MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNİK EĞİTİM FAKÜLTESİ

Transkript

1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNİK EĞİTİM FAKÜLTESİ Test Tekniğine Giriş Otomobil ve Müşteri Beklentileri Aracın Son Kontrolleri HAZIRLAYAN: Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

2 Everything is possible. But keep in mind the customer s needs

3 TESTLER Prototype parts can be validated using test rigs. Although the ultimate goal of a test rig is to simulate real-world conditions, it is not always possible to reproduce the component s actual operating loads and environment. It is extremely time-intensive and expensive to validate parts and systems using test rigs. Testing costs can account for up to 30% of total development costs. Each validation test usually requires a different type of test rig (equipment costs). In addition, multiple prototypes (component costs) must be constructed. Finally, well-educated test engineers (personnel costs) are also required to create testing plans, run tests, evaluate results, and write reports. The amount of time required to manufacture prototypes and run tests must also be considered. It is also common for tests to be interrupted frequently due to premature component failure (the quality of prototypes is never the same as that of series production components) or failed module tests. In this case, the test must be started a new. Validation tests only provide information about whether the components fulfill function and durability requirements. These tests do not provide information about whether the components are optimized for weight. It should also be noted that the test conditions (load spectra, load frequencies, force application points, environmental conditions, influences of untested systems and components, etc.) are only an estimation of the actual operating conditions. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

4 TESTLER The first step in the validation process is to ensure that the prototype satisfies the specified functional requirements and package conditions. Next, the durability of the prototype is tested using static and dynamic loads, both at room temperature and under extreme environmental conditions. Misuse tests are also conducted in which the prototype is subjected to extreme loads and conditions. In summary, a number of tests must be conducted using a variety of different test rigs and facilities[6]: visual examination and package space validation function tests weartests misuse tests environmental simulations and corrosion tests durability tests. For a number of chassis components, workgroup requirements specifications are available which have been developed by a consortium of different(german) OEMs and suppliers and are accepted by all parties. In addition to these requirements specifications, each OEM has their own testing specifications, which often vary widely. For validation runs conducted on test rigs, the results of system-level, subsystem-level, and component-level tests may vary. Each of these different levels requires different test fixtures and procedures. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

5 TESTLER The results of these various tests are also weighted differently: Whole-Vehicle Tests are the most significant tests with regard to the vehicle s function. This type of testing is not always possible due to cost and time factors as well as complexity. System-Level Tests offer comprehensive results for the system being tested, but are often very complex and time consuming, which prevents them from being repeated frequently enough to obtain statistically relevant data. As a result, system tests should instead be carried out as iterative simulation experiments. Subsystem Tests are less significant due to the fact that they are focused only on a small number of components. Subsystem tests are considerably less complicated than system tests and can be more statistically meaningful. They can be carried out using block loads, as single-step experiments, or as iterative simulation experiments. Component Tests are only focused on a single part. The results are therefore less significant for the system as a whole, but can be of considerable use for component designers. The usefulness of the results depends on the type of experiment conducted (single-step experiments, block loads, or iterative simulation experiments. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

6 TESTLER Meaningful knowledge of the system and its components can only be obtained by examining experimental results for all of the following levels: component tests (statistically relevant) subsystem tests (statistically relevant) system-level tests (greater significance) vehicle-level misuse tests condensed vehicle endurance tests (correlation to system tests) vehicle endurance tests conducted on actual roads(simulation of rough customer use). Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

7 TESTLER Bird s-eye view of a testing facility with test rigs for both systems and components Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

