MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ TAŞIT TEKNOLOJİSİ

Transkript

1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ TAŞIT TEKNOLOJİSİ HAZIRLAYAN: Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

2 Temel Kavramlar

3 The vehicle s main components and sub - systems can be categorically listed as: Power-train, chassis, exterior and interior trims, and the body in white (BiW) or vehicle body - shell. body in white: Beyaz gövde. Bir otomobilin motor vb gibi ana parçaları ile trim donanımı öncesi ana yapısı Bütün taşıtlar kendilerini ve üzerlerindeki yükü taşıyan bir gövdeye sahiptir. Kullanım amaçlarına göre farklı olmakla birlikte taşıtların gövdeleri genel olarak iki ana kısımdan oluşur. 1. Şasi 2. Karoseri

4 A typical BiW consists of about stamped pieces, however, only a few main panels affect the overall geometry, fit and finish. These panels are the roof, the trunk (inner, outer, and pan), the hood (inner and outer), the under - body, the wheel - house, the body - side, A and B pillars, the floor pan, the front module (engine cradle, crush zones, shock towers), the quarter panels, and doors (inner, outer). A-pillar: A-direği / sütunu, A- dikmesi. Quarter panel: Arka kelebek panel, çamurluk panel Stamped Preslenmiş parçalar pieces: Figure : The different panels of the vehicle structure Mohammed A. Omar, The Automotive Body Manufacturing Systems and Processes, 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN:

5 OKUMA PARÇASI: Şasi ve karoseri, otomobilin gövdesini oluşturur. Şasi çerçevesi (Şasi çatkısı), aracın bütün parçalarını üzerinde taşıyan, motora karoseriye ve güç aktarma organlarına desteklik eden bir temeldir. Karoseri ise aracın kaporta ya da gövde diye tabir edilen sac aksamıdır. Günümüz araçlarında en genel anlamda iki tür şasi çerçevesi bulunmaktadır. Bunlar ayrı şasi çerçevesi ve birleşik şasi çerçevesidir. Eğer şasi çerçevesi sonradan karoseriye cıvatalarla tutturulacak şekilde yapılmışsa ayrı şasi çerçevesi olarak isimlendirilir. Şasi çerçevesi oldukça katı ve sağlam bir yapıya sahip olmalıdır. Günümüz otomobillerinde pek kullanılmamaktadır. Daha çok ağır ticari araçlarda kullanılır. Birleşik şasi çerçevesinde ise; şasi çatkısında parçalar kaynakla tutturulmuştur. Bazı birleştirme yerlerinde kuvvetlendirmeler yapılmak zorundadır. Onun için birleşik karoseri-şasilerin çeşitli bölümlerinde birbirini kuvvetlendiren, tüm gövdeyi birlikte destekleyen bir yapı özeliği vardır.

6 Binek otoları eskiden şasili olarak yapılırlardı. Ancak günümüzde takviye edilmiş karoseri yekpare gövde ile birlikte yapılmaktadırlar. Kendi kendini taşıyan karoseri (şasisiz taşıyıcı gövde ve hücre tip karoseri), tabanı kuvvetlendirilmiş bir yapıdadır. Saç gövde gerekli takviyelerle ve şekil mukavemeti yardımı ile dayanıklı hale getirilmektedir Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

7 Ağır kamyonlar ve yük taşıyan taşıtlar şasilidir ve üzerinde sürücü kabini ile yükleme yapılan kasası vardır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

8 Chassis Consists of the vehicle s frame and everything attached to it except the body Includes the tires, wheels, engine, transmission, drive axle assembly, and frame Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co. Chassis Frames The chassis frame is the commercial vehicle's actual load-bearing element. It is designed as a ladder-type frame, consisting of side and cross members. The choice of profiles decides the level of torsional stiffness. Torsionally flexible frames are preferred in medium- and heavy-duty trucks because they enable the suspension to comply better with uneven terrain. Torsionally stiff frames are more suitable for smaller delivery vehicles and vans. Reff: Automotive Handbook

9 Chasis is a French term which denotes the whole vehicle except body in case of heavy vehicles. In case of light vehicles of mono construction it denotes the whole body except additional fitting in the body. Chassis consists of engine, brakes, steering system & wheel mounted on the frame, differential, suspension. ITS PRINCIPAL FUNCTION: To safety carry the maximum load. Holding all components together while driving. Accommodate twisting on even road surface. Endure shock loading. It must absorb engine - driveline torque. «INTRODUCTION TO AUTOMOBILE» Sunumu, SAEINDIA.

