TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI Baki Orçun ORGÜL, Mustafa Latif KOYUNCU, Sertaç DİLEROĞLU, Harun GÖKÇE Hexagon Studio Araç Mühendisliği Bölümü OTEKON Otomotiv Teknolojileri Kongresi 07 – 08 Haziran 2010, BURSA

Giriş Ticari araç geliştirme projesi kapsamında mevcut bir ticari aracın yük taşıma kapasitesinin arttırılması doğrultusunda aşağıdaki çalışmalar gerçekleştirilmiştir: ADAMS/CAR modelinin oluşturulması, Modelin doğrulanması amacıyla gerekli testlerin kurgulanması, Testlerin gerçekleştirilmesi, İlgili simülasyonların koşturulması ve sonuçların test sonuçlarıyla kıyaslanması, Testler kapsamında ölçülen büyüklükler referans alınarak ADAMS/CAR modelinin güncellenmesi, Ağırlık artışına paralel olarak doğrulanan ADAMS/CAR modeli ile yay ve gövde iyileştirme çalışmalarının gerçekleştirilmesi, ilgili parça/sistem değişikliklerinin belirlenmesi. OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

ADAMS/CAR Modelinin Oluşturulması Aracın katı modeli, yay – amortisör ve diğer elastik eleman özellikleri, ön – arka ağırlık dağılımları temel alınarak ADAMS/CAR modeli oluşturulmuştur. L T F a s ol F ö s ol F KA Ağırlık merkezi hesabı Ön süspansiyon Yay sabitinin belirlenmesi OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