8 TESTLER K&C rig (IKA, RWTH Aachen) Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

9 TESTLER Three-axis control arm test rig Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

10 TESTLER Four-post test rig(zf Sachs) Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

11 TESTLER Ball stud durability test rig Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

12 TESTLER Whole-Vehicle Validation Vehicles can also be used to validate components and systems. Releaselevel vehicles are generally used for final validation and tuning. Preproduction vehicles are subsequently used for final quality assurance checks. These tests can be carried out on test rigs on actual roadways (each OEM has its own specially-chosen representative durability testing routes) on test tracks (owned or rented by OEMs or suppliers) and proving grounds with restricted public access such as Lommel (in Belgium, Ford), IDIADA (Spain), Miramars (France), MIRA and Millbrook (UK), the Southwest Research Institute and Southern and Michigan Proving Grounds (USA), or in Germany the Nürburgring Nordschleife, Neustadt, Ehra-Lessien(VW), Dudenhofen(Opel), Aschheim(BMW), Boxberg(Bosch), and Papenburg under extreme conditions, e.g. Arctic Falls AB in northern Scandinavia or Smirthers Winter Test Center (winter testing), Nevada Automotive Test Center, Death Valley (USA) (summer testing), on mountain passes in the Alps(Großglockner), or even in deserts in Asia or Africa. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

13 TESTLER Whole-Vehicle Validation Whole-vehicle tests under various conditions are used to investigate and evaluate the overall function of the vehicle, the interactions and mutual influences of the individual systems, and the behavior of all components, materials, and substances. These tests also provide information about the overall driving experience, the suitability of the vehicle for long-distance use and operation on poorly maintained roads, handling and behavior at the stability limit, and behavior under extreme conditions. Technical specifications and parameters(fuel consumption, acceleration, top speed, etc.) can also be measured. The following chassis-relevant operating parameters are evaluated during whole-vehicle testing: Driving: steady-state operation, acceleration, passing, backing, towing, uphill operation, driving up ramps, off-road operation, performance on poorly-maintained roadways, emergency operation Handling: cornering, crosswind response behavior, slalom, ISO lane changing, µ-split behavior Braking: constant braking (downhill operation), normal braking deceleration, emergency braking, μ-split and μ-jump braking. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011

14 TESTLER Üretim Aşamasındaki Testler: Tasarım Doğrulama Dayanım Testleri Fonksiyon Testleri Yol ve Araç Testleri In most cases, just 24 months are planned for the series development (design and testing) phase. This stage of product development involves designing components, performing strength calculations and functional optimizations, and ensuring that timeline goals and cost targets are met. No major changes are allowed during this phase, as planning is already underway for production facilities and tooling (industrialization). Bir kimsenin, bir topluluğun doğal veya sonradan kazanılmış yeteneklerini, bilgi ve becerilerini ölçmeye ve anlamaya yarayan sınama./tdk

15 TESTLER Yeni tip taşıt ve motorların testleri: Yeni tip taşıt ve motorların testleri; imalatçıların gelecekte piyasaya çıkarmayı planladıkları motor ve taşıtların anma değerlerini dizayn değişikliklerinin performansa etkilerini belirlemek için yapılan testlerdir. Standart metot ve kabul testleri: Standart metot ve kabul testleri; genellikle imalat sonrasında, motor ve taşıtların beklenen çıkış değerlerini verip vermediğini ya da güvenilirliğini test etmek için uygulanırlar. Araştırma testleri: Araştırma testleri; bilimsel araştırmalar için yapılan testlerdir. Bu testler motor ve taşıtta cereyan eden karmaşık olayların nedenlerini araştırmak, ortaya çıkarmak, açıklayıcı teoriler geliştirerek bu teorilerin geçerliliğini denemek için yapılan testlerdir. Alıştırma testleri: Alıştırma testleri; motor ya da taşıtın önce başka bir güç kaynağı ile tahrik edilmesi ve ardından motorun kendi gücü ile bir test düzeninde, taşıtın bir test alanında belirli sürelerde çalıştırılarak alıştırılması ve gözlemlerin yapılması şeklindeki testlerdir.

16 TESTLER 1. Yeni üretilen otomobillerin testleri Komple Kalite amaçlı Prototip Ekipman Tüketici Bilgilendirme Testleri: 1. Acceleration 2. Braking 3. Skidpad 4. Slalom 5. Comparison Test Pricing Points 2. Tüketici testleri Komple Ekipman Diğer tüketici testleri Yürüyen aksam kalite testi Geyik testi Slalom testi µ-split fren testi vs. Not: A skidpad or skidpan is a large paved area used to test a car's lateral acceleration.

