MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

Transkript

1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ TAŞIT TEKNOLOJİSİ Şasi, Çerçeve ve Gövde - Karoser/i III HAZIRLAYAN: Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

2 Şasi ve Karoser Malzemeleri How many types of steel are there? Steel is not a single product. There are more than 3,500 different grades of steel with many different physical, chemical, and environmental properties. Approximately 75% of modern steels have been developed in the past 20 years. Modern cars are built with new steels that are stronger but up to 35% lighter than in the past. Ref.:

3 HATIRLATMA: Çelik Nedir? Demir - karbon alaşımının içinde; max. %2 ye kadar KARBON, 1 MANGAN, %0,5 SİLİSYUM, %0,05 den az KÜKÜRT ve FOSFOR varsa bu malzemeye çelik denir. Çelik; %2 ye kadar C içeren demir alaşımına verilen isimdir. Otektoit çelik; %0,8 C içeren çeliğe ötektoit çelik adı verilir. Bu kompozisyonun altındaki çeliklere ötektoit altı çelikler (C oranı < %0,8), bu bileşimden daha fazla C içeren çeliklere ötektoid üstü çelikler (C oranı > %0,8) adı verilir. C oranının %2 yi geçmesi durumunda malzeme artık çelik olarak değil, dökme demir (cast iron) olarak adlandırılır. %C oranına göre < %0,1 C Saf demir %0,1 C - %0,2 C Az (Düşük) karbonlu çelik %0,2 C - %0,5 C Orta karbonlu çelik %0,5 C - %2,06 C Yüksek karbonlu çelik

4 HATIRLATMA: ÇELİKLER HAKKINDA: Maksimum %2,06 C içeren ve ek işlem gerektirmeksizin şekillendirilebilen Fe-C alaşımıdır. Genellikle sünek malzemelerdir. Uygulanan ısıl işlemlerle mekanik özellikleri örn. sertlikleri, dayanımları ve tane boyutları değiştirilebilir. Çeliğin özelliklerinin değişimine özellikle de sertliğin değişimine en fazla etki eden element karbondur. Çelik, demir-karbon alaşımı olup diğer alaşım elementlerini de belli oranda içerebilir. Binlerce farklı kompozisyonda ve/veya farklı ısıl işleme sahip çelik çeşidi mevcuttur. Mekanik özellikler, çeliğin bileşimine ve uygulanan ısıl işleme bağlı olarak değişmektedir. Çelik bileşimine bağlı olarak içerdiği alaşım elementlerine ve uygulanan ısıl işleme göre farklı özellikler gösterirler.

5 HATIRLATMA: KARBON ORANININ ETKİSİ Çelik içersine ilave edilen karbon oranı, çeliğin dayanımını ve sertliğini etkiler.

6

7 Malzeme Seçimi Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

8 MATERIALS IN A TYPICAL VEHICLE ADVANCED AUTOMOTIVE MATERIALS: THE NEW DNA OF PERSONAL MOBILITY, GM, 2011

9 Body and Closure Metallic Material Content by Type Mild Source: Ducker Worldwide 50 year Perspective of Automotive Engineering Body Materials and an Analysis of the Future, Jody N. HallJody Hall Manager, Global Die Standards & Materials Applications Manager, Applications General Motors Manufacturing; Engineering General Engineering Great Designs in Steel 2008Great 2008

10 Body and Closure Metallic Material Content by Type Source: Ducker Worldwide 50 year Perspective of Automotive Engineering Body Materials and an Analysis of the Future, Jody N. HallJody Hall Manager, Global Die Standards & Materials Applications Manager, Applications General Motors Manufacturing; Engineering General Engineering Great Designs in Steel 2008Great 2008

11 North American Light Vehicle Material Content Per in Pounds Source: Ducker Worldwide * Same vehicle mix and average footprint as year Perspective of Automotive Engineering Body Materials and an Analysis of the Future, Jody N. HallJody Hall Manager, Global Die Standards & Materials Applications Manager, Applications General Motors Manufacturing; Engineering General Engineering Great Designs in Steel 2008Great 2008

12 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

13

14

15 Araç Üzerindeki Malzeme Dağılımı Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

16 M1 Segmenti Araçların Yıllara Göre Ağırlık Değişimi HATIRLATMA: M Kategorisi Araçlar: En az dört tekerlekli, motorlu yolcu taşıma amaçlı araçlardır. / M 1 kategorisi araçlar: Sürücü dışında en fazla sekiz kişilik oturma yeri olan, yolcu taşımaya yönelik motorlu araçlardır. Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

17 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.

