otam aylık bülten

SAYI 48
EYLÜL 2013
OTAM AYLIK BÜLTEN
OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ
ARAŞTIRMA GELİŞTİRME A.Ş.
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ VAKFI
OTOMOTİV SANAYİİ DERNEĞİ
TAŞIT ARAÇLARI YAN SANAYİCİLERİ DERNEĞİ
8. A3PS Konferansından Notlar (*)
OTOMOTİV ENDÜSTRİSİ İHRACATÇILAR BİRLİĞİ
Ge ekiplerinin faaliyetlerinin en yoğunlaştığı
kısım,
batarya ömrü ve
enerji yoğunluğu
üzerine
yapılan
çalışmalardır.
Ö
zellikle benzinli 1lt ve altındaki motor hacmine sahip
turbolu içten yanmalı modelleri ile 125 gr/km CO2
hedefini yakalayarak rahatlayan Avrupalı Üreticilerin
karşısında 2020 ve 2025 için çok daha agresif hedefler bulunmaktadır.
Avrupalı tüm üreticiler enerji yoğunluğu konusun alternatif malzemelerin geliştirilmesi ile çözülebileceği hususunda birleşmektedirler. Ancak bu alternatif
malzemelerden enerji maliyeti açısından bitmiş üründe rekabetçi
olan
200
$/kwh
değerini
(Hücre+Elektroniği+Paketleme) yakalaya bilenlerin ticari
başarı gösterebilecekleri ifade edilmektedir.
Bu agresif hedefler, bugün için OEM’lerin yakın gelecek
ürün planlarında %30 lar mertebesinde ağırlık azaltılmış
hafif şasi ve
gövdeli araç
modellerini
ve bu hafif
araçlarda
yapılacak
yeni verimli
elektrikli
güç aktarma sistemlerine sahip
Elektrikli/
Hibrid Elektrikli araç uygulamalarını gündemde tutmalarını
ve 2030-50 dönemi için ise kaçınılmaz sonucun FullCell
araçlar olacağını ifade etmelerine neden olmaktadır.
Bu ürün stratejisinde bugün için öne çıktığı görünen ve Ar-
İÇİNDEKİLER
8. A3PS Konferansından Notlar
Haberler
FEV TR Tanıtımı
1
1
2
Bu
noktada
Çin’in söz konusu
alternatif malzemelere ait madenlerin dünyadaki mülkiyetlerine sahipliği konusundaki aşağıdaki
resimde yer alan
üstünlüğü, tüm
üreticilerde bugün için Batarya konusunu Çin’e kaptırdıkları ile ilgili yaygın
bir görüş oluşturmuştur.
Volkan Bayraktar
(*)
8th A3PS Conference Eco-Mobility 2013; 3rd and 4th
October 2013 Tech Gate Vienna
Başlık: 2025 Perspektifinde
Elektrikli Araç Yol Haritası
DUYURU
12 Kasım 2013 tarihinde „FEV Day of Powertrain İstanbul 2013” motor ve güç aktarma organları endüstrisindeki en son teknolojik gelişmeler hakkında teknik sunumların yapılacağı konferans gerçekleşecektir.
FEV Türkiye adına her yıl gerçekleştirilmesi planlanan
konferans ile ilgili olarak Gnl. Md. Dr. Taner GÖÇMEZ,
tüm meslektaşların katılımından büyük memnuniyet
duyulacağını ifade etmektedir. Katılımcı sayısının sınırlı
olduğu belirtilerek katılımın [email protected] adresine
bildirilmesi rica edilmektedir.
EYLÜL 2013
OTAM AYLIK BÜLTEN
FEV TR Otomotiv ve Enerji Araştırma ve Mühendislik Tanıtımı
tecrübe kazanan kadrosu ile FEV Türkiye, tasarım, simulasyon, kalibrasyon
ve eğitim alanlarında ileri mühendislik
hizmeti vermektedir.
F
Dr. Taner GÖÇMEZ (*)
EV global otomotiv sektörüne
hizmet veren dünyanın lider bir
motor, şanzıman ve araç mühendisliği firmasıdır. FEV dünya çapında ileri teknoloji içten yanmalı motorlar, konvensiyonel, elektrikli ve alternatif itki sistemleri alanlarında mühendislik hizmeti sunmaktadır. Güç üretim
ve aktarma sistemleri için tasarım,
analiz, prototipleme, motor, şanzıman, elektronik kontrol sistemleri ve
batarya geliştirmenin yanı sıra, araç
entegrasyonu, kalibrasyonu ve homologasyonu ile geniş bir yelpazede mühendislik çözümleri üretmektedir. FEV
Test Sistemleri bölümü, gelişmiş test
ve enstrümantasyon ürünleri ve servisleri alanında küresel bir tedarikçi
konumundadır. Merkezi Almanya’nın
Aachen şehrinde olan ve Prof. Dr. Pischinger’in CEO’su olduğu FEV, birçok
kıtada bulunan gelişmiş teknik merkezlerinde 2.600'ün üzerinde yüksek
vasıflı uzman personel istihdam etmektedir.
