MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ · marmara Ünİversİtesİ teknolojİ fakÜltesİ taŞit teknolojİsİ hazirlayan: yrd. doç. dr. abdullah demİr

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

TAŞIT TEKNOLOJİSİ

HAZIRLAYAN:

Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

Temel Kavramlar

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.

B“t“n taşıtlar kendilerini ve “zerlerindeki y“k“ taşıyan bir gövdeye sahiptir. Kullanım amaçlarına göre farklı olmakla birlikte taşıtların gövdeleri genel olarak iki ana kısımdan oluşur. 1. Şasi 2. Karoseri

body in white: Beyaz gövde. Bir otomobilin motor vb gibi ana parçaları ile trim donanımı öncesi ana yapısı

Figure : The different panels of the vehicle structure

A typical BiW consists of about 300 – 400 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).

Mohammed A. Omar, The Automotive Body Manufacturing Systems and Processes, © 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN: 978-0-470-97633-3

A-pillar: A-direği / s“tunu, A-dikmesi. Quarter panel: Arka kelebek panel, çamurluk panel

Stamped pieces: Preslenmiş parçalar

…

OKUMA PARÇASI: Şasi ve karoseri, otomobilin gövdesini oluşturur. Şasi çerçevesi Şasi çatkısı , aracın b“t“n parçalarını “zerinde taşıyan, motora karoseriye ve g“ç aktarma organlarına desteklik eden bir temeldir. Karoseri ise aracın kaporta ya da gövde diye tabir edilen sac aksamıdır. G“n“m“z araçlarında en genel anlamda iki t“r 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. G“n“m“z 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 böl“mlerinde birbirini kuvvetlendiren, t“m gövdeyi birlikte destekleyen bir yapı özeliği vardır.

Binek otoları eskiden şasili olarak yapılırlardı. Ancak g“n“m“zde takviye edilmiş karoseri yekpare gövde ile birlikte yapılmaktadırlar. Kendi kendini taşıyan karoseri şasisiz taşıyıcı gövde ve h“cre tip karoseri), tabanı kuvvetlendirilmiş bir yapıdadır. Saç gövde gerekli takviyelerle ve şekil mukavemeti yardımı ile dayanıklı hale getirilmektedir

Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 0 /0 / 00 .

Ağır kamyonlar ve y“k taşıyan taşıtlar şasilidir ve “zerinde s“r“c“ kabini ile y“kleme yapılan kasası vardır.


Chassis

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

• 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

«INTRODUCTION TO AUTOMOBILE» Sunumu, SAEINDIA.

• 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.

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.


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 unibody (or monocoque)

Karoserinin görevi: Taşıta şekil veren, fonksiyonları yerine getirmesi için ana hacim sağlayan kısmıdır. Kaynak: Şase ve Karoseri Sunumu, TÜVTURK, 0 /0 / 00 .

Made of steel, aluminum, fiberglass, plastic, or composite materials

Forms the outside of the vehicle

Serves as an attractive covering for the chassis


Automobile Body Parts


Kaynak: Toyota

Şasi, Çerçeve ve Gövde - Karoser/i

Lorenzo Morello, Lorenzo Rosti Rossini, Giuseppe Pia, Andrea Tonoli, The Automotive Body, Volume I: Components Design, e-ISBN 978-94-007-0513-5

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.


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 ).

Şasinin görevi: İnsan v“cudundaki iskelet gibi ana taşıyıcılık görevini yerine getirir. Taşıtın birçok elemanını “zerinde taşır.



Paralel Kollu Şasi: Kamyon ve otob“slerde 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 “st yapı, kaynak, perçin ve cıvata ile şasi kollarına bağlanır.

• 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


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

Paralel Kollu Şasi Merdiven Tipi Şasi

Kaynak: VW, Otomobil Teknolojisinin Temelleri


Çapraz Kollu (X Tipi) Şasi: Oldukça hafif bir yapısı vardır. Daha çok kamyonetlerde tercih edilir.


Tek Kollu (Platform) Şasi: Ortada tek bir kol ve buna bağlanmış kuşaklar, bazen de taban sacı ile bir b“t“n olarak yapılırlar. Otomobillerde tercih edilir.


Çatal Kollu Şasi: Taşıt motorunun bağlanmasına ve destek oluşturmasına elverişli bir şasi tipidir. Kamyonetlerde ve otomobillerde tercih edilir.


Tam Taşıyıcı Karoseri: G“n“m“zde binek otomobiller şasisiz olarak imal edilmektedirler. Gövde kendi kendini taşıyan bir formda dizayn edilmektedir. Genellikle karoseri gövdesi h“cre tip dediğimiz gövdedir. Bilgisayarlar yardımı ile orijinal yapının ve istenilen bölge veya parçaların tek tek deformasyon ve gerilmeleri hesaplanabilir.


