuniyet Projesi
İçindekiler
İçindekiler ..................................................................................................................................................... 2
Resimler Tablosu .......................................................................................................................................... 3
Şekiller Tablosu ............................................................................................................................................ 4
1.Bölüm: Araştırma ...................................................................................................................................... 5
Ön Araştırma ............................................................................................................................................ 6
1. Araştırma .............................................................................................................................................. 7
Bisiklet Sporları .................................................................................................................................... 7
Cross bike ......................................................................................................................................... 7
Downhill – Slalom ............................................................................................................................ 8
Snow bike ......................................................................................................................................... 9
2. Araştırma ............................................................................................................................................ 10
Kadro Geometrisi ............................................................................................................................... 10
Downhill ve Diğer Bisikletler Arasındaki Geometri Farkları ......................................................... 10
Ölçü (Sele Altı Borusu (Arka Boru) Uzunluğu) ............................................................................. 12
A) Ön Çatal Açısı ........................................................................................................................... 12
B) Sele Borusu Açısı ...................................................................................................................... 12
C) Üst Boru Uzunluğu .................................................................................................................... 12
D) Arka Göbek – Ayna Mil Uzaklığı ............................................................................................. 13
E) Ayna Mil Yüksekliği ................................................................................................................. 13
F) Çatal Eğim Farkı ........................................................................................................................ 13
G) Kadro Uzunluğu ........................................................................................................................ 13
Ön Göbek – Ayna Mil Uzaklığı ..................................................................................................... 14
Gidon Boğazı Açısı ........................................................................................................................ 14
Gidon Boğazı Uzunluğu ................................................................................................................. 14
Bisikletlerin kullanım alanlarına göre geometrileri ........................................................................ 14
3. Araştırma ............................................................................................................................................ 16
Kadro Yapısı, Materyal ve Teknolojileri ............................................................................................ 16
Çelik ............................................................................................................................................... 17
Cro-Moly ........................................................................................................................................ 17
Alüminyum ..................................................................................................................................... 18
Titanyum ........................................................................................................................................ 18
Karbon ............................................................................................................................................ 18
2.Bölüm: Konsept ....................................................................................................................................... 19
Bisikletçi – Bisiklet İlişkisi .................................................................................................................... 19
2
Erdem YILMAZ, 74359-1
Mayıs 1998
Vücut Pozisyonları ............................................................................................................................. 19
Ayak Pozisyonu .............................................................................................................................. 19
Bacak Pozisyonu ............................................................................................................................ 19
Sırt pozisyonu ................................................................................................................................. 20
Kol pozisyonu ................................................................................................................................. 20
İniş ve Tırmanış Pozisyonları ............................................................................................................. 21
Tırmanış Bisikleti ........................................................................................................................... 21
İniş Bisikleti ................................................................................................................................... 21
Amortisörler ....................................................................................................................................... 22
Ön Çatal Amortisörleri ................................................................................................................... 23
Sele / Sele Borusu Amortisörleri .................................................................................................... 23
Süspansiyonlu Boyunlar ................................................................................................................. 24
Arka Amortisörler .......................................................................................................................... 24
Sonuç ...................................................................................................................................................... 25
Kavram ............................................................................................................................................... 25
Problem Tanımı .............................................................................................................................. 25
Resimler Tablosu
Resim 1: Abdülcanbaz .................................................................................................................................. 5
Resim 2: Cross yarışı .................................................................................................................................... 7
Resim 3: Multi-Track Cross bike ................................................................................................................. 8
Resim 4: Tırmanış ........................................................................................................................................ 8
Resim 5: İniş (downhill) yarışı ..................................................................................................................... 8
Resim 6: Full suspension MTB .................................................................................................................... 9