FEV Türkiye, ulusal araç ve motor endüstrisinde araştırma ve geliştirme (Ar
-Ge) çalışmalarının gelişimine katkı
sağlamayı hedefleyerek 2011 yılında
kurulmuş ve faaliyetlerine bugün itibari ile İTÜ Ayazağa Kampüsü ARI Teknokent’de devam etmektedir. FEV Türkiye, alanında uluslararası tecrübeye
sahip uzman kadrosu ile Türkiye’deki
ve dünyadaki araç ve itki sistemleri
alanındaki mühendislik ve Ar-Ge projelerine profesyonel mühendislik hizmeti sunmaktadır. Almanya’daki uzman mühendisler ile harmonize çalışarak ulusal ve global motor ve güç aktarma organları projelerinin gerçekleştirilmesinde hızlı ve etkin mühendislik
çözümleri üretilmektedir. Türkiye’nin
seçkin üniversitelerinden mezun, uzun
yıllar Almanya’da önemli projelerde
FEV Türkiye bünyesinde yapılan ulusal
ve uluslararası projeler ve kullanılan
teknolojileri aşağıdaki bölümlerde
bilginize sunarım.
Tasarım Bölümü
Motor ve güç aktarma organları için
mühendislik tasarım desteği
FEV Türkiye tasarım bölümü, global
FEV tasarım bölümünün bir parçası
olup global projelere yakın destek
sunmak ve ulusal projelerde gerekli
olan ileri teknolojik gelişmelerin uygulanmasını sağlamak üzere kurulmuştur. FEV Türkiye ofisi içten yanmalı
motor projelerinde araştırma ve geliştirme desteği kapsamında aşağıdaki
görev ve sorumlulukları taşımaktadır:
 Ar-Ge projelerinde motor, sistem ve
parça tasarımı
 3D modeller, teknik resim ve BOM
oluşturulması
 Tedarikçi seçimi ve yönetimi
 Pazar araştırması ve FEV kütüphanesi kullanılarak ilk adımda doğru hedeflerin belirlenmesi
 Uluslararası bilgi ve teknolojinin
Türkiye’ye transfer edilmesi
 Doğru tasarım ilkeleri için eğitim ve
gerekli dökümanların sağlanması
 Müşteriye yerinde hizmet sağlanması için mühendis altyapısı
Modern tasarım metodları
Müşteri ihtiyaçlarının en iyi şekilde
karşılanması için tasarlanmış FEV kural
ve metodları kullanılarak müşteri
memnuniyeti birinci planda tutulmaktadır. Önemli noktalar;
 Uygun metodlar ile kısaltılmış tasarım zamanları
 En iyisini seçebilmek için hızlı değiştirilebilen tasarım alternatiflerinin
oluşturulması
 Takibi kolay, temiz ve düzenli tasarım yollarının uygulanması
 Kullanıcı yetenek ve limitlerinden
bağımsız yöntemler
 Yukarıdan aşağıya birbirini kontrol
edebilen tasarım özellikleri kullana2
Figür 1: Top-down tasarım stratejisi
rak bir özelliğin tanımlandıktan sonra defalarca kullanılabilmesi (Fig.1)
 Üretim özelliklerinin tasarım sırasında kontrol edilebilmesine olanak
sağlayan yöntemler
Zamanlama ve süresi ayarlanabilen
sübap sistemi tasarımı
 Sübap zamanlama ve süresinin en
verimli yanmayı sağlamak üzere
ayarlanabilmesi
 Emisyon, güç ve yakıt tüketimin en
verimli noktalarda kontrol edilebilmesi için sübap zamanlamalarının
anlık ayarlanması
 Parça listesi ve teknik resimlerin
oluşturulması
 Seri üretimin onaylanması için prototip motorun tasarım (Fig.2) ve
üretimi
Figür 2: Sübap zamanlaması ve zamanı ayarlanabilen prototip tasarımı
EYLÜL 2013
OTAM AYLIK BÜLTEN
FEV TR Otomotiv ve Enerji Araştırma ve Mühendislik Tanıtımı
Gemi motorunun soğutma ve yağlama
devre tasarımı
 Soğutma ve yağlama devre tasarımının tamamlanması (Fig.3)
 V-motor ailesi için pompadan bütün
silindirlere bağlanan yeni tasarım
konsepti
 Gemi motorlarında genellikle karşılaşılan üretim, maliyet ve düşük üretim sayıları için standard parça kullanımının artırılması
 Tedarikçi seçiminin ve yönetiminin
sağlanması
Simulasyon Bölümü
FEV Türkiye, FEV GmbH tarafından
geliştirilen simulasyon metodolojilerine (Fig.5) hakim personeli ile motor
konusunda konsept değerlendirmelerinden son ürün analizlerine kadar
birçok konuda analiz ve eğitim hizmeti
vermektedir.