17 TEST SİSTEMLERİ Fren Test Sistemleri Performans Test Sistemleri Taşıt Test Sistemleri Motor Test Sistemleri Şanzıman Test Sistemleri vs

18 TAŞIT DİNAMİĞİ TESTLERİ Taşıt Testlerinden Bazıları Rollaçısı / Pitch açısı / Yaw açısı ölçümleri Kayma açısı ölçümleri Fren & Hızlanma testleri Tekerlek kuvvet ölçümleri Tekerlek deplasman ölçümleri OTAM - Otomotiv Teknolojileri Araştırma Geliştirme Merkezi

19 OTAM - Otomotiv Teknolojileri Araştırma Geliştirme Merkezi

20 SANAL TAŞIT DİNAMİĞİ TESTLERİ Taşıt Manevraları İvmelenme Frenleme Kayma Direksiyon manevraları Tek şerit değiştirme Sabit çapta dönüş

21 SANAL TAŞIT DİNAMİĞİ TESTLERİ K&C Analizleri Paralel tekerlek deplasmanı Zıt tekerlek deplasmanı Tek tekerlek deplasmanı Direksiyon Çevrimi Statik yük Çalışma şartları simülasyonu The elastokinematic behavior of each axle has a major influence on the vehicle s overall handling and dynamic behavior. The main elastokinematic parameters include toe, camber, caster, wheel center displacements, etc. Elastokinematic properties are measured using a kinematics and compliance test rig (K&C rig). This type of test rig allows kinematic and elastokinematic parameters to be differentiated from one another. KC ya da K&C: Kinematics&Compliance OTAM

22 EMİSYON TESTLERİ Taşıt Emisyonları: Tip I Emisyon Testi -70/220 EEC Tip II Karbon monoksit emisyon testi - 70/220 EEC Tip III Karterdoğrulama testi-70/220 EEC Tip IV Buharlaşmalı Emisyon testi 70/220 EEC Tip VI Soğuk ortamda (-7 ⁰C) karbonmonoksitve egzoz emisyonları testi 70/220 EEC Katalizör öncesi-katalizör sonrası direkt emisyon ölçümü ve EGR emisyon testi Sabit hızda emisyon testi Yeni çevrim oluşturma ve emisyon testi Alternatif yakıtlar emisyon testleri Yağ, yakıt katkısı emisyon testleri gibi OTAM Not: EEC - European Economic Community

23 NVH TESTLERİ Genel Akustik Ölçümleri - IEC 651 Taşıt iç ve dış gürültü ölçümleri İletim yolu analizi (TPA) Motor titreşim ve gürültü ölçümleri Pass By ve Egzoz Testi Ölçümleri - ISO 36270/157 Ses gücü ölçümleri ISO 3740 serisi Ses kalitesi ölçümleri - ISO 532B Yarı anekoik oda test ölçümleri -ISO 3745 Akustik haritalama NVH: Noise, vibration, and harshness Harshness: Sertlik/şiddet

24 OTOMOBİL VE BEKLENTİ Yapılan araştırmalarda, son on yılda insanların otomobilden beklentilerinin; yaş, ülke ve kıtalara göre değişimler gösterdiğini ortaya koymuştur. Yani otomobil üreticilerinin, yeni geliştirdikleri bir model için sadece performans ya da göz alıcı bir tasarım sunmaları artık alıcılar için yeterli olmamaktadır.

25 TASARIM VE MÜŞTERİ MEMNUNİYETİ Müşteri memnuniyeti çalışmaları, daha araç tasarım aşamasındayken başlıyor. Çünkü tasarım kaynaklı şikâyetler hiç de azımsanmayacak bir düzeydedir. Hatta otomotiv üreticileri kaliteden sorumlu olan insanları seçerken; boy, yaş, cinsiyet, kilo, yaşam şekli ve hatta geldikleri ülkeler açısından farklılıklar göstermesine özen göstermektedirler.