10 FRAME Frame is the main part of chassis on which remaining part of chassis are mounted. Frame should be extremely rigid and strong so that it can withstand shocks, twist, stresses and vibrations when vehicle is moving on road. unibody (or monocoque) Strong metal structure that provides a mounting place for other parts of the vehicle Body-over-frame construction chassis parts and body bolt to the frame Unibody (unitized) construction sheet metal body panels are welded together to form the body and frame «INTRODUCTION TO AUTOMOBILE» Sunumu, SAEINDIA.

11 Karoserinin görevi: Taşıta şekil veren, fonksiyonları yerine getirmesi için ana hacim sağlayan kısmıdır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006. Made of steel, aluminum, fiberglass, plastic, or composite materials Forms the outside of the vehicle Serves as an attractive covering for the chassis Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

12 Automobile Body Parts Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

13 Kaynak: Toyota

14 Şasi, Çerçeve ve Gövde - Karoser/i

15 The purpose of body design is to achieve the following: Aesthetics: to provide a pleasing overall appearance, surface quality and consistent details. Structural function: to support the weight of the transported passengers and load as well as the mechanical parts required for vehicle propulsion, control and other system functions, so withstanding mechanical stresses from multiple sources. Ergonomy and roominess: to supply easy access and adequate room for the driver, passengers and transported goods. Safety: to ensure integrity of passenger compartment in the event of a crash, while absorbing the impact energy as well as to reduce injuries to vulnerable road users (pedestrians, wheelers), in case of collision. Aerodynamics: to minimize drag due to air impact; to control air flow effects on tyre-road contact and vehicle stability. Insulation: to minimize noise, vibration and thermal transmission, generated by body walls, by lack of sealing between compartment and movable parts and by thermal radiation from the surfaces of passengers compartment. Visibility: to provide the highest possible day and night visibility on the environment and to host the lighting devices in the most effective way. Lorenzo Morello, Lorenzo Rosti Rossini, Giuseppe Pia, Andrea Tonoli, The Automotive Body, Volume I: Components Design, e-isbn

16 The interior and exterior trims compose the front and rear ends, the door system, and the cockpit trim. Finally, the body in white is made up of the closures (doors, hood, tail - gate) and the frame, see Figure 1 ). Mohammed A. Omar, The Automotive Body Manufacturing Systems and Processes, 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN:

17 Şasinin görevi: İnsan vücudundaki iskelet gibi ana taşıyıcılık görevini yerine getirir. Taşıtın birçok elemanını üzerinde taşır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

18 Paralel Kollu Şasi: Kamyon ve otobüslerde yaygın olarak kullanılan şasi tipidir. Paralel iki kol ve bu iki kola bağlanmış kuşaklardan oluşur. Kollar genelde U, kare, dikdörtgen ve daire kesitli olarak preste yapılırlar. Kuşaklar ve üst yapı, kaynak, perçin ve cıvata ile şasi kollarına bağlanır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

19 The ladder frame is the simplest and oldest of all designs. It consists merely of two symmetrical rails, or This design offers good beam resistance because of its continuous rails from front to rear poor resistance to torsion «INTRODUCTION TO AUTOMOBILE» Sunumu, SAEINDIA.

20 Paralel Kollu Şasi Merdiven Tipi Şasi Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006. Kaynak: VW, Otomobil Teknolojisinin Temelleri

21 Çapraz Kollu (X Tipi) Şasi: Oldukça hafif bir yapısı vardır. Daha çok kamyonetlerde tercih edilir. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

22 Tek Kollu (Platform) Şasi: Ortada tek bir kol ve buna bağlanmış kuşaklar, bazen de taban sacı ile bir bütün olarak yapılırlar. Otomobillerde tercih edilir. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

23 Çatal Kollu Şasi: Taşıt motorunun bağlanmasına ve destek oluşturmasına elverişli bir şasi tipidir. Kamyonetlerde ve otomobillerde tercih edilir. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

24 Tam Taşıyıcı Karoseri: Günümüzde binek otomobiller şasisiz olarak imal edilmektedirler. Gövde kendi kendini taşıyan bir formda dizayn edilmektedir. Genellikle karoseri gövdesi hücre tip dediğimiz gövdedir. Bilgisayarlar yardımı ile orijinal yapının ve istenilen bölge veya parçaların tek tek deformasyon ve gerilmeleri hesaplanabilir. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