Resim 7: Full Suspension – Karbon MTB.................................................................................................... 9
Resim 8: Slalom yarışı ................................................................................................................................. 9
Resim 9: Snow bike ...................................................................................................................................... 9
Resim 10: Çelik kadro ................................................................................................................................ 17
Resim 11: Karbon kadro ............................................................................................................................. 18
Resim 12: Dağ bisikletçisinin vücut pozisyonu .......................................................................................... 19
Resim 13: Hybrid (Melez) bisikletçisinin vücut pozisyonu ....................................................................... 20
Resim 14: Yol bisikletçisinin vücut pozisyonu .......................................................................................... 20
Resim 15: El pozisyonları .......................................................................................................................... 20
Resim 16: Dağ tırmanış (Uphill) ................................................................................................................ 21
Resim 17: İniş (Downhill) .......................................................................................................................... 21
Resim 18: İniş (Cross Downhill) ................................................................................................................ 22
Resim 19: İniş yarışları hızlı, gerilimli ve oldukça tehlikeli sporlar arasındadır. ....................................... 22
Resim 20: Ön çatal amortisörleri ................................................................................................................ 23
Resim 21: Amortisörlü seleler .................................................................................................................... 23
Resim 22: Süspansiyonlu boyunlar ............................................................................................................ 24
Resim 23: Cantilever beam ........................................................................................................................ 24
3
Mayıs 1998
Resim 24: Floating drivetrain ..................................................................................................................... 24
Resim 25: McPherson strut ........................................................................................................................ 24
Resim 26: Rising rate linkage ..................................................................................................................... 24
Şekiller Tablosu
Şekil 1: Bisiklet ve bisiklet sporlarındaki gelişmeler ................................................................................... 7
Şekil 2: Karbon dağ bisikleti kadrosu......................................................................................................... 10
Şekil 3: Kadro geometrisi ........................................................................................................................... 12
Şekil 4: Süspansiyonlu bir dağ bisikleti kadrosu ........................................................................................ 13
Şekil 5: Double-butted kadro borusu kesiti ................................................................................................ 17
Şekil 6: Draft tasarım ................................................................................................................................. 25
4
Mayıs 1998
Resim 1: Abdülcanbaz
5
Mayıs 1998
1.Bölüm: Araştırma
Ön Araştırma
Şeytanarabası
(V elo sip ed / Ve le sp i t )
Turhan Selçuk’un ünlü çizgi romanında anlattığı gibi Osmanlı’da henüz bisikletin (o zamanki tanınmış
adıyla velosiped ya da velespit) halk tarafından tanınmadığı bir dönemde, Abdülcanbaz’ın Arsen Lüpen’in
elinden kurtardığı Pierre Mansard’dan hediye aldığı bisikletle sokaklarda dolaşması, halk tarafından hayret
dolu bakışlarla izlenmişti. Bir insanın böylesi bir makinanın üzerinde dengede durarak seyahat etmesine
halk bir anlam verememiş, ‘bu ancak şeytanın icadı olabilir’ diyerek Abdülcanbaz’a şeytan muamelesi
yapmışlardı. Abdülcanbaz’ın baş düşmanı olan Gözlüklü Sami’nin olayı Osmanlı Meclis-i Mebusanına
aksettirmesi, hem Abdülcanbaz’ın hem de bisikletinin (!) tutuklanmasına neden olmuştu. Abdülcanbaz
muhakemede tutuksuz olarak ifade verse de, bisikleti meraklı bakışlardan korunması için üstü örtülü bir
şekilde ‘Şeytan Arabası’ diye isimlendirilerek ve konuşamadığı için Abdülcanbaz vekâletinde (!) ifade
vermişti…
Bisikletin en ilginç yanı, icat edildiği 1855 yılından günümüze kadar, halen insan gücünü daha verimli
kullanabilecek bir araç yapılamaması olsa gerek. Sahip olduğu 140 yıllık tarihinde, tasarımında birçok
değişikliğe uğramış olan bisiklet, aynı zamanda, taşımacılık, havalandırma, asayiş gibi daha sayılabilecek
birçok alandaki ihtiyaçlara cevap olmuştur. Günümüzde bisiklet, Amerika Birleşik Devletleri, Hollanda
gibi birçok gelişmiş ülkede, posta dağıtımı, kurye hizmetleri, polis gibi kamu hizmetlerinin yanı sıra,
Hindistan, Pakistan ve Çin gibi gelişmekte olan ülkelerde başlıca ulaşım araçları arasında yer almaktadır.
Şüphesiz bisikletin, tasarımındaki en büyük gelişmeler, spor aktivitelerine girmesiyle kaydedilmiştir. Son
on yıldaki gelişmeler ve daha öncesinde Kaliforniya’daki spor dallarındaki ataklar uluslararası bisiklet
sanayiini akıl almaz seviyelere ulaştırmıştır. Amerika Birleşik Devletleri’nden Avrupa’ya, Uzak Doğu’dan
Orta Asya’ya kadar dünya çapında halen binlerce firma, bisiklet, bisiklet yedek parçası, bisiklet aksesuarı,
bisiklet tekstili, bisiklet gıdası, bisiklet bakım ürünleri gibi birçok endüstri dalında faaliyet göstermektedir.
Kuruluş amacı olta üretimi olan Japon Shimano fabrikasının, üretimini bisiklet vites ve fren sistemlerine
yöneltmesi, kendini bugün dünyanın 12 değişik ülkesinde yüzlerce merkezi bulunan en büyük şirketlerden
biri haline getirmiştir. Sadece bisiklet pedalı (Tioga, LLS…), sele (Avocet, Selle Royal, Vetta Selle), fren
(Dia-Compe, Magura, Ritchey…) veya jant (Rigida, Spengle, Inferno…) üreten yüzlerce firmanın yanı sıra
Amerika Birleşik Devletlerinde bisiklet sporcuları için enerji verici kuru ve sulu gıda üreten onlarca firma
bulunmaktadır! Son yıllarda Michelin, Continental, Pirelli gibi firmalar bisiklet lastiği üretimine yönelmiş,
Mercedes, Jaguar, Volkswagen, Volvo gibi büyük otomobil firmaları da kendi bisikletlerini üretmeye
başlamışlardır. Bugün yaygın ve aktif olarak düzenlenen yedi değişik bisiklet sporu, tasarımına göre Road
Bicycle (28”), Hibrid (28”), Triathlon (28”), Speed Bike (28”), City Bike (26”, 28”), Touring Bike (26”,
28”), Cross-Country (26”), Downhill (26”), Snow Bike (26”), Tandem (26”, 28”), ve Half Tube (24”)
olmak üzere toplam 11 genel bisiklet türü bulunmaktadır.
Mezuniyet projemde amacım, 1963 yılında kurulmuş olan Türkiye’nin ilk, Orta Doğu ve Balkanlar’ın en
büyük bisiklet fabrikası olan Bisan’da yaptığım staj’ın ve yaklaşık olarak beş yıldır süren bisiklet üzerine
yaptığım araştırmaların meyvelerini görmek, ne yazık ki Türkiye’de halen ‘çocuk oyuncağı’ veya ‘karne
hediyesi’ olarak görülen bisikletin, aslında adını bile duymadığımız spor aktivitelerinde
kullanılan ve gerçekten de ‘şeytanarabası’ diye nitelendirilebilecek bir araç olduğunu
göstermektir.
6
Mayıs 1998
1. Araştırma
Bisiklet Sporları
Gerek bisiklete ve bisiklet sporuna duyulan ilginin artması, gerekse endüstride kaydedilen gelişmelerin
sonucunda ortaya birçok spor dalının yanı sıra yüzlerce tür bisiklet çıkmıştır. (Bkz. Şekil 1: Bisiklet ve
bisiklet sporlarındaki gelişmeler) Günümüzde yaygın olarak yapılan resmi bisiklet sporları arasında Road
bike, Cross, Downhill, Slalom, Snow bike, Tandem MTB, Tandem Road, Triathlon, Uphill, Half-Pipe gibi
birçok dalın yanı sıra Touring, Cross-Country, Bike-Camping gibi resmi olmayan kişisel sporlar da vardır.