26 KALİTE YÖNETİMİ VE ÜRETİM Bu kalite sorumluları, birer müşteri gibi, araçlardan neler istediklerini söylüyorlar. Mühendisler ve tasarımcılar da bu isteklere göre, gerekli düzeltmeleri yapıyorlar. Ardından, belli sayıda ön üretim yapılıp, aracın tabir yerindeyse "çocukluk hastalıkları" araştırılıyor. Çünkü araçlardan ilk üretilen yıllarda, daha Çünkü araçlardan ilk üretilen yıllarda, daha çok şikâyet alınıyor. Üretimdeki hataların giderilmesi için, oldukça fazla kontrol ve test yapılıyor. Her araç kaportadan mekaniğe kadar tüm aşamalarda, tek tek kontrol ediliyor. Araç satış noktalarına ulaşana kadar elektrik aksamı, boya, sızdırmazlık, rot ayarı gibi pek çok teste girip-çıkıyor. Son olarak araçla engebeli yol testine çıkılıyor. 'Onay' alırsa "gitmeye" hak kazanıyor. Şayet eksik veya hata çıkarsa, olumlu onay alamıyor.

27 FABRİKALARIN TEST PARKURLARININ ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Kalite kontrolü yapılmış bütün araçlar; kullanım, sesler ve temaslar gibi kritik kategorilerde kapalı alanda statik olarak, fabrikanın sınırları içerisinde temelde araçların kısa bir tetkiki olarak adlandırılabilecek birkaç kilometrelik özel bir parkurda dinamik olarak uzmanlar tarafından test edilir. Abdullah Demir, Otohaber, 2009

28 FABRİKALARIN TEST YOLLARI Test yolu genellikle, büyük taşlar, çukurlar, parke taş, çakıl, fren tüneli, keskin dönüş ve dönüş engebeleri, kasis, kısa ve uzun dalgalanmalar, kuşak tümsekler, kaldırım iniş/çıkış, ses dinleme duvarı ve rampa gibi çok çeşitli yol şartlarından oluşur. Araçların; motor, şanzıman, süspansiyon, direksiyon, fren, debriyaj gibi ana sistemlerin yanı sıra, ısıtma/soğutma, aydınlatma, el freni gibi diğer yardımcı sistemleri ile fonksiyonları test edilir. Abdullah Demir, Otohaber, 2009

29 İŞKENCE PARKURLARI Seri üretim öncesi araçlar, tuzlu suyun kullanıldığı çok zor koşullarda test edilmektedir. Otomobil teknolojisinin temelleri, VW

30 YENİ ÜRETİLEN OTOMOBİLLERİN TESTLERİ Yeni bir otomobil gövdesinin sağlamlığının deneme alanında kontrol edilmesine ilaveten, test cihazında bükülme dayanıklılığının da ölçülmesi önemlidir. Bu, güvenliği, konforu ve dayanıklılığı içerdiğinden, geliştirme programının önemli bir parçasıdır. Daha düşük esneme ve bükülme, kapı ve kapak kesimlerin de şekil bozukluğu değerlerinin daha küçük olması demektir. Titreşim karakteristiği de önemlidir. Teori iyi, ancak pratik daha iyidir. Test işlemleri, bilgisayar simülasyonu ve hatta burulma ve eğilme testleri çeşitli zayıflıkları ortaya çıkarsa bile,ancakyenibiraraçüzerindekiherbirson kalite kontrolü, sadece en ciddi pratik testlerle teyit edilebilir. Üreticiler en son ürünlerini, aşırı iklim koşullarının ve kötü yol koşullarının bulunduğu, dünyanın en uzak noktalarında düzenli olarak test ederler. Zorlu kış koşullarında test Otomobil teknolojisinin temelleri, VW

31 SERİ ÜRETİM VE TESTLER Motorlu araçlar ile bunların aksam ve parçalarının küresel teknik mevzuata uygun olarak test edilerek belgelendirilmesi gerekmektedir. Ülkemizde tasarımlanan araçlar, aksamlar ve parçaların tasarım ve dayanım testlerinin yapılması gerekmektedir. Hâlihazırda bu testlerin büyük bir kısmı yurt dışında yaptırılmaktadır. Bu da hem zaman hem de kaynak kaybına neden olmaktadır. Bu nedenle tasarım, ARGE ve ÜRGE faaliyetlerindeki testlerin ülke içerisinde yapılabilmesi gerekir. İsimsiz, Türkiye Otomotiv Sektörü Strateji Belgesi ve Eylem Planı , Şubat 2011.