ADAMS/CAR Modelinin Oluşturulması Aracın katı modeli, yay – amortisör ve diğer elastik eleman özellikleri, ön – arka ağırlık dağılımları temel alınarak ADAMS/CAR modeli oluşturulmuştur. Arka süspansiyon Araç ADAMS/CAR modeli - Boş Araç ADAMS/CAR modeli - Dolu Ön süspansiyonÖn süspansiyon ve direksiyon sistemi OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması Direksiyon simidi açısının ölçümü İvme ve açısal hareketlerin ölçümü Direksiyon (steer angle) açısının kalibrasyonu Direksiyon açısının ölçümü Ön süspansiyon deplasmanlarının ölçümü Arka süspansiyon deplasmanlarının ölçümü OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması Kullanılan test ekipmanları Algılayıcı AdıMarka / ModelBağlantı KanalıAlg. Seri Numarası Arka sağ ivme ölçerEntranHLSS / 2 / 8Z02843 Arka sol ivme ölçerEntranHLSS / 2 / 7Z02841 Ön sağ ivme ölçerEntranHLSS / 2 / 9N02064 Ön sol ivme ölçerEntranHLSS / 2 / 10N02099 Ön sağ ivme ölçerDytranHLSS / 2 / Ön sol ivme ölçerDytranHLSS / 2 / Arka sağ ivme ölçerDytranHLSS / 2 / Arka sol ivme ölçerDytranHLSS / 2 / Ön direksiyon alg.WayconHLSS / 2 / Arka direksiyon alg.WayconHLSS / 2 / Ön sol süspansiyonPenny & GilesHLSS / 2 / 3KX69904 Ön sağ süspansiyonPenny & GilesHLSS / 1 / 3KP42650 Arka sol süspansiyonPenny & GilesHLSS / 2 / 5KX69904 Arka sağ süspansiyonPenny & GilesHLSS / 2 / 6KX69904 Direksiyon sim. alg.Penny & GilesHLSS / 2 / 15KX69904 Gövde ivme ölçer (x)CrossbowHLSS / 2 / 16- Gövde ivme ölçer (y)CrossbowHLSS / 1 / 1- Gövde ivme ölçer (z)CrossbowHLSS / 1 / 2- GPS-Serial bus- Yolcu ağırlığını simüle eden yükler Veri toplayıcı OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması Tamamlanan enstrümantasyon ve kalibrasyon çalışmalarını takiben, Adams/Car modelinin doğrulanması amacıyla gerekli test çalışmalarına geçilmiştir. Modelin doğrulanması için, 3 farklı tip testin gerçekleştirilmesine karar verilmiştir: 1. Paralel tekerlek gezinmesi 2. Sabit yarıçap ile dönüş 3. Değişken direksiyon (sinüs) girdisi OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması Paralel Tekerlek Gezinmesi Sol Ar. Alg. Dep. (mm) Akson Açısı (°) Sağ Ar. Alg. Dep. (mm) Akson Açısı (°) 16,3985,811,123 9,56,23918,311,33 185, ,88 27,65,63731,49,246 36,34,56841,78,77 42,44,72444,98,241 57,44,90157,56,553 a b Arka aks deplasman ölçümü Boş / Ar. Sol Tek. Mer. – Yer (b) Tek. Mer. – Dav. (a) Ağırlık (kg)Dep. Öl * ,2 Arka aks deplasman ölçümü Arka aks yay ve lastik katılık hesabı Arka lastik katılık grafiği OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması Sabit Yarıçap ile Dönüş Sabit yarıçap ile dönüş testi gerçekleştirebilmek için gerekli en büyük yarıçapa sahip düz, eğimsiz ve engebesiz bir alan kullanılmıştır. Test, hem boş hem de dolu araçlar için sağa ve sola dönüş durumlarında, 5 km/h hız ile 50 km/h hız değerleri arasında, 5 km/h değerinde hız artışları göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Test # Dönüş Yönü Hedef Hız (km/h) GPS Hızı (m/s) Gyro Hızı (m/s) Hesaplanan Yanal İvme (m/s²) Ölçülen Yanal İvme (m/s²) Dönme (Yaw) Hızı (deg/s) Yalpalama Açısı (deg) Ön Sol (mm) Ön Sağ (mm) Arka Sol (mm) Arka Sağ (mm) Direksiyon Simidi (deg) Tekerlek (deg) Ön Yalpalama Açısı (deg) 10sol50-11,974,78-5,05-22, ,2-38,5523, ,66-3, sol45-11,124,12-5,16-24,274,0847,7-42,3-4224, ,144-3, sol40-11,284,24-4,75-22,743, ,4-37,3524, ,14-2, sol35-10,43,61-3,67-19,073,0534,2-31,9-29,4719, ,07-2, sol30-9,833,22-3,46-18,652,6831,8-32,8-27,5316, ,41-2, sol25-9,743,16-3,11-18,172,55330,4-29,6-25,4915, ,44-2, sol20-9,763,18-3,2-18,182,82627,2-27,4-25,2517, ,08-1, sol15-6,881,58-1,83-12,941,8210,579, , sol10-5,380,96-1,14-10,480,9710,82-11,4-9,36, ,06-0, sol5-4,220,59-0,49-7,39-3,89-3,8-3,71, ,98-0, sağ53,763,850,490,057,7--3,12,494,28-2,1188,67,2440, sağ104,994,570,700,939,26-0,87-7,47,697,3-4, ,210, sağ156,225,40,971,5312,27-1,48-12,0412,5611-7,74244,49,10, sağ207,77-0,002,3516,24-1, ,1516,77-12,492248,061, sağ258,858,562,443,2618,9-2,78-26,2630,0822,74-17,632368,121, sağ309,269,42,954,2521,65-3,28-26,9730,0822,46-17, , sağ3510,5510,43,614,0721,14-3,57-31,9240,8328,77-22,32488,382, sağ4011,2110,483,664,4622,63-3,76-36,134329,88-24,98239,88,22, sağ4510,3910,33,544,5122, ,3544,3230,31-23,68244,47,972, sağ50--0, sağ5013,3813,175,785,924,6-5,1-42,1862,1138,54-33,32648,163, Sabit yarıçapta dönüş testi sonuçları OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Test ve Doğrulama Aşaması Değişken Direksiyon Girdisi Düz ve uzun bir yolda, sabit hız ile ilerleme esnasında ani direksiyon girdileri uygulanmıştır (1 s ve 90° gibi). Test, 20 km/h – 30 km/h – 40 km/h – 50 km/h hız değerleri için tekrarlanmış, düzgün yarıçap ile dönüş testinde olduğu gibi gerekli durumlarda vites değiştirilmiştir. OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