Bisiklete ve bisiklet
sporlarına olan ilginin
Yeni bisiklet türleri ve
Yeni arayışlar ve
spor dallarının ortaya
çalışmalar
Üretim yöntemlerinde ve
malzeme teknolojisinde
Şekil 1: Bisiklet ve bisiklet sporlarındaki gelişmeler
Bugün, her bisiklet sporu için ayrı teknolojiler geliştirilmekte, her biri için ayrı malzeme ve geometri
teknikleri kullanılmaktadır. Her bisiklet kullanılacağı alanda özelleşmiş ve yalnız o alanda verimli
kılınmıştır. Bu da sporcuların bisikletlerini daha verimli kullanmalarına neden olmuş, elde edilen başarılar
ve kırılan rekorlar tüm dünyanın ilgisini (ne yazık ki futboldan başka spor dalıyla pek ilgilenilmeyen Türkiye
hariç!) çekmeyi başarmıştır. İşte birbirini körükleyen bu döngü “bisiklet” in günümüzdeki yerine
ulaşmasını sağlamıştır.
Cross bike
En yaygın olarak yapılan Off-Road bisiklet sporlarından biridir. Yarışlar kimi zaman dar patikalar, kimi
zaman kayalar, taşlı, iri çakıllı yollar, tırmanışlar, akarsu ve çamur gibi zorlu arazi şartlarında yapılır.
Yarışçılar bazen bisikletlerini taşımak zorunda da
kalırlar. Bu yüzden bisikletlerin oldukça hafif
yapılmaları gerekir. Özellikle çamur çok önemli bir
etkendir. Yarışçıların kıyafetlerini etkilediği gibi
kullanılan bisikletlerdeki aksamların da bu koşullara
uygunluk göstermesi gereklidir. Yarışlarda hem
tırmanma hem de iniş olduğundan süspansiyon tercih
edilmez ve bisikletin geometrisi her iki koşula en
uygun olacak şekilde belirlenir. Yarışçılar sık sık
bisikletten indikleri için pedalların ayakkabı ile kolay
ayrılıp
birleşmesi, çamurun herhangi bir
yere
Resim 2: Cross yarışı
7
Mayıs 1998
Resim 3: Multi-Track Cross bike
sıkışmaması gerekir. Her ne kadar çamurlu şartlarda olursa olsun bisikletlerde çamurluk kullanılmaz, çünkü
çamurlar bu bölgelerde birikerek tekerleklerle kadro arasına sıkışır. Bisikletlerin fren ve vites aparatları
hassas parçalar olduğundan, çamurdan ve sıçrayan taşlardan etkilenmeyecek türleri seçilmeli ya da üzerleri
plastik koruyucularla kaplanmalıdır. Yol eğimi sık değiştiğinden 21 ya da 24 vites kullanılmalıdır.
Downhill – Slalom
En çok ilgi gösterilen Off-Road yarışlarından biridir. Çok hızlı, dinamik
ve tehlikeli bir yarıştır. Adından da anlaşılacağı gibi yarış, bozuk arazi
şartlarında, bir tepeden aşağıya doğru, belirli bir rota izlenerek inilmek
suretiyle yapılmaktadır. Bu yarışlarda hem bisiklet hem de yarışçı çok
aşırı gerilim ve sallantılara maruz kalmaktadır. Bu nedenle yarışlar 30
saniye ile yaklaşık 5 dakika kadar sürmektedir. Bisikletin, gerilimleri
en aza indirgeyecek şekilde süspansiyonlara sahip olması gerekir. Kadro
tasarımının sürekli iniş pozisyonuna göre, yarışçının vücut pozisyonları
da (ayakta, sele arkasında,
eğilerek veya oturarak) göz
önünde
bulundurularak
yapılmalıdır. Özellikle ikili
Resim 4: Tırmanış
iniş
yarışlarında
(iki
yarışçının yan yana, aynı
anda yarışması), diğerlerinden farklı olarak aerodinamik te çok
önem kazanmaktadır. Kıyafetlerin de bu özel şartlara uygun
olması şarttır. Düşme ve yaralanma riski çok fazla olduğundan
vücudun
çeşitli
yerlerine
koruyucu
plastik
malzemeler
takılmalıdır. Pedalların ve ayakkabıların, engellerin üzerinden
kolayca atlanabilmesi için bisikleti kaldırabilmeye yönelik
Resim 5: İniş (downhill) yarışı
8
Mayıs 1998
Resim 7: Full Suspension – Karbon MTB
Resim 6: Full suspension MTB
yapılması gereklidir. Bu yarışlarda çok fazla vites kullanılmaz. Önemli
olan hızlı gitmeye yarayan birkaç vitestir. Hatta tek çark grubuyla bile
yarışmak mümkündür.
Slalom yarışları da downhill yarışlarının bir dalıdır. Kayak yarışlarında
olduğu gibi belirli aralıklarla dikili bayrakların arasından geçilerek
yapılır. Kuşkusuz bisikletlerin son derece başarılı manevra kabiliyetine
sahip olmaları gereklidir. Fren sistemleri de son derece kuvvetli
olmalıdır. Diğer downhill bisikletlerinden farklı olarak slalom
bisikletlerinde vites daha önemlidir. Bisikletlerin, aniden hızlanma ve
aniden yavaşlama özelliğine sahip olmaları gerekir. Jantların ani
gerilimlere karşı mukavemet gösterebilecek nitelikte seçilmesinde yarar
Resim 8: Slalom yarışı
vardır.
Snow bike
Snow bike, dünyanın en hızlı sporlarından biridir. Tamamen karlarla
ve buzla kaplı yüzeyde tepe aşağı inilerek yapılır. Aerodinamik,
üzerinde en çok önemle durulması gereken faktörlerden biridir.
Saatte 170 - 190 km’ye kadar hız yapılabilmektedir! Bu nedenle çok
da tehlikelidir. Bisikletin lastikleri büyük önem kazanırken kadro
tasarımı, kadro ve kıyafet yüzey sürtünmeleri üzerinde titizlikle
durulması gereken faktörlerdir. Genellikle tek vites kullanılır. Bu
spor dalı son yıllarda özellikle Kuzey Avrupa ülkelerinde büyük
önem kazanmış, bilim adamlarının odak noktası haline gelmiş, hatta
bisikletle hiç ilgisi olmayan firmalar dahi büyük çaplı sponsorluklar
gerçekleştirmişlerdir.
