Optimization of Parameters of Automated Manual Transmission in Heavy Vehicles Using K-Means Algorithm and Researching of Their Effects on Fuel Consumption

Abstract

Şanzıman, motordan aldığı torku aracın tekerleklerine ileten güç aktarım organlarından kritik öneme sahip olan bir mekanizmadır. Araçlarda ise şanzıman tipine göre yakıt tüketimi farklılık göstermektedir. Yakıt ekonomisini iyileştirmek, emisyonu azaltmak ve sürüş performansını artırmak için son yıllarda şanzıman alanında birçok çalışmalar yapılmış olup araçlar üzerinde uygulanmıştır. Günümüzde birçok şanzıman çeşidi olmasına rağmen yaygın olarak kullanılan manuel ve otomatik şanzımanlardır. Bu şanzıman tiplerinin birbirine göre avantaj ve dezavantajları bulunmakta olup farklılıklar göz önünde bulundurularak yeni bir şanzıman arayışı ortaya çıkmıştır. Çalışmada manuel ve otomatik şanzımanın özellikleri birleştirilerek vites değiştirme bileşenleri ile robotize(otomatikleştirilmiş manuel) şanzıman geliştirilmiştir. Manuel şanzıman sistemine entegre edilen vites değiştirme bileşenleri şanzımanın otomatikleştirilmesinde kullanılmıştır. Robotize hale getirilen otomatikleştirilmiş manuel şanzıman için kontrolü sağlanacak vites değişim parametreleri belirlenmiştir. Vites değiştirme parametrelerine ait optimum değerlerin bulunması için araç üzeri test çalışmaları yapılarak dinamik test sürüşleri gerçekleştirilmiştir. Bilindiği üzere manuel şanzımanlar otomatik şanzımanlardan daha verimli olmasına rağmen otomatik şanzımanda vites değişimi sürücüye bırakılmaksızın vites değişim parametrelerine göre otomatik olarak değişmektedir. Yapılan çalışmada ise vites değişimi sürücüden bağımsız halde bir vites değiştirme algoritmasına bağlı olarak kontrol edilmiştir. Sürücü ve vites değiştirme algoritması kontrolüne bağlı olarak yakıt tüketimleri dinamik test sürüşü ile ölçülmüştür. K-means algoritması kullanılarak optimum vites değiştirme parametrelerine ait değer aralıkları belirlenmiştir. Optimum vites değiştirme parametrelerine göre araç ortalama 6,79 L/100km yakıt tüketmiştir. Sürücü algoritmadan bağımsız şekilde aracı kullanması sonucu ortalama 8,62 L/100km yakıt tükettiği gözlemlenmiştir. Vites değiştirme parametrelerinin optimize edilmesi ile %27 oranında yakıt tasarrufu sağlanmıştır.