25 Hücre Tipi Karoseri: Taşıt gövdesi ayrı hücrelerden oluşur. Yolcu bölümü taşıtın ön ve arkasına göre korunmaya alınmıştır. Çarpışma anında ön ve arka hücreler daha elastik yapıldıkları için yolculara gelecek darbe minimuma indirilmiştir. Binek otomobillerde genellikle uygulanan bir gövde tipidir. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

26 Karma Tip Karoseri: Şasi ve karoserinin bir nevi kombinasyonundan meydana gelmiştir. Taşıt, bir platform şasi veya çatal şasi ile gövde saçının kaynakla veya cıvata ile birleştirilmesinden oluşur. Otomobil ve otobüslerde uygulaması vardır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

27 Şasisiz Otobüs Gövdeleri: Otobüs imalinde şasisiz gövdeye örnek olarak gösterilen iki ana grup vardır. Bunlar: 1. Platform takviyeli otobüs gövdesi 2. Tam taşıyıcı otobüs gövdesi Her iki yapı tipide şasili tipe nazaran hafiftir. Taşıt ağırlığında azalma tam taşıyıcı otobüs gövdesinde daha fazladır. Ağırlık azalması şasinin çıkması ile %8 civarında olur. Ancak bunun bir kısmı mukavemet arttırmak amacı ile tekrar kullanılır. Taşıtın boş ağırlığı ne kadar az ise işletme şartları da o oranda ekonomik olur. Bu nedenle taşıtın ağır olması istenmez. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

28 Gövde Tipleri Body Types

29 Body Types Automobiles are available in several body types, including: sedan hardtop convertible hatchback station wagon minivan sport-utility vehicle Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

30 Sedan A sedan is a car with a four-door body configuration and a conventional trunk or a sloping back with a hinged rear cargo hatch that opens upward. Sedan is the most common body style that are cars with four or more seats and a fixed roof that is full-height up to the rear window. Sedans can have two or four doors. Uses center body pillars, or B pillars, between the front and rear doors. A hardtop does not use B pillars. Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

31 Convertible A convertible is a car with a removable or retractable top. Uses a vinyl or cloth top that can be raised and lowered Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

32 Hatchback The large rear door allows easy access when hauling items Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

33 Station Wagon A wagon is a car with an extended body and a roofline that extends past the rear doors. Station wagon or wagon is a car with a full-height body all the way to the rear; the load-carrying space created is accessed via a rear door or doors. Provides a large rear interior compartment Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

34 Minivan Has a higher roofline for more headroom and cargo space A minivan/van is a vehicle with a box-shaped body enclosing a large cargo or passenger area. The identified gross weight of a van is less than lb 4,500 kg. Vans can be identifiable by their enclosed cargo or passenger area, short hood, and box shape. Vans can be divided into mini van, small van, midsize van, full-size van, and large van. The van subdivision has the same specifications as SUV subdivisions. Minivans are boxy wagon cars usually containing three rows of seats, with a capacity of six or more passengers and extra luggage space. Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

35 Sport-Utility Vehicle Provides the comfort of a passenger car, the interior space of a station wagon, and the durability of a truck An MPV (multi-purpose vehicle) is designed as large cars or small buses having off-road capability and easy loading of goods. However, the idea for a car with a multi-purpose application can be seen in other classes, especially SUVs. Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co. An SUV (sport utility vehicle) is a vehicle with off-road capability. SUV is designed for carrying ten or fewer persons, and generally considered a multi-purpose vehicle. Most SUVs are four-wheeldrive with and increased ground clearance. The SUV is also known as 4- by-4, 4WD, 4 4 or 4x4. SUVs can be divided into mini, small, midsize, fullsize, and large SUV.

36 Ek Okuma ve İnceleme Bölümü

37 Moreover, the body must satisfy a series of prerequisites: high reliability (to maintain design functions vehicle life along), low cost (to minimize production investment, process and material cost), high material recyclability (by rapid disassembling and straightforward division of heterogeneous materials). These functions ere required by the completely assembled body and are achieved through the individual contribution of body components and several body systems. Fig. 1: Common body and chassis configurations. Lorenzo Morello, Lorenzo Rosti Rossini, Giuseppe Pia, Andrea Tonoli, The Automotive Body, Volume I: Components Design, e-isbn