32 SERİ ÜRETİM VE TESTLER Tasarım doğrulama, dayanım, yol ve araç testleri yapılması için test merkezleri ve rüzgâr tüneli yapılması gerekmektedir [1]. Bu testlere ek olarak yerli otomobilin seri üretim öncesi, hızlandırılmış ömür testlerinin de yapılması gerekmektedir. Tüm bu testlerle aracın muhtemel çocukluk hastalıkları tespit edilmeye çalışılacaktır. İsimsiz, Türkiye Otomotiv Sektörü Strateji Belgesi ve Eylem Planı , Şubat 2011.

33 ARACIN SON KONTROLLERİ Aracın Son Kontrolleri: Üretim hattının sonundaki test bölümünde otomobillerin belirlenen standartlara uygun olup olmadığının ve parçaların fonksiyonları test edilmektedir. Test programları bilgisayar destekli olup farklı modeller ve ekipmanlar için özel olarak hazırlanmaktadır. Sonuçlar bilgisayar aracılığıyla doğrudan üretim alanlarına iletilerek tolerans sınırları aşılmadan önce meydana gelecek sapmalar düzeltilmektedir. Su geçirmezlik, Dinamometre, Akustik Test, Aks ve Ön Takım Geometrisinin Ölçülmesi, Elektrik Fonksiyon Testleri uygulanan başlıca testlerdendir.

34 ARACIN SON KONTROLLERİ Dinamometre testi: Sürüş fonksiyonları simüle edilerek yapılmaktadır. Akustik test: Otomobilin içerisinde kulak hizasına yerleştirilen bir mikrofon sürüş programı sırasında gürültü seviyelerini ölçmektedir. Ortalama olarak alınan 1400 değere ait frekans bilgisayar tarafından analiz edilerek her model ve ekipman özelliğine göre hafızasına kayıtlı nominal değerlerle karşılaştırılmaktadır. Nominal değerler aşıldığında hatanın kaynağı kayıtlı değerlerin özelliklerinden bulunabilmektedir. İlave olarak ölçülen değerler test sisteminden merkezi bilgisayara geçirilerek istatistiksel olarak değerlendirilmektedir. Sonuçta ürün tasarımındaki uygun olmayan üretim durumları ve değişikliklerin etkilerini izlemek mümkündür. Dinamometre testi Ricardo NVH Testcentre

35 ARACIN SON KONTROLLERİ Aks ve takım geometrisi: Akslar ve ön takım gibi güvenlik aksamının durumu çok fonksiyonlu test ve ayar istasyonunda ölçülerek sıkı kontrol edilmektedir. Devices for measuring and checking chassis alignment Fig. 1: Computer-aided wheel kinematics measuring device of the Chassis/-Simulation Technology Laboratory of the University of Applied Science, Cologne. Changes in the position of the wheels in the course of body lifting and lowering movements can also be measured by means of actuators which are integrated into the test stand. Jörnsen Reimpell, Helmut Stoll, Jürgen W. Betzler,The Automotive Chassis

36 ARACIN SON KONTROLLERİ Aks ve takım geometrisi: Akslar ve ön takım gibi güvenlik aksamının durumu çok fonksiyonlu test ve ayar istasyonunda ölçülerek sıkı kontrol edilmektedir. Elektrik fonksiyon testi: Kısa farlardan, ışıklı kaynağa kadar her türlü elektrikli aksam bilgisayar destekli fonksiyon testinden geçmektedir. Son kontrol ve sevk: Tüm kontrol sistemlerine rağmen, uzmanlarca son bir kontrol daha yapılmaktadır. Uzman son kontrolü listesi yardımıyla yürümekte ve boyanın kalitesini, kapı ve cam gibi seçilmiş detayların durumunu gözden geçirmektedir. Yeni araç son kontrollerinden geçtiği taktirde fabrikadan alıcısına teslim edilmek üzere gönderilmektedir.

37 ARACIN SON KONTROLLERİ TOYOTA

38 ARACIN SON KONTROLLERİ TOYOTA

39 ARACIN SON KONTROLLERİ