ADAMS/CAR Modelinin Güncellenmesi Dir. Sim. Açısı (°)Ön Alg.Arka Alg.Tekerlek Açısı (°)Çevrim Oranı -6309,94569, , ,03468, ,652-7,524 05,2665, , ,4132,725812,329, , ,7460,753-- Direksiyon açısı kalibrasyonu ve çevrim oranının belirlenmesi Direksiyon simidi açısı – tekerlek dönüş açısı arası ilişkisi temel alınarak doğrusal olmayan direksiyon çevrim oranının hesaplanması Süspansiyon katılık değerleri Arka yay katılık değerleri OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Simülasyon Aşaması ve Sonuçların Kıyaslanması Yanal ivme ve direksiyon açısı değişim değerlerinin kıyaslanması Yanal ivme ve tekerlek açısı değişim değerlerinin kıyaslanması Yanal ivme ve yalpalama açısı değişim değerlerinin kıyaslanması Ön aks katılık değeri, test ile simülasyon sonuçlarının kıyaslanması OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Simülasyon Aşaması ve Sonuçların Kıyaslanması Paralel tekerlek gezinmesi, toe açısı – dikey tekerlek deplasmanı Sabit yarıçap ile dönüş analizi, yalpalama açısı – yanal ivme değişimi Sabit yarıçap ile dönüş, Ön tekerlek dikey deplasmanı – yanal ivme değişimi Sabit yarıçap ile dönüş analizi, Yalpalama açısı – yanal ivme değişimi OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Analiz Aşaması Yay Katsayısının Hesaplanması Taşıt çökme değerlerinin optimizasyonu, Ön – arka aks doğal frekans değerleri optimizasyonu, Viraj kabiliyetinin optimizasyonu, 2850 kg4250 kg5550 kg Mevcut yaylar Ser. yaylar Mevcut yaylar Ser. yaylar Mevcut yaylar Ser. yaylar Ar. Sol T-D Ar. Sağ T-D Ön Sol T-D Ön Sağ T-D Çökme değerleri tablosu (mm) 2850 kg4250 kg5550 kg Mevcut yaylar Ser. yaylar Mevcut yaylar Ser. yaylar Mevcut yaylar Ser. yaylar Ön Süs.1,251,91,31,441,401,55 Ar. Süs.1,61,781,51,591,701,89 Ön Sol11,311,5912,112,3111,9012,44 Ön Sağ13,1113,3013,514,3115,7415,84 Arka Sol13,6013,4016,614,9013,7614,62 Arka Sağ15,4015,2517,117,6022,6520,97 Doğal frekans tablosu (Hz) Ağırlık (kg) Ön/Arka Yay Katsayıları Dönüş Yönü Maksimum Yanal İvme (g) Kayıp (0,25 g üzerinden) 2850MevcutSol0, MevcutSağ0, %18 Sert.Sol0, %18 Sert.Sağ0, MevcutSol0,5%9,5 azalma 4250MevcutSağ0,4%20azalma 4250%18 Sert.Sol0, %18 Sert.Sağ0, MevcutSol0,4%35 azalma 5550MevcutSağ0,45%20azalma 5550%18 Sert.Sol0,3%18 azalma 5550%18 Sert.Sağ0,35%12 azalma Taşıt viraj durumu tablosu OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Analiz Aşaması Gövde Yüklerinin Hesaplanması Gövde / süspansiyon bağlantı bölgeleri Aks Yüklerinin Hesaplanması Aks bağlantı bölgeleri OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Analiz Aşaması Rotil Kuvvetlerinin Hesaplanması Alt salıncak / akson bağlantı rotili kuvvet değişim eğrisiRotil bağlantı detayları OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Analiz Aşaması Rotil Kuvvetlerinin Hesaplanması OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Sonuç  Yapılan çalışmalar sonucunda testler ile doğrulanan dinamik model, taşıt geliştirme sürecinde güvenilir olarak kullanılabilir hale gelmiştir.  Doğrulanan dinamik model ile gövde ve şasi yükleri hesaplanmış ve bu yükler ile gövde ve şasi parçalarının statik ve dinamik mukavemet analizleri gerçekleştirilmiştir.  Taşıtın dinamik karakteristiği incelenmiş, konfor ve yol tutuş kriterleri göz önünde bulundurularak yay ve sönüm elemanlarının optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. OTEKON ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

Teşekkürler