38 A) Unitized body or unibody, in which the chassis parts cannot be physically removed from the upper body parts. In this case, suspensions and other mechanical parts are directly fitted (using brackets) to body frame. The main advantage of such solution is relatively low weight, while the main disadvantage is a lower dimensional precision of suspension attachment, due to body tolerance and the lower filtering performance of suspension fittings, reducing the insulation of vibrations due to road-wheel excitation. B) Body on frame, where the chassis frame is connected to upper body frame by bolts with or without the inter-position of rubber bushes. Such a solution offers the main advantage of allowing the adoption of one chassis for different body shapes, providing benefits in terms of mechanical parts standardization and simplification of the assembly process of a mechanical chassis, before being matched to the upper body. This kind of solution is commonly used for cargo vehicles, off-road and SUV. The main disadvantage is the increased weight with respect to configuration A). Lorenzo Morello, Lorenzo Rosti Rossini, Giuseppe Pia, Andrea Tonoli, The Automotive Body, Volume I: Components Design, e-isbn

39 Unibody Construction The frame is an integral part of the body Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

40 Body-over-Frame Construction The body bolts to a thick steel frame Russell Krick, Modern Automotive Technology Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

41 The frame can be of a uni - body design (Figure 1.1 (a) uni - body), a body - on - frame (Figure 1.1 (b)), or a space - frame (Figure 1.1 (c)). The uni-body design features stamped panels, while the space - frame is made up of extrusions and cast parts. The BiW closures are selected based on the vehicle s constituent material dent - resistance properties (i.e. yield strength) while the frame is designed to provide specific torsional and bending stiffness. Figure 1.1: Top left: (a) a uni - body design, top, right: (b) truck platform; and bottom right: (c) space - frame design Mohammed A. Omar, The Automotive Body Manufacturing Systems and Processes, 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN:

42 Reading text: Unitized (self-supporting) body (Standard design) The conventional unitized (self-supporting) body is built up of hollow sheet-steel components onto which body panels are welded by welding robots or in multispot welding units. Individual parts can also be glued in position. Depending upon vehicle type, roughly 5000 spot welds must be made along a total flange length of m. The flange widths are mm. Other parts (front fenders, doors, hood and luggagecompartment lid) are bolted to the supporting structure of the body. Other types of body construction include frame and sandwich designs. Reff: Automotive Handbook

43 C) Body with ancillary subframes, for powertrain and suspension systems; connections between the subframe and the body can be either rigid or through elastic bushes. The main advantages are modularity and the division of the assembly process between parallel lines, enabling components to be mounted on the sub-frames. The resulting sub-assemblies can be tested before integration with main body. Moreover, the relative ease in which elastic and damping devices between subframe and body can be inserted, provide an improved insulation from noise and vibration. Again, the main disadvantage is increased weight, but to a lower extent than configuration B). D) Dual frame body, in which body and chassis are separate and connected through elastic and damping bushes. In this configuration, the structural, safety, propulsion and driving functions are concentrated and optimized in the chassis, with priority to front and rear crash absorption, torsional stiffness and resistance to stress induced through the suspension and powertrain stiff and precise, since the filtering of road-surface induced excitation is achieved by incorporating elastic connections between chassis and body. The weight of upper body can be reduced, since the structural task is limited to its own inertial stresses and to those induced by transported components, people and load. The same chassis can also be adopted by different bodies of similar inertia properties. Although the increase of chassis weight remains a disadvantage, it is partially counterbalanced by the reduction in the weight of upper body. Lorenzo Morello, Lorenzo Rosti Rossini, Giuseppe Pia, Andrea Tonoli, The Automotive Body, Volume I: Components Design, e-isbn

44 Referring to body missions previously listed, the different configurations result in variations of upper body contribution for just a limited number of functions, in which the characteristics of body connection with the chassis is highly relevant: structural function, insulation and isolation, safety and, partially, aerodynamics (due to floor contribution). The remaining functions are not directly affected. Focusing on the most common body configuration (C), through the example of a 2 box mass production body in white with spot welded steel stamped sheets, it is appropriate to consider the main stamped parts and follow a typical assembling process step-by-step, to gain a deeper understanding of the process used to manufacture the body, widely applied today. Lorenzo Morello, Lorenzo Rosti Rossini, Giuseppe Pia, Andrea Tonoli, The Automotive Body, Volume I: Components Design, e-isbn

45 Kaynak: VW, Otomobil Teknolojisinin Temelleri

46 Kaynak: VW, Otomobil Teknolojisinin Temelleri

47 Şasinin Çalışma Koşulları ve Traversler

48

49

50 Şasinin Çalışma Koşulları Chassis Operating Conditions The design of an automobile chassis requires prior understanding of the kind of conditions the chassis is likely to face on the road. The chassis generally experiences four major loading situations, that include, vertical bending, longitudinal torsion, lateral bending, and horizontal lozenging.