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

19 Audi Q7 Servis Eğitimi

20 Audi Q7 Servis Eğitimi

21 Modern araçlarda iyileştirme alanları 2006 Model Passat

22 2006 Model Passat

23

24

25 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

26 HATIRLATMA Süneklik (Ductility): Plastik şekil değiştirme kabiliyetini ifade eder. Bu değerin büyümesi, malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil değiştirme göstermesi anlamına gelir. Kopma uzaması ve alan daralması parametreleri ile ifade edilebilir. Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması durumunu ifade eder. Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik sınıra çok yakın bir noktada son bulur. Tokluk: Malzemenin kopana dek absorbe ettiği toplam enerjiyi ifade eder. - eğrisinin altında kalan alana eşittir. Sünek malzemelerin tokluğu gevrek malzemelere göre daha yüksektir. Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi sırasında depoladığı enerjidir. - eğrisinde elastik bölgenin altında kalan alana eşittir.

27 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 self-supporting 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

28 An Increasing Trend 1 pound = 453,59237 gram

29 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

30 Polimerler PA- Poliamid: Konnektörler, fanlar, depolar, jant kapakları, manifolt, ön çamurluk, radyatör tankları, yakıt boruları vb. PP- Polipropilen: Tampon, havalandırma parçaları, ayna kapakları, iç giydirme parçaları ABS- Akrilonitril-Butadiyen-Stiren: Stop lambası kabini, konsol, kapı panel destekleri, koltuk kabini PC- Polikarbonat, PMMA- Polimetil Metakrilat: Far ve lamba gövdeleri, siviç ve konnektörler POM- Polioksimetilen: Tapa, mekanik çalışan dişli parçaları PE- Polietilen: Çamurluk iç giydirme, depolar NR- Doğal kauçuk: Araç lastiği, silecek, takozlar EPDM- EtilenPropilenDiyenMonomer : Kapı fitilleri, contalar Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

31 Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

32 Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

33 Kaynak Punta ve Bosaj kaynak: Kaporta MIG MAG: Gazaltı kaynak -Şasi Lazer kaynak: Kaporta, vites kutusu Friksiyon kaynak: Vites kutusu, motor supapları Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1

34 GERİ DÖNÜŞÜM

35 Vehicle Recycle, Toyota, 2014

45 Definition according to EU directive for end-of-life vehicles 2000/53/EC: Reuse means any operation by which components of end-of life vehicles are used for the same purpose for which they were conceived Recycling means the reprocessing in a production process of the waste materials for the original purpose or for other purposes but excluding energy recovery. Recovery means a suitable process for ensuring that waste is recovered without endangering human health and without the use of processes or methods likely to harm the environment. Regeneration of acids is an example of a recovery operation. Use of materials and re-use rates: As well as prohibiting certain materials such as Lead and Chromium (VI), the EU regulations also define in detail the secondary processing of certain vehicle components and resources. The directive (2005/64/EC) also requires that, from 2008 onwards, new vehicles should be reach a recycling target level of 85 percent and a recovery target level of 95 percent by This is a prerequisite for the type-approval of all new vehicle types from the end of 2008 onwards. Vehicle Recycling - Focusing on Sustainability, 2009 BMW

46 UFUK TURU

47 Concept of car manufacturing: Harmony of human beings, nature, and vehicles Brian Cantor, Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, 2008.

48 Number of vehicles and global population Brian Cantor, Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, 2008.

49 Vehicle crash safety and information safety Brian Cantor, Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, 2008.

50 New materials used in vehicles Brian Cantor, Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, 2008.

51 Material composition of a typical passenger vehicle Brian Cantor, Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, 2008.

52 Important issues for environmental protection Brian Cantor, Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials, 2008.

53 ÖNEMLİ BAZI HUSUSLAR Makine Mühendisliği Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

54 Chassis system developers must always keep the following five goals in mind: 1. meeting timeline targets 2. satisfying functional requirements 3. ensuring quality 4. minimizing costs 5. optimizing weight Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.

55 Mock-up: Taklit Model, Maket: Bir makina, cihaz veya ünitenin, ölçek üzerine yapılmış modeli. Bu model; yeni bir gelişmeye ait imalatın incelenmesi ve denenmesinde veya hakiki makina, cihaz veya ünitenin işleme tarzının personele öğretilmesinde kullanılır. A mock-up of something such as a machine or building is a model of it which is used in tests or to show people what it will look like. A full-sized structural, but not necessarily functional, model built accurately to scale, used chiefly for study, testing, or display Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.

56 Departments for the development of a new vehicle development and design (engineering) marketing, sales/customer service controlling procurement/logistics production/planning quality Procurement (Tedarik): Personel, hizmet, ikmal maddeleri ve teçhizat temin işlemi As is the case for the development of any technical product, chassis system developers must follow the following step-by-step process [2]: planning and definition concept studies design and simulation prototype construction and validation tuning, optimization, and finally series production. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.

57 Product development process (PDP) SOP (start of production) Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.

58 V model of the development process Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.

59 Standard phases of product development The product development process (PDP) can be divided into categories containing subprocesses such as concept creation, product planning, product development, and production and manufacturing planning. The standard structure of the product creation process and product development process can be seen in Figure. This diagram [3] is based on information obtained from 21 automakers in Europe, Japan and the United States with a total market share of 86 %. Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.

60 Superimposed trends: trends based on the extrapolation of the past, present trends, and future trends Bernd Heißing Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.