Figür 5: Örnek simülasyon metodolojisi
Figür 3: Soğutma ve yağlama kanallarının genel durumu
6 silindir motor ailesi için konsept tasarım desteği
 Market araştırması ve müşteri beklentilerini araştırarak doğru hedeflerin belirlenmesi
 Hedeflere uygun teknoloji ve yöntemlerin seçimi. Belirlenen çözümlerin karşılaştırılarak en uygun olanın
müşteri ile birlikte kararlaştırılması
(Fig.4)
 Konsept seçiminden üretime kadar
tasarım desteğinin sağlanması
Figür 4: Teknik spesifikasyon değerleri
Verilen bilgisayar destekli simulasyon
hizmetleri (Fig.6) aşağıdaki başlıklardan oluşmaktadır:
 Termo-mekanik analizler: silindir
kafası, motor bloğu ve egzoz manifoldu hcf ve tmf analizleri, yorulma
ömrü optimizasyonu, proses simulasyonları
 NVH: Titreşim ve gürültü analizleri
 Termodinamik analizler: 1-D ve 3-D
ısı, akış ve yanma analizleri
 1-D sistem analizleri: Yağlama ve
soğutma sistemleri analizleri, motor
yatakları analizleri
 Dinamik analizler: Krank ve valf mekanizmaları, çoklu cisim dinamiği
analizleri, zamanlama kayışı dinamik
analizleri
Figür 6: FEV tarafından sağlanan bilgisayar destekli simülasyon (CAE) hizmetleri
3
Egsoz manifold termal analizi
 Yüksek sıcaklıkta görev yapan egzos
manifoldu gibi statik motor parçalarının dayanım analizleri özel uzmanlık gerektiren analizlerdir
 FEV‘in geliştirdiği ve termal sınır
koşullarının doğru şekilde tanımlanmasını sağlayan araçlar, Hypermesh,
ABAQUS, Femfat, Star-CD gibi ticari
yazılımlar ve testlerle doğrulanmış
analiz prosedürleri yardımıyla sonuçlar en doğru şekilde elde edilebilmektedir (Fig.7)
 Elde edilen sonuçlar değerlendirilerek gerekli topolojik ve parametrik
optimizasyon çalışmaları FEV bilgi
birikimi ve Tosca programı yardımıyla gerçekleştirilmektedir
Figür 7: Sıralı 3 silindir egzoz manifoldu
termal analizi
Silindir kafası termomekanik yorulma
ömrü analizi (TMF)
 Yüksek sıcaklık ve değişken yükler
altında çalışan motor parçalarının
yorulma ömürleri, motor ömrünü
belirleyen en büyük faktörlerdendir
 Bu nedenle silindir kafası termomekanik analizi ileri analiz teknikleri
ve malzeme özellikleri dikkate alınarak gerçekleştirilmektedir (Fig.8)
Figür 8: Silindir kafası termo-mekanik
yorulma ömrü analizi
EYLÜL 2013
OTAM AYLIK BÜLTEN
FEV TR Otomotiv ve Enerji Araştırma ve Mühendislik Tanıtımı
Krank mili yorulma ömrü analizi (HCF)
 Krank Mili ve krank miline bağlı parçalar maruz kaldıkları yüksek dinamik kuvvetler nedeniyle motor ömrünü etkileyen faktörlerden biridir
 Bu parçalara ait analizlerin dinamik
kuvvetleri gerçekçi şekilde ele alması
ve tüm geometrik detayların dikkate
alınarak yapılması gerekmektedir
(Fig.9)
Figür 11: Motor kalibrasyon geliştirme
süreci
Figür 9: Krank mili çoklu cisim dinamiği
analizi
 FEV tarafından geliştirilen prosedürler ve çoklu cisim dinamiği Virtual
Engine yazılımı sayesinde kuvvetler
en doğru şekilde hesaplanarak krank
mili hesapları yapılmaktadır (Fig.10)
Figür 10: Krank