Hücre Tipi Karoseri: Taşıt gövdesi ayrı h“crelerden oluşur. Yolcu böl“m“ taşıtın ön ve arkasına göre korunmaya alınmıştır. Çarpışma anında ön ve arka h“creler daha elastik yapıldıkları için yolculara gelecek darbe minimuma indirilmiştir. Binek otomobillerde genellikle uygulanan bir gövde tipidir.


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 otob“slerde uygulaması vardır.


Şasisiz Otobüs Gövdeleri: Otob“s 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 otob“s 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.

Gövde Tipleri Body Types

Body Types


Automobiles are available in several body types, including: • sedan • hardtop • convertible • hatchback • station wagon • minivan • sport-utility vehicle

Sedan

Uses center body pillars, or B pillars, between the front and rear doors. A hardtop does not use B pillars.


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.

Convertible

Uses a vinyl or cloth top that can be raised and lowered


A convertible is

a car with a

removable or

retractable top.

Hatchback

The large rear door allows easy access when hauling items


Station Wagon

Provides a large rear interior compartment


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.

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 10.000

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.

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.

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-wheel-

drive 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, full-

size, and large SUV.

Ek Okuma ve İnceleme Bölümü


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.


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).

Unibody Construction

The frame is an integral part of the body


Body-over-Frame Construction

The body bolts to a thick steel frame Russell Krick, “Modern Automotive Technology” Sunumu, The Goodheart-Willcox Co.

Figure 1.1: Top left: (a) a uni - body design, top, right: (b) truck platform; and bottom right: (c) space - frame design

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.


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 multi-spot 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 120...200 m. The flange widths are 10...18 mm. Other parts (front fenders, doors, hood and luggage-compartment lid) are bolted to the supporting structure of the body. Other types of body construction include frame and sandwich designs. Reff: Automotive Handbook


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.


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.



Şasinin Çalışma Koşulları

ve Traversler

http://www.roversnorth.com/Land-Rover-Parts/77

http://www.roversnorth.com/Land-Rover-Parts/77


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.

http://what-when-how.com/automobile/chassis-frame-sections-automobile/


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 side-members are subjected to vertical bending causing them to sag in the central region.



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. http://what-when-how.com/automobile/chassis-frame-sections-automobile/

http://lh4.ggpht.com/_Ii1ukGkfijY/SqigH9RAJNI/AAAAAAAAByA/4FDphnk7-ws/s1600-h/clip_image0023.jpg


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


http://lh5.ggpht.com/_Ii1ukGkfijY/SqigJ0tJ1ZI/AAAAAAAAByI/uif6Tgf5G08/s1600-h/clip_image0043.jpg


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

Fig. 3: Lozenging http://what-when-how.com/automobile/chassis-frame-sections-automobile/

http://lh3.ggpht.com/_Ii1ukGkfijY/SqigMC_mgOI/AAAAAAAAByQ/kzcIwqsO6EI/s1600-h/clip_image0063.jpg

Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otob“s Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»

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 b“y“kl“ğ“ 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 ömr“ boyunca en fazla 5x103 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≈5x106 tekrar sayısından başlayan, yol pürüzlülüğü, lastik çevresinin düzgünsüzlüğü gibi sebeplerden dolayı ortaya çıkar.

TAŞITA ETKİ EDEN STATİK KUVVETLER

Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otobüs Gövdesi i Bilgisayar Destekli Geril e A alizi»

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 b“y“k 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.



Taşıtın Kendi Öz Ağırlığı ve Yükü: Taşıtın d“z 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 y“kleri arasında fazla fark oluşmaz, yani hemen hemen birbirine eşit kabul edilebilir.


Fren Kuvveti Fren kuvvetleri taşıt fren yaptığı zaman ortaya çıkarlar. D“z yolda ideal fren kuvveti dağılımı ile elde edilecek fren ivmesi ortalama 4,5 m/s2 dir. Başlangıçta bir anlık maksimum değere ulaşan fren ivmesi d“z ve kuru bir asfalt yolda 8 m/s2 ye kadar çıkar. Fren hesaplarında fren yolu boyunca muteber olan ortalama ivmedir. / Ref: Murat Ereke, Kubilay Yay, «Çiftkatlı Otob“s Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»


Viraj kuvveti Taşıt viraja girdiği zaman, merkezkaç kuvvetin etkisi altındadır. Kuvvetin yön“ dışarı doğru olduğu için şasi dış putreline gelen y“k artmaktadır. Viraj kuvveti hesaplanırken şekildeki gibi ağırlık merkezinin yerden y“ksekliğinin (h), taşıt ağırlığının (G), viraj ivmesinin (a) ve iki tekerlek arasındaki mesafenin bilinmesi yeterlidir. / Ref: Murat Ereke, Kubilay Yay,

«Çiftkatlı Otob“s Gövdesinin Bilgisayar Destekli Gerilme Analizi»



Darbe Kuvveti Tekerleğin tek bir sete çarpma veya çukura d“şmesinden meydana gelen darbeden doğan düşey yük, kamyonlarda y“kl“ ağırlığın %100 “, otob“slerde ise %50 si olarak kabul edilir.