Resim 9: Snow bike
9
Mayıs 1998
2. Araştırma
Kadro Geometrisi
Downhill ve Diğer Bisikletler Arasındaki Geometri Farkları
Kadro (gövde), ön çatalla birlikte bisikleti meydana getiren en önemli elemandır. Kadro özelliklerinin
toplamı, bisikletin kullanım alanını ve kapasitesini belirler. İyi bir kadro hafif fakat bu oranda da sağlam
olmalıdır. Uzunca bir süre en ağır koşullarda dahi kendinden bekleneni yerine getirmelidir. Bir bisikletin
kadrosu, tasarım sürecinde ilk ele alınması gereken elemanıdır. Kadro tasarımını gerçekleştirmeden önce
cevaplanması gereken bazı sorular vardır:
 Bisiklet hangi spor dalında kullanılacak?
- Kullanım süresi,
- Yol veya arazi şartları.
 Kullanıcının özellikleri nelerdir?
- Vücut ölçüleri,
- Kullanım pozisyonları.
Bilimsel olarak, yapılabilecek en mantıklı kadro yapısı, hepimizin bisiklet denilince aklımıza gelen,
borulardan oluşan şeklidir. Ancak bisiklet sporlarında ve üretim teknolojilerinde meydana gelen gelişmeler
sonucu bu yöntem yetersiz kalmış, tasarımcıları daha etkin ve organik çözümlere yöneltmiştir. (Örneğin
karbon alaşım, titanyum alaşım, süspansiyon sistemleri…) Bunun yanı sıra organik kadro tasarımları
yapılırken dahi, tüm ölçüler, sanki borular varmışçasına ele alınır. (Bkz. Şekil 2: Karbon dağ bisikleti
kadrosu)
Şekil 2: Karbon dağ bisikleti kadrosu
10
Mayıs 1998
Başarılı bir kadro tasarımı için düşünülmesi gereken faktörler şunlardır:
 Borular (denge, ağırlık, kalite, sürüş özelliği)
 İşçilik (güvenlik, görsellik)
 Geometri (kullanım alanı ile ilgili tipik özellikler)
 Tasarım (kullanıma ilişkin fonksiyonellik)
 Ölçü (kullanıcının vücuduna uygunluk)
Eğer bu faktörlerden bir veya birkaçı yetersiz ise kadroya takılan pahalı ve son teknoloji ürünü
komponentler (diğer borular, fren ve vites sistemleri, aksesuarlar…) bile hiçbir işe yaramaz.
Bir kadroda dört ana boru bulunur:
1- Sele altı borusu (arka boru)
2- Üst boru
3- Ön boru (gidon altı borusu)
4- Alt boru
Ayrıca, bunlara ek olarak ön çatal (ön maşa), arka çatal (arka maşa), ayna yatak yuvası ve aksesuar
montaj elemanları bulunur.
Kadro geometrisi, bisikletin genel yapısını ve çalışma prensibini kavrama ve bunlara yönelik ölçüleri
tanımlama açısından çok önemlidir. Boruların (veya sanal boruların) uzunlukları ve açıları,
 Bisikletin manevra yeteneğini,
 Kullanıcının sürüş pozisyonlarını ve
 Güç aktarma oranını
belirler. Bu ölçüler doğrudan doğruya bisikletin kullanım amacına yönelik olduğundan, kadronun her
hangi bir yerindeki bir santimetrelik ölçü hatası dahi çok ciddi sonuçlara yol açabilir.
11
Mayıs 1998
Şekil 3: Kadro geometrisi
Ölçü (Sele Altı Borusu (Arka Boru) Uzunluğu)
Kadro boyunu belirleyen temel ölçüdür. Üst borusu eğimli olan kadrolarda, bu borunun yatay olduğu
varsayıldığı zaman, sele borusuyla bu hayali çizginin kesiştiği nokta ile mil arasındaki uzunluk ölçü
olarak kabul edilir.
A) Ön Çatal Açısı
Ön çatal ve eğim farkı ile birlikte ön çatal açısı, bisikletin manevra yeteneğini belirleyen ölçülerden
biridir. Eski vitessiz bisikletlerde bu açı 68° civarındaydı. Günümüzde ise 71° civarındadır. Daha dik
açılar, hafif kıvrımlı çatalla birlikte duyarlı manevra yeteneği sunar. Daha eğimli olanlarda ise ön tekere
(bisiklete) yön vermek gittikçe zorlaşır. Bu nedenle eski tip bisikletlerde gidon bırakılsa bile bisiklet düz
bir çizgide ilerleyecektir!
B) Sele Borusu Açısı
Bisikletin sürüşünü, güç aktarımını etkileyen en önemli ölçüdür. Eski bisikletlerde bu boru oldukça
eğimlidir. Günümüzde 72° veya 73° standart olarak kullanılmaktadır. 69° - 71° arası daha konforlu bir
sürüş sağlayabilir ancak tırmanış ve ataklığı olumsuz yönde etkiler. Bacağı kısa bisikletçiler için daha dik
açılı (72° - 73°), uzun olanlar içinse daha eğimli (70° - 71°) sele borusu kullanılmalıdır.
C) Üst Boru Uzunluğu
Üst borunun idealde bisikletçinin vücut boyuyla orantılı olması gerekir. Bu uzunluğun dağ bisikletlerinde,
yol bisikletlerine oranla daha uzun olması istenir. Böylece konfor ve denge artar. Çoğu zaman üst boru
arkaya doğru eğimlidir. Bu özellik, düşme anında bisikletçinin yaralanma riskini azaltır.
12
Mayıs 1998
D) Arka Göbek – Ayna Mil Uzaklığı
Bu uzaklığın artması da sürüş konforuyla doğru, tırmanış ve ataklıkla ters orantılıdır. Günümüzde 17”
(~43 cm) ortalama ölçüdür. Yol bisikletlerinde ise 39 – 42 cm arasında seyreder. Dağ bisikletlerinde de
bu mesafeyi azaltmaya doğru bir eğilim vardır.