51 Şasinin Çalışma Koşulları Vertical Bending: Considering a chassis frame is supported at its ends by the wheel axles and a weight equivalent to the vehicle s equipment, passengers and luggage is concentrated around the middle of its wheelbase, then the sidemembers are subjected to vertical bending causing them to sag in the central region.

52 Şasinin Çalışma Koşulları Longitudinal Torsion: When diagonally opposite front and rear road-wheels roll over bumps simultaneously, the two ends of the chassis are twisted in opposite directions so that both the side and the cross-members are subjected to longitudinal torsion (Fig. 1), which distorts the chassis. Fig. 1: Longitudinal torsion.

53 Şasinin Çalışma Koşulları Lateral Bending: The chassis is exposed to lateral (side) force that may be due to the camber of the road, side wind, centrifugal force while turning a corner, or collision with some object. The adhesion reaction of the road-wheel tyres opposes these lateral forces. As a net result a bending moment (Fig. 2) acts on the chassis side members so that the chassis frame tends to bow in the direction of the force. Fig. 2. Lateral bending

54 Şasinin Çalışma Koşulları Horizontal Lozenging: A chassis frame if driven forward or backwards is continuously subjected to wheel impact with road obstacles such as potholes, road joints, surface humps, and curbs while other wheels produce the propelling thrust. These conditions cause the rectangular chassis frame to distort to a parallelogram shape, known as lozenging (Fig. 3). Fig. 3: Lozenging

55 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Bir taşıta etki eden kuvvetler, taşıt cinsine göre değişiklik arz etmekle birlikte temelde iki ana gruba ayrılırlar. Bunlar, Statik ve Tekrarlı Dinamik kuvvetlerdir. Taşıtın maruz kaldığı kuvvetlerin büyüklüğü ne kadar önemliyse kuvvetlerin tekrarı da en az o kadar önemlidir. Zira, kuvvetleri periyodik olarak değiştirmek ve değişim sayısını yeter derecede arttırmakla bir malzemeyi statik sınırların çok altında da harap etmek mümkündür. Statik kuvvetler değişken olmayan kuvvetler ile aracın ömrü boyunca en fazla 5x10 3 defa tekrarlanan kuvvetlerdir. Statik kuvvetler, taşıtın kendi öz ağırlığı ve yükü, fren ve kalkış kuvvetleri, viraj kuvvetleri, burulma kuvvetleri, münferit darbe kuvvetleri, çekici ile römork arası bindirme kuvvetleri olarak sayılabilir. Tekrarlı dinamik kuvvetler ise 2 5x10 6 tekrar sayısından başlayan, yol pürüzlülüğü, lastik çevresinin düzgünsüzlüğü gibi sebeplerden dolayı ortaya çıkar. Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

56 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Taşıt gövdesi yapısal analizinde, işletme şartlarından doğan kuvvetlere karşı dayanıklılık temel hedeflerden biridir. Hedef, ağırlık açısından uygun, yeteri kadar mukavim bir yapı (hafif yapı) elde etmek, malzeme ve enerji tasarrufu sağlamaktır. Karoserinin karmaşık yapısı gereği, işletme şartlarından doğan zorlanma sonucu oluşacak gerilmelerin hangi yoğunlukta ve hangi şiddette olacağının kestirilmesi büyük zorluk arz eder. Gerilme yığılmalarının olduğu bölgeler kritik bölgelerdir. Bu bölgelerdeki kesitlerin doğru tasarımı için gerilmelerin şiddetleri bilinmek zorundadır. Deformasyonların ve gerilme yığılmalarının tespitinde gövdenin sonlu eleman yöntemiyle modellenerek bilgisayar ortamında analizi modern tasarım tekniklerinin başında gelmektedir. Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

57 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Taşıtın Kendi Öz Ağırlığı ve Yükü: Taşıtın düz ve yatay bir zeminde durduğu farz edilirse, şekildeki kuvvetlerin etkisi altında kalacaktır. G ağırlığı, taşıtın öz ağırlığını ve yükü birlikte ifade etmektedir. Ön ve arka aksları birer lastikli olan taşıtlar binek otomobilleri, hafif kamyonlar ve hafif römorklardır. Ön ve arka aks yükleri arasında fazla fark oluşmaz, yani hemen hemen birbirine eşit kabul edilebilir. Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

58 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Fren Kuvveti Fren kuvvetleri taşıt fren yaptığı zaman ortaya çıkarlar. Düz yolda ideal fren kuvveti dağılımı ile elde edilecek fren ivmesi ortalama 4,5 m/s 2 dir. Başlangıçta bir anlık maksimum değere ulaşan fren ivmesi düz ve kuru bir asfalt yolda 8 m/s 2 ye kadar çıkar. Fren hesaplarında fren yolu boyunca muteber olan ortalama ivmedir. / Ref: Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