Burulma Kuvveti Bir taşıtın ön tekerleklerinden biri bir t“msek veya bir engebenin “zerine çıkarsa o tekerleğin dinamik tekerlek y“k“ artmaktadır. Sağ ve sol tekerleklerin dinamik tekerlek y“klerinin 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 y“ksekliğine bağlı olarak artmakta olup, her taşıt için aşılabilecek bir engebe y“ksekliği 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 y“ksekliğinde gövdenin daha az dön“p dönmemesinde rol oynamaktadır. S“spansiyon sistemi ne kadar yumuşak olursa, burulma o kadar az olur. Taşıt gövdesinin katılığı veya elastikliği de burulma momenti ile ilgili olup gövde elastik olduğu ölç“de moment d“şmektedir.



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 otob“s gövdesi için ilk yaklaşım hesabında taşıtın öz ağırlığı ve y“k“ + %30 m“nferit darbe kuvveti + %50 burulma kuvveti kullanılabilir.

Otob“s gövdelerinde kutu profilden oluşan kirişler kullanılır. Malzemesi ise St 37 dir. Literat“re göre [1,2], otob“s gövdesi imalatında kullanılan bu malzeme için ortalama gerilme sınırı ön gerilme) σm= 9 kg/mm2 ve genlik gerilmesi sınırı σg= 8 kg/mm2 değerleri alınmalıdır. Akma gerilmesi de σF için de 24 kg/mm2 değerinde alınabilir.


Chassis-frame Design

Side-member And Cross-member

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.


Square bar 1.0 Round bar 0.95 Round hollow tube 4.3 Rectangular C-channel 6.5 Square hollow section 7.2

Chassis Frame Sections

A comparison of the bending stiffnesses of

different cross-sections having the same cross-

sectional 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 side-

members. 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 load-

supporting 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 side-

members may have a double-section channel.

This second skin is known as a flitch frame or

plate.

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 cross-

members of the chassis must be

designed to resist torsional distortion

along their length.

Figure C to F illustrates the relative

torsional stiffness between open-

channel 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 = 105.0


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.

Şasi ve Karoser Malzemeleri


• 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 ç“nk“ karbon miktarları y“ksektir. 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 b“y“k sön“m kabiliyeti ve y“ksek 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 d“şmektedir. Korozyona karşı dayanıklı olmaları nedeni ile de bazı yerlerde Al - Mg - Si alaşımı hafif metaller kullanılmaktadır.


• Şasi Malzemeleri • Karoseri Malzemeleri

Kaynak: Mohammed A. Omar; T(E AUTOMOT)VE BODY MANUFACTUR)NG SYSTEMS AND PROCESSES - 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN: 978-0-470-97633-3

Figure: Figure: The material usage trend in automobile bodies

Audi Q7 Servis Eğitimi



2006 Model Passat

Kaynak: Mohammed A. Omar; T(E AUTOMOT)VE BODY MANUFACTUR)NG SYSTEMS AND PROCESSES - 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN: 978-0-470-97633-3

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.

Figure: The materials in a typical sedan

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 0.6 ... 3,0 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


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

An Increasing Trend

http://www2.prnewswire.com/mnr/duckerworldwide/37515/

1 pound = 453,59237 gram

Automotive Handbook - Bosch

Table: Examples of alternative materials

Plastics: Plastics as materials for separate body components are used in a limited number of cases in place of steel.


Şasi ve Gövde Arızaları

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


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 y“kleme ve köt“ yol koşullarında aracı uygun hızla s“rmemekten meydana gelirler. • Üst yapı “reticilerinin 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 d“zeltme cihazlarında standart ölç“lere uygun olarak yapılmalıdır.








EKLER - 1

• 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 body-on-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)

Monocoques Typical Ladder Frame

Brian Goff, Mario Grasso, Oscar Briceno, «Automobile Materials», SRJC - ENGR Semester Project Fall 0

Toyota

i35

Ön cam Arka spoyler Motor alt koruma Lastik deflektörleri (4 adet)

Araç karoseri

i35

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.

Documents

MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ · marmara Ünİversİtesİ teknolojİ fakÜltesİ taŞit teknolojİsİ hazirlayan: yrd. doç. dr. abdullah demİr