E) Ayna Mil Yüksekliği
Ayna milin yerden yüksekliğidir. Bunun yere yakın olması manevra yeteneğini artırır. Yüksek ayna yatak
yuvası ise daha fazla denge ve düz yolda daha iyi sürüş sağlamanın yanı sıra özellikle dağ bisikletlerinde
engellerden geçerken avantajlıdır. Bu yükseklik belirlenirken spor dalına göre kullanılacak büyük dişlinin
çapı da hesaba katılmalıdır.
F) Çatal Eğim Farkı
Çatal eğim farkı, ön teker milinin merkez noktasıyla çatal borusundan geçen hayali çizginin, tekerlek
milleri arasındaki düzlemde kesiştikleri noktalar arası uzaklıktır. Bu mesafeyi çatalın eğimi ile çatal
borusunun açısı belirler. Uzaklık arttıkça konfor artar, azaldıkça ise ön teker, gidondan gelen en küçük
hareketi yanıtlar. Böylece bozuk ve engebeli arazi yapısında daha iyi sürüş sağlanır. Ancak kavisin
azalması yoldaki engebeden kaynaklanan titreşimin, sürücüye daha iyi iletilmesine neden olur. Bu
nedenle kötü arazi şartlarında süspansiyon kullanılmalıdır. (Bkz. Şekil 4: Süspansiyonlu bir dağ bisikleti
kadrosu)
Şekil 4: Süspansiyonlu bir dağ bisikleti kadrosu
G) Kadro Uzunluğu
Her iki tekerlek mili merkezleri, dolayısıyla ön ve arka tekerlerin yerle temas eden noktaları arasındaki
mesafedir. Uzaklığın fazla olması düz yollarda rahat kullanım, az olmasıysa duyarlılık ve ataklık sağlar.
13
Mayıs 1998
Bu ölçülerden farklı olarak üç adet ikincil ölçü daha vardır:
Ön Göbek – Ayna Mil Uzaklığı
Ön tekerlek göbeği ile ayna mil arasındaki mesafe, pedal kolları (kranklar) yere paralelken gidon
çevrildiğinde ayakucu ön tekere değmeyecek kadar olmalıdır. Bu, pedal çevirirken aynı zamanda güvenli
manevra anlamına gelir.
Gidon Boğazı Açısı
Gidon boğazının ön çatal borusuyla yaptığı açıdır. Şehir bisikletlerinde genellikle 15° - 25° arasındadır.
Sportif bisikletlerde ise 10° - 15° arasındadır. Ön kısmı yükselen süspansiyonlu bisikletlerde bu açının 0°
ile 5° arasında olması fazla yüksekliği dengeler.
Gidon Boğazı Uzunluğu
Ön çatal ekseniyle gidon merkezi arasındaki uzaklıktır. Gidon boğazının uzun olması, bisikletçinin
ağırlığının arka ve ön tarafa daha dengeli dağılmasını sağlar. Bu tip boğazlar (13 – 15 cm), daha çok yarış
tipi yüksek performanslı bisikletlerde bulunur. Kısa tip boğazlı bisikletlerde (5 – 10 cm) gidon hâkimiyeti
daha zor olur.
Bisikletlerin kullanım alanlarına göre geometrileri
Kadro tasarımında yukarıda bahsedilen bu ölçülerin ayrı ayrı ele alınarak birbirleriyle ilişkili bir biçimde
değerlendirilmesi gerekir. Tüm uzunluk ve açılar birbirlerini etkileyen faktörlerdir. Bunların tümünün
toplamı bisikletin karakterini belirler.
Aşağıdaki tabloda kullanım alanına göre birkaç kadro geometrisi örneği görülebilir.
14
Mayıs 1998
Tablo 1: Bisikletlerin kullanım alanlarına göre geometrileri
Bisikletin Kullanım Alanı
Kadro Geometrisi
- Sele borusu açısı: 70° - 71°
Konforlu Sürüş
- Ön çatal açısı: 68° - 69°
- Arka teker – ayna yatak mesafesi: 44 cm.
- Çatal eğim farkı: 6 cm.
- Sele borusu açısı: 72° - 73°
Sportif Sürüş
- Arka teker – ayna yatak mesafesi: 42-43 cm.
- Çatal eğim farkı: 5-6 cm.
- Sele borusu açısı: 74°
Tırmanış
- Ön çatal açısı: 72°
- Çatal eğim farkı: 5 cm.
- Sele borusu açısı: 72°
İniş
- Çatal eğim farkı: 6-7 cm.
15
Mayıs 1998
3. Araştırma
Kadro Yapısı, Materyal ve Teknolojileri
Kadro (şasi), bisikletin en önemli ve ilk ele alınması gereken parçasıdır. Bisikletin dengesi, esnekliği,
sağlamlığı gibi ana başlıklar tümüyle kadro tasarımına bağlıdır. Bir kadro, bisikletin kullanım anında iki
ana gerilime maruz kalmaktadır:
1- Statik Gerilim,
2- Dinamik Gerilim.
Statik gerilim, kadronun, bisikletçinin ve varsa yükünün ağırlığı nedeniyle meydana gelen gerilimdir.
Dinamik gerilim ise bisikletin hızına, arazi şartlarına (veya yol durumuna) ve fren koşullarına bağlıdır.