59 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Viraj kuvveti Taşıt viraja girdiği zaman, merkezkaç kuvvetin etkisi altındadır. Kuvvetin yönü dışarı doğru olduğu için şasi dış putreline gelen yük artmaktadır. Viraj kuvveti hesaplanırken şekildeki gibi ağırlık merkezinin yerden yüksekliğinin (h), taşıt ağırlığının (G), viraj ivmesinin (a) ve iki tekerlek arasındaki mesafenin bilinmesi yeterlidir. / Ref: Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

60 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Darbe Kuvveti Tekerleğin tek bir sete çarpma veya çukura düşmesinden meydana gelen darbeden doğan düşey yük, kamyonlarda yüklü ağırlığın %100 ü, otobüslerde ise %50 si olarak kabul edilir. Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

61 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Burulma Kuvveti Bir taşıtın ön tekerleklerinden biri bir tümsek veya bir engebenin üzerine çıkarsa o tekerleğin dinamik tekerlek yükü artmaktadır. Sağ ve sol tekerleklerin dinamik tekerlek yüklerinin farkı taşıtı uzunlamasına eksen boyunca burulmaya zorlamaktadır. Tekerlek yüklerinin birbirlerine göre farkı ve dolayısı ile burulma momentinin büyüklüğü engebenin yüksekliği, tekerlek iz genişliğinin büyüklüğü, lastiklerin ve yayların katılığı ve taşıt gövdesinin katılığına bağlıdır. Taşıtların burulma momenti engebe yüksekliğine bağlı olarak artmakta olup, her taşıt için aşılabilecek bir engebe yüksekliği sınırı vardır. Tekerlek iz genişliği ne kadar büyük olursa, belli bir engebe yüksekliği için meydana gelen burulma momenti o kadar küçük olur. Lastik ve yayların yumuşaklığı ise, belli bir engel yüksekliğinde gövdenin daha az dönüp dönmemesinde rol oynamaktadır. Süspansiyon sistemi ne kadar yumuşak olursa, burulma o kadar az olur. Taşıt gövdesinin katılığı veya elastikliği de burulma momenti ile ilgili olup gövde elastik olduğu ölçüde moment düşmektedir. Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

62 TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER Burulma Kuvveti (dvm.) Bir taşıt gövdesinin boyutlandırılmasında değişik zorlayıcı kuvvetleri dikkate almak gerekir. Her şeyden önce statik kuvvetler altında gövdede veya şaside kalıcı deformasyonlardan kaçınmak şarttır. Bir otobüs gövdesi için ilk yaklaşım hesabında taşıtın öz ağırlığı ve yükü + %30 münferit darbe kuvveti + %50 burulma kuvveti kullanılabilir. Otobüs gövdelerinde kutu profilden oluşan kirişler kullanılır. Malzemesi ise St 37 dir. Literatüre göre [1,2], otobüs gövdesi imalatında kullanılan bu malzeme için ortalama gerilme sınırı (ön gerilme) σm= 9 kg/mm 2 ve genlik gerilmesi sınırı σg= 8 kg/mm 2 değerleri alınmalıdır. Akma gerilmesi de σf için de 24 kg/mm 2 değerinde alınabilir. Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

63 Chassis-frame Design Side-member And Cross-member

64 Chassis Frame Sections During movement of a vehicle over normal road surfaces, the chassis frame, is subjected to both bending and torsional distortion as discussed in the previous section. Under such running conditions, the various chassis-member cross-section shapes, which find application, include. Solid round or rectangular cross-sections, Enclosed thin-wall hollow round or rectangular box-sections, Open thin-wall rectangular channelling such as C, T, or top-hat sections. Side-member Bending Resistance: The chassis side-members, which span the wheelbase between the front and rear axles must be able to take the maximum of the sprung weight. The sprung weight is the weight of the part of the vehicle supported by the suspension system. The binding stiffness of these members must resist their natural tendency to sag. The use of either pressed-out open-channel sections or enclosed thin-wall hollow round or rectangular box-sections can provide the maximum possible bending stiffness of chassis members relative to their weight.

