TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI Baki Orçun ORGÜL, Mustafa Latif KOYUNCU, Sertaç DİLEROĞLU, Harun GÖKÇE.

... konulu sunumlar: "TİCARİ ARAÇ GELİŞTİRME PROJESİ KAPSAMINDA DİNAMİK MODELİN TESTLER İLE DOĞRULANMASI Baki Orçun ORGÜL, Mustafa Latif KOYUNCU, Sertaç DİLEROĞLU, Harun GÖKÇE."— Sunum transkripti:

1 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 2010 5. Otomotiv Teknolojileri Kongresi 07 – 08 Haziran 2010, BURSA

2 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

3 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

4 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

5 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

6 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 / 124034 Ön sol ivme ölçerDytranHLSS / 2 / 114037 Arka sağ ivme ölçerDytranHLSS / 2 / 134038 Arka sol ivme ölçerDytranHLSS / 2 / 144035 Ön direksiyon alg.WayconHLSS / 2 / 1061705 Arka direksiyon alg.WayconHLSS / 2 / 2061701 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

7 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

8 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 9,56,23918,311,33 185,9462658,88 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. 136050002 235548060 3353448165 4350435312 5345420412 6343405560 7*33537685857,2 Arka aks deplasman ölçümü Arka aks yay ve lastik katılık hesabı Arka lastik katılık grafiği OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

9 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) 10sol50-11,974,78-5,05-22,75449-41,2-38,5523,47-243-7,66-3,181991936 9sol45-11,124,12-5,16-24,274,0847,7-42,3-4224,36-256-8,144-3,174929284 8sol40-11,284,24-4,75-22,743,73643-39,4-37,3524,58-258-8,14-2,906583268 7sol35-10,43,61-3,67-19,073,0534,2-31,9-29,4719,12-219-7,07-2,331259206 6sol30-9,833,22-3,46-18,652,6831,8-32,8-27,5316,99-224-7,41-2,278327972 5sol25-9,743,16-3,11-18,172,55330,4-29,6-25,4915,4-225-7,44-2,116017459 4sol20-9,763,18-3,2-18,182,82627,2-27,4-25,2517,07-216-7,08-1,92550061 3sol15-6,881,58-1,83-12,941,8210,579,7-----0,03067528 2sol10-5,380,96-1,14-10,480,9710,82-11,4-9,36,03-204-7,06-0,783478091 1sol5-4,220,59-0,49-7,39-3,89-3,8-3,71,43-198-6,98-0,27114227 1sağ53,763,850,490,057,7--3,12,494,28-2,1188,67,2440,19709787 2sağ104,994,570,700,939,26-0,87-7,47,697,3-4,0571957,210,53206507 3sağ156,225,40,971,5312,27-1,48-12,0412,5611-7,74244,49,10,867403088 4sağ207,77-0,002,3516,24-1,85-1820,1516,77-12,492248,061,345252204 5sağ258,858,562,443,2618,9-2,78-26,2630,0822,74-17,632368,121,986886945 6sağ309,269,42,954,2521,65-3,28-26,9730,0822,46-17,1523682,011936044 7sağ3510,5510,43,614,0721,14-3,57-31,9240,8328,77-22,32488,382,56594561 8sağ4011,2110,483,664,4622,63-3,76-36,134329,88-24,98239,88,22,791143841 9sağ4510,3910,33,544,5122,35-4-35,3544,3230,31-23,68244,47,972,810206439 10sağ50--0,00---------- 11sağ5013,3813,175,785,924,6-5,1-42,1862,1138,54-33,32648,163,679683962 Sabit yarıçapta dönüş testi sonuçları OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

10 Test ve Doğrulama Aşaması OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

11 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

12 ADAMS/CAR Modelinin Güncellenmesi Dir. Sim. Açısı (°)Ön Alg.Arka Alg.Tekerlek Açısı (°)Çevrim Oranı -6309,94569,388-- -540-9,3804-- -3608,03468,0259-1524 -180-6,652-7,524 05,2665,2863027 180-4,0163630 3602,4132,725812,329,3 540-1,5454-- 6750,7460,753-- 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

13 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

14 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

15 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-D396401323344321332 Ar. Sağ T-D397405345361319333 Ön Sol T-D409389373363367353 Ön Sağ T-D410392399388355356 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) 2850MevcutSol0,7- 2850MevcutSağ0,7- 2850%18 Sert.Sol0,7- 2850%18 Sert.Sağ0,7- 4250MevcutSol0,5%9,5 azalma 4250MevcutSağ0,4%20azalma 4250%18 Sert.Sol0,7- 4250%18 Sert.Sağ0,7- 5550MevcutSol0,4%35 azalma 5550MevcutSağ0,45%20azalma 5550%18 Sert.Sol0,3%18 azalma 5550%18 Sert.Sağ0,35%12 azalma Taşıt viraj durumu tablosu OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

16 Analiz Aşaması Gövde Yüklerinin Hesaplanması Gövde / süspansiyon bağlantı bölgeleri Aks Yüklerinin Hesaplanması 30 31 32 33 Aks bağlantı bölgeleri OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

17 Analiz Aşaması Rotil Kuvvetlerinin Hesaplanması Alt salıncak / akson bağlantı rotili kuvvet değişim eğrisiRotil bağlantı detayları OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

18 Analiz Aşaması Rotil Kuvvetlerinin Hesaplanması OTEKON - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

19 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 - 2010 ARAÇ MÜHENDİSLİĞİ

20 Teşekkürler www.hexagonstudio.com.tr