Kullanım sırasında, bu iki gerilim birbirleriyle etkileşerek bisikletin kadrosu üzerinde çok büyük
yüklemelere yol açar. Kadro ve bisikletçi ağırsa, özellikle bisikletçinin yükü de varsa, düzgün ve eğimsiz
bir yolda ilerlense bile gereken denge sağlanamaz. Bunun üzerine bir de zorlu arazi şartları eklenirse,
bisiklete hem alttan, hem de üstten yükleme olacağından kadronun oldukça sağlam malzemelerden
yapılması gereklidir. Bu gerilimler bisikletçi üzerinde de baş edilmesi zor streslere yol açtığından yolda
ilerlemek oldukça zorlaşacaktır. Bu nedenle de kadronun aynı zamanda esnek bir yapıya sahip olması
gerekir. Ayakta ve/veya yüklenerek pedal çevrildiği zamanlarda kadroya, özellikle arka maşaya, yanlardan
gelen stresler etkiyeceğinden kadrodaki bacakların oldukça sağlam, aynı zamanda lastiklerin
çamurlandığında rahatça geçebilmeleri için ince yapıda olmaları şattır. Özetle kadro üzerinde etkisi olan
gerilimleri oluşturan faktörler,
- Kadronun ağırlığı,
- Bisikletçinin (ve yükünün) ağırlığı,
- Yol eğimi ve yapısı,
- Bisikletin hızı ve
- Fren koşulları
olarak sayılabilir. Bu faktörlere bağlı olarak kadronun taşıması gereken özellikler ise şunlardır:
- Sağlamlık,
- Esneklik ve
- Hafiflik.
16
Mayıs 1998
Bir nesnenin nasıl hem sağlam, hem de hafif ve esnek olması zorsa, bir kadronun da tüm bu birbirine zıt
özellikleri taşıyabilmesi o derece güçtür. İşte bu nedenle kadro yapısı ve tasarımı konusunda birçok gelişme
kaydedilmiş, ortaya birbirinden farklı özelliklere sahip ürünler çıkmıştır. Bunlardan en çok kullanılanları
Çelik, Cro-Moly, Alüminyum, Titanyum ve Karbondur.
Çelik
Son altı – yedi yıla kadar en çok kullanılan kadro malzemesiydi. Çelik kadrolar, diğerleri içinde en sağlam
fakat en ağır olanlarıdır. Bu kadrolar, düzgün daire kesitli ve sabit çaplı boruların birbirlerine kaynak
yapılmasıyla üretilirler. En zayıf yerleri kaynak noktalarıdır.
Resim 10: Çelik kadro
Cro-Moly
Adını krom ve molibden metallerinin alaşımı olduğu için almıştır. Cro-Moly kadrolar, ilk çıktıklarında tüm
dünyada oldukça yüksek ses getirdiler. Bu kadrolar en az çelik kadar sağlam olmalarının yanı sıra, çelikten
çok daha hafif yapıya sahiptirler. Cro-Moly boruların kaynaklarında da ilerlemeler kaydedilmiştir:
Tozaltı Kaynağı (M.I.G. Weld): Kaynak olacak yüzeyleri önceden kesilip hazırlanan borular, kadroyu
oluşturacağı şekilde kılavuzlara tutturulur. Otomatik robot kollar, her iki borunun birleştirilecek yüzeylerini
çepeçevre dönerek kaynaklar. Dolayısıyla çizgisel yapılan bir kaynak olduğundan pek sağlam sayılmaz.
Gazaltı Kaynağı (T.I.G. Weld): Bu, elde yapılan bir kaynak olduğundan en kalitelisidir. İki boru bir kılavuza
sabitlenir. Kaynakçı, birleştirilecek yüzeylere tungsten gazı kullanarak puntolar atar. Bu puntolar, her biri
diğerinin üzerine binecek şekilde birleşecek yüzeyi dönerler. En sağlam ve estetik kaynaktır.
Ayrıca Cro-Moly boruların et kalınlığı, kaynak yapılacak yüzeylere yaklaşıldığında kademe kademe
arttırılarak daha sağlam birleştirme sağlanır. Bu kademeler tekse ‘single-butted’, iki taneyse ‘doublebutted’, ve üç taneyse ‘triple-butted’ diye adlandırılırlar. Bu kademeler ne kadar çoksa, kadro o kadar
sağlam olacaktır. (Bkz. Şekil 5: Double-butted kadro borusu kesiti)
Şekil 5: Double-butted kadro borusu kesiti
17
Mayıs 1998
Alüminyum
Bu kadrolar alüminyum ağırlıklı olmak üzere, magnezyum, bakır, manganez, çinko, krom, silisyum ve
demir gibi madenlerin alaşımından oluşmaktadır. Çok esnek bir yapıya sahip olan alüminyum borulara,
fırınlama ve içinde çeşitli maden parçacıklarının bulunduğu bir solüsyona batırma işlemlerinin
tekrarlanmasıyla sağlamlık (halk arasındaki deyimiyle çelik özelliği) kazandırılır. Bu işlemler fırın
sıcaklığı, süresi ve solüsyondaki madenlerin miktarına göre dünya standartlarında numaralandırılmışlardır.
Bisiklet kadrolarında en çok kullanılan ısıl işlemler 7005, 7020, 7030, 7000, 6061, 7015 ve 7129’dur.
Tablo 2: Bazı alüminyum alaşımların ısıl işlemlerindeki maden oranları
Alaşım
Cu %
Mg %
Zn %
Mn %
Cr %
Zr %
Si %
Fe %
7001
1.6-2.6
2.6-3.4
6.8-8.0
0.2
0.2-0.3
-
0.4
<0.1
7010
1.5-2.0
2.2-2.7
5.7-6.7
0.3
<0.1
0.1-0.2
0.1
0.2
7050
2.0-2.6
1.9-2.6
5.7-6.7
0.1
<0.1
0.1-0.2
0.1
0.2
7075
1.2-2.0
2.1-2.9
5.1-6.1
0.3
0.2-0.3
-
0.4
0.5
7475
1.2-1.9
1.9-2.6
5.2-6.2
0.1
0.2-0.3
-
0.1
0.1
Titanyum
Titanyum borular, alüminyum borulara göre daha az esnek ve daha sağlamdır. Bu nedenle küçük çapa sahip
borular kullanılabilir. Ancak bu boruların maliyeti çok yüksektir.
Karbon
Son yıllardaki kadro teknolojisinde kaydedilen en büyük başarılardandır. Plastik malzeme olmasının yanı
sıra çok sağlam ve de çok hafiftirler. Büyük firmaların çoğu karbon malzeme kullanmaya başlamışlardır.
Getirdiği en büyük yenilik ise kadro üretiminde boru kullanma zorunluluğunu kaldırması ve tasarımındaki
sınırsızlıktır. Bu nedenle bisikletin diğer aksamlarında da kullanılmaya başlanmıştır.