65 Chassis Frame Sections A comparison of the bending stiffnesses of different cross-sections having the same crosssectional area and wall thickness is presented in Fig. A to F. Considering a stiffness of 1 for the solid square section, the relative bending stiffnesses for other sections are, Practically, a 4 mm thick C-section channel having a ratio of channel web depth to flange width of about 3:1 are used as chassis sidemembers. This provides a bending resistance of 15 times greater than that for a solid square section with the same cross sectional area. For heavy-duty applications, two C-section channels may be placed back to back to form a rigid loadsupporting member of I-section (Fig. H). To provide additional strength and support for an existing chassis over a highly loaded region (for example, part of the side-member spanning a rear tandem-axle suspension), the sidemembers may have a double-section channel. This second skin is known as a flitch frame or plate. Square bar 1.0 Round bar 0.95 Round hollow tube 4.3 Rectangular C-channel 6.5 Square hollow section 7.2

66 Side-and Cross-member Torsional Resistance. The open-channel sections exhibit excellent resistance to bending, but have very little resistance to twist. Therefore, both side and crossmembers of the chassis must be designed to resist torsional distortion along their length. Figure C to F illustrates the relative torsional stiffness between openchannel sections and closed thin-wall box-sections. Comparisons firstly between the open and closed circular sections and secondly between the rectangular sections are made, considering the open section has a resistance of 1 in each case. Longitudinal split tube = 1.0 Enclosed hollow tube = 62.0 Open rectangular C-channel = 1.0 Closed rectangular box-section =

67 Fig.: Chassis-member sections. A. A. Square solid bar B. B. Round solid bar C. Circular tube with longitudinal slit D. Circular closed tube E. C-section F. Rectangular box section G. Top-hat-section H. I-section I. Channel flitch plate This clearly explains the advantages of using channel sections over the hollow tube due to high torsional stiffness. The chassis frame, however, is not designed for complete rigidity, but for the combination of both strength and flexibility to some degree.

68 Şasi ve Karoser Malzemeleri

69 Şasi Malzemeleri Karoseri Malzemeleri St 42 yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Kaynağa çok iyi gelir, pres altında rahat şekil verilebilir. St-50, St-60, St-70 çelikleri de kullanılır. Bu malzemeler daha çok kaynak kullanılmayan perçin bağlantılı şasiler için uygundur. Kaynağa gelmezler çünkü karbon miktarları yüksektir. İnce saç dediğimiz 3 mm altındaki saç malzeme kullanılır. Karoseri saçı olarak kullanılan çelik St-10 dur. Ayrıca hafif metal kullanımı da mevcuttur. Hafif metalin avantajı büyük sönüm kabiliyeti ve yüksek şekil verme kolaylığıdır. Korozyona karşı tercih edilen bir malzemedir. Kendi kendini taşıyan sistemlerde iskelet ve saç aksamı için hafif metaller kullanıldığında taşıt ağırlıkları önemli miktarda düşmektedir. Korozyona karşı dayanıklı olmaları nedeni ile de bazı yerlerde Al - Mg - Si alaşımı hafif metaller kullanılmaktadır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

70 Şasi Malzemeleri Karoseri Malzemeleri Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

71 Figure: Figure: The material usage trend in automobile bodies Kaynak: Mohammed A. Omar; THE AUTOMOTIVE BODY MANUFACTURING SYSTEMS AND PROCESSES John Wiley & Sons Ltd. ISBN:

72 Audi Q7 Servis Eğitimi

73 Audi Q7 Servis Eğitimi

74 Audi Q7 Servis Eğitimi

75

76 2006 Model Passat

77

78

79 A typical automobile is composed of variety of materials to constitute its structure, aid its mobility function, e.g. tires and fluids, and provide comfort to its occupants, e.g. glass and refrigerants. Kaynak: Mohammed A. Omar; THE AUTOMOTIVE BODY MANUFACTURING SYSTEMS AND PROCESSES John Wiley & Sons Ltd. ISBN: Figure: The materials in a typical sedan

80 Reading text - Body materials Sheet steel Sheet steel of various grades (see Vehicle-body sheet metal is customarily used for the vehicle body structure. Sheet thicknesses range from ,0 mm, with most pieces being between 0.75 and 1.0 mm thick. Due to the mechanical properties of steel with regard to stiffness, strength, economy and ductility, alternative materials for the vehicle body structure are not yet available. High Strength low-alloy (HSLA) sheet steel is used for highly-stressed structural components. The resulting high strength of these components allows their thickness to be reduced. Ref: Automotive Handbook - Bosch