Resim 11: Karbon kadro
18
Mayıs 1998
2.Bölüm: Konsept
Bisikletçi – Bisiklet İlişkisi
Vücut Pozisyonları
Her bisikletin kullanım alanına göre geometrisi farklı olduğundan kullanıcının bisikletle kurduğu oranlar
da farklılık göstermektedir. Bisikletçinin bisiklet üzerinde doğru pozisyonu bulması; rahat hareket
kabiliyeti, etkili pedal çevirme ve kasların daha sağlıklı çalışabilmesi açısından son derece önemlidir. Her
spor dalının gerektirdiği farklı pozisyonlar vardır. Örneğin dağ bisikletinde, bisikletçinin engebeli yolda
bisikletine daha iyi hâkim olabilmesi için hafif kıvrık (katlanmış) bir pozisyona sahip olması gereklidir.
(Bkz. Resim 12) Melez bir bisiklette bisikletçi iyi görüş
alanı ve rahat trafik kontrolüne ihtiyaç duyar. (Bkz.
Resim 13) Yol bisikletinde ise rüzgârı engellemek ve
pedal çevirme gücünü artırmak için bisikletçinin
uzunlamasına ve aerodinamik bir pozisyona sahip
olması gereklidir. (Bkz. Resim 14)
Ayak Pozisyonu
Bisikletçinin pedala bastığı bölge parmak uçları değil,
parmaklarının
kıvrıldığı
bölge
olmalıdır.
Pedal
çevirmeyi daha etkili kılmak için kıvrılması daha güç
olan ayakkabılar kullanılmalıdır. En etkili yöntem ise
kilitli pedal ve ayakkabı kullanmaktır. Böylece bir ayak
pedala basarken diğeri ile de pedalı yukarı doğru
çekerek her iki bacağın sürekli çalışması sağlanmış
Resim 12: Dağ bisikletçisinin vücut pozisyonu
olur.
Bacak Pozisyonu
a) Kranklar yere paralel konumdayken (Bkz. Resim 12) öndeki bacağın diz ucunun, pedalın ortasından
çıkan dik çizgide olması gerekir. Sele yüksekliği ile oynanarak bu pozisyon sağlanabilir.
b) Pedal yukarıda iken (Bkz. Resim 13) baldır yere paralel değil, hafifçe aşağı eğik olmalıdır. Bu, pedala
daha etkili basmayı sağlar.
c) Pedal en aşağıdayken (Bkz. Resim 14) genelde bilinenin aksine, bacak kesinlikle tam gergin olmamalıdır.
Bacağın tam gergin olması dengeyi kaybettirir ve etkili pedal çevirmeyi engeller.
19
Mayıs 1998
Resim 14: Yol bisikletçisinin vücut pozisyonu
Resim 13: Hybrid (Melez) bisikletçisinin vücut pozisyonu
Sırt pozisyonu
Sırt pozisyonu da bisikletin türüne göre farklılık gösterir. Doğru pozisyon, gidonu en rahat ve ağrısız
tutacak şekilde selenin yatay ayarı yapılarak sağlanabilir.
d) Kısa mesafeli ve görüş alanına ihtiyaç duyulan durumlarda (Bkz. Resim 13) daha dik sırt pozisyonu ve
daha yüksekte oturma sağlanmalıdır.
e) Dağ bisikletlerinde (Bkz. Resim 12) sırt pozisyonu, bisikletçinin, daha iyi kontrol için, ağırlığını ön
tekere verebileceği biçimde ayarlanmalıdır. Omuz ve baş daha ileride olmalıdır.
f) Uzun mesafeli sürüşlerde (Bkz. Resim 14) sırtın yere daha paralel, vücudun daha uzun ve ağırlığın ortada,
yere yakın olması gereklidir.
Kol pozisyonu
g) Kollar son derece rahat ve dirseklerin hafif
kırık olması gerekir. Aksi takdirde sürüş
zorlaşacak, bisikletçi daha çok titreme ve
sallantı hissedecektir. Fren ve vites kollarının,
kollarla aynı doğrultuda çalışması gerekir.
Böylece çalıştırması daha kolay olacaktır.
Elcik kısmı ise omuzlara dik olmalıdır. (Bkz.
Resim 15: El pozisyonları)
Yanlış el pozisyonu
Doğru el pozisyonu
Resim 15: El pozisyonları
20
Mayıs 1998
İniş ve Tırmanış Pozisyonları
Tırmanış Bisikleti
İniş ve tırmanış, bisiklette iki uç hareket olduğundan, bisikletlerin geometrileri sadece birine uygun olacak
şekilde tasarlanır. Tırmanışta bisikletçinin ağırlık noktası mümkün
olduğunca öne kaymak zorundadır. Ayrıca bir tırmanış bisikletinin selesi
diğerlerine göre daha yüksekte, gidon kısmı ise daha aşağıda olmalıdır.
(Bkz. Resim 6) Bisikletçi pedal çevirmekte çok zorlandığında ise ayağa
kalkarak vücut ağırlığı ile pedala takviye yapar. Tırmanış zorlu arazi
şartlarında ise pedal çevirmek daha zorlaşacağı gibi arazinin engebeleri
bisikletçi üzerinde rezonans yaratacağından bisikletçi daha çabuk
yorulacaktır. Bunun için bisiklette amortisör kullanılabilir ancak bu sefer
de bisikletçi her pedala basışında kuvvetinin büyük bir kısmı
amortisörlerce emilecektir. Dolayısıyla tırmanış bisikletlerinde en uygun
değerde
esneklik
sağlanması
gereklidir.
Genellikle
tırmanış
bisikletlerinde sadece ön çatalda amortisör kullanılır ancak bu, sözü
Resim 16: Dağ tırmanış (Uphill)
edilen en uygun esneklik değeri için yeterli olmadığı gibi ön kısımda
gereksiz ve fazladan bir esnekliğe neden olur.
İniş Bisikleti
İniş bisikletlerinde doğru pozisyon için, yukarıda
bahsedildiği gibi, tırmanış bisikletinin neredeyse tam
tersi özellikler gerekmektedir. Bisikletçi ağırlık
noktasını mümkün olduğunca (inişin eğimine göre)
geriye almak zorundadır. (Bkz. Resim 17, Resim 18)
Sele daha aşağıda, gidon ise daha yukarıda ve geriye
doğru daha eğimli olmak zorundadır, çünkü inişin
diğer farkı da çoğunlukla pedal çevrilmemesi, fren
yapılmasıdır.
başlamaktadır:
İşte
bu
İnişin
noktada
eğimine
pozisyonunu
değiştirmek
imkânsızdır;
çünkü
ilk
problem
göre
gidonun
oldukça
gidonun
güç,
hatta
pozisyonu
Resim 17: İniş (Downhill)
değiştirildiğinde fren ve vites kollarının pozisyonları da değiştirilmelidir.
21
Mayıs 1998
Arazinin
engebeli
olduğu
durumlarda
amortisör
kullanımında tırmanışta olduğu kadar problem yoktur.
İnişte bisikletçinin kuvveti pedal çevirmeye değil,
bisiklete daha iyi hâkim olmaya ve gerektiğinde
engellerin üzerinden atlamaya yönelik kullanılır, fakat
bu, inişte yorgunluk olmadığı anlamına gelmez, tam
aksine engebelerle baş etmek bisikletçi üzerinde çok
fazla gerilim yaratır. (Bkz. Resim 19) Beş dakikalık bir
iniş yarışında edinilen gerilim, otuz-kırk dakikalık
tırmanışta edinilenle eş değer tutulabilir. Bu nedenle iniş
yarışları kısa tutulur. Dolayısıyla iniş bisikletlerinde
maksimum esneklik sağlanmalıdır.
Resim 18: İniş (Cross Downhill)
Resim 19: İniş yarışları hızlı, gerilimli ve oldukça tehlikeli
sporlar arasındadır.
22
Mayıs 1998
Amortisörler
Ön Çatal Amortisörleri
Ön
çatal
amortisörleri
çoğunlukla iki çatalın ayrı ayrı
esnetilmesiyle çalışırlar. (Bkz.
Resim
20:
Ön
çatal
amortisörleri) Her iki çatalın
tepesinde amortisörün sertlik
ayarının
yapıldığı
bir
vida
vardır. Bu amortisörlerde bir
bacağın diğerinden daha az veya
daha fazla hareket etmesini
engellemek için iki bacak ek bir
parçayla birbirine bağlanmıştır.
Resim 20: Ön çatal amortisörleri
İki ayrı amortisör mekanizması
olması zaten ağırlığı olumsuz
yönde etkilerken, ayrıca birleştirici bir eleman olması ağırlığı daha da artırmaktadır. Doğada iki malzeme
aynı olamayacağından iki amortisörün hassasiyeti mutlaka farklı olacaktır. Dolayısıyla bir amortisörün
diğerinden farklı çalışması (hele setlik ayarları farklı yapılmış ise) bacakların tepesinde gerilim yaratacak
ve amortisörün kilitlenmesine, bisikletçinin de kaza yapmasına olanak tanıyacaktır.
Sele / Sele Borusu Amortisörleri
Sele veya sele borusu amortisörleri sürücünün konforunu artırmaya yönelik bir çözüm gibi görünse de
aslında sürücünün gücünü emen, dengesini bozan sistemlerdir. (Bkz. Resim 21: Amortisörlü seleler)
Bisikletçi her pedala basışında seleye de ağırlık bineceğinden yol engebeli olsa da olmasa da sürekli bir
esneme olacaktır. Her esnemede de bisikletçinin bacak ve kol pozisyonları değişecektir. (Belediye
Resim 21: Amortisörlü seleler
23
Mayıs 1998
otobüslerinde sadece koltukta süspansiyon olması şoförü rahatsız ettiği için koltuğun altına takoz
koyarlar!) Bu da dengeyi olumsuz yönde etkileyecektir.
Süspansiyonlu Boyunlar
Bu amortisörler de ön çatal amortisörlerine alternatif olarak geliştirilmişlerdir. (Bkz. Resim 22) Tek bir
esneme sistemi olması her ne kadar bir avantajsa da çalışma prensibi olarak amortisörlü sele borularıyla
aynı dezavantajlara sahiptirler.
Resim 22: Süspansiyonlu boyunlar
Arka Amortisörler
Resim 23: Cantilever beam
Resim 24: Floating drivetrain
Resim 25: McPherson strut
Resim 26: Rising rate linkage
Arka amortisörler (Bkz. Resim 23 - Resim 26) son yıllarda geliştirilmiş sistemler olduğundan hangi
sistemin daha başarılı olduğu tartışma konusudur. Her birinin kendine göre avantaj ve dezavantajları
vardır. En sağlıklısı bisikletin tasarımına ve amacına göre uygun sistemi belirlemektir.
24
Mayıs 1998
Sonuç
Kavram
Problem Tanımı
İniş ve tırmanış bisikletleri son derece kendi aralarında özelleşmiş bisikletler. Engebeli arazilerde bir
bisikletle sağlıklı şekilde hem iniş yapmak hem de tırmanmak çok zor. Bunun için aşağıdaki ayarların
bisiklet üzerindeyken kolayca yapılabilmesi gerekir:
-
Sele borusu yüksekliği
Sele ayarı
Gidon pozisyonu
Ön amortisör sertlik ayarı
Arka amortisör sertlik ayarı
Projedeki amacım tüm bu ayarların bisikletten inmeden kolayca yapılacağı amortisörlü bir bisiklet
tasarlamaktır.
Şekil 6: Draft tasarım
25
Mayıs 1998

Downhill Bike - WordPress.com

Transkript

Benzer belgeler

OBJEKTİFTEN FIRLAYAN FIRÇA DARBELERİ

Bisiklet Sigortası – Öğretmen Kılavuzu

görsel sanat eğitim programı

görsel sanat eğitim programı

Symantec Endpoint Protection Kurulum Kılavuzu