81 Reading text - Body materials Aluminum In order to reduce weight, aluminum can be used for separate body components such as the hood, luggage-compartment lid, etc. Since 1994, an aluminum body has been in use for one of the German luxury-class cars. The vehicle's frame is constructed from aluminum extruded sections, and the sheet components are selfsupporting in integrated form (ASF Audi Space Frame). The realization of this principle necessitated the employment of suitable aluminum alloys, as well as new production processes and special repair facilities. According to the manufacturers, the rigidity and deformation characteristics are identical to those of steel or are even superior. Ref: Automotive Handbook - Bosch

82 An Increasing Trend 1 pound = 453,59237 gram

83 Reading text - Body materials Plastics: Plastics as materials for separate body components are used in a limited number of cases in place of steel. Table: Examples of alternative materials Automotive Handbook - Bosch

84 Şasi ve Gövde Arızaları

85 GÖVDEDE OLUŞAN ARIZALAR Aşınma: Gövdedeki bağlantı yerlerinin gevşemesi ve gevşeyen yerlerin harekete geçmesi aşınmaya neden olur. Bu yüzden zaman zaman yapılan kontrollerde gevşeyen yerler tekrar sabitlenmelidir. Bu işlem araç gövdesinin ömrünü uzatır. Çatlama ve Kırılmalar: Bu olay gövdenin zayıf noktalarında meydana gelebilir. Anormal sürüş yöntemleri, zorlamalar ve imalat hataları çatlamalara/kopmalara sebep olabilir. Ani yol darbelerinden korunmak için aracın iyi bir süspansiyon sistemi olmalıdır. Çarpılma, Eğilme ve Burulmalar: Genellikle kaza sonrası meydana gelen bu arızalar tekrar doğrultmayı gerektirir. Çarpıklıklar her zaman gözle görülmeyebilir, ancak iyi bir ölçme ile anlaşılabilir. Gövdede oluşan arızaları tespit etmek amacı ile ölçüm yapılmaktadır. Çarpıklıklar direksiyon kontrolünü (yönlendirme stabilitesini) önemli derecede etkiler ve lastik aşınmalarına sebebiyet verir. Bu yüzden çarpıklık önemli bir konudur.

86 ŞASİ ARIZALARI Korozyon: Tuz ve bazlarda bulunan hidroklorik asidin sebep olduğu kimyasal ve fiziksel aşınma Oksitlenme: Dış ortamda buluna oksijenin (havanın) sebep olduğu kimyasal ve fiziksel aşınma Eğilme, Gevşeme, Çatlama ve Kırılma: Aşırı yükleme ve kötü yol koşullarında aracı uygun hızla sürmemekten meydana gelirler. Üst yapı üreticilerinin yanlış delik açmaları da çatlamalara neden olur. Onarım yapılmazsa çatlak yerler kırılır. Viraj içlerindeki aşırı hızlar burulmalara neden olurlar. Şasideki eğilme ve burulmalar gelişmiş şasi düzeltme cihazlarında standart ölçülere uygun olarak yapılmalıdır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

87 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

88 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

89 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

90 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

91 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

92 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

93 Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.

94 EKLER - 1

95 Today, most smaller vehicles such as small SUV s and sedans use a unibody (or monocoque) construction. Heavy-duty vehicles like trucks and busses still use the idea of bodyon-frame. Regardless of the construction technique, steel is still the predominant material used in automotive frames. Brian Goff, Mario Grasso, Oscar Briceno, «Automobile Materials», SRJC - ENGR 45 Semester Project (Fall 09)

96 Monocoques Typical Ladder Frame Brian Goff, Mario Grasso, Oscar Briceno, «Automobile Materials», SRJC - ENGR 45 Semester Project (Fall 09)

97 Toyota

98 Araç karoseri Ön cam Arka spoyler Motor alt koruma Lastik deflektörleri (4 adet) i35

99 Araç karoseri Aero dynamics: 1. Windshield glass is aerodynamically designed with a pin that prevents the wiper from lifting, thus minimizing wind noise during high speed driving. 2. Rear spoiler: Continues roof line and reduces wind noise 3. Engine undercover: Smooth surface increases the aerodynamics on the underside of the vehicle and contributes to a reduced fuel consumption. Further it offers protection when driving off-road. 4. Wheel deflectors: Deflect wind around the wheel openings for better aerodynamics. The application of high density hood insulation and sound deadening foam a the pillars further contributes to a low noise in the passenger compartment. All directional safety design: Hollow side members gradually increased in diameter from front to back for improved impact absorption. Rear frame member reinforced. Fuel filler neck base moved forward Side members are designed straight for better impact absorption High tensile steel is utilized for greater safety from impact and weight reduction. Center B pillar is designed as one piece internal roll bar. Hyundai provides a 12 year anti perforation warranty for the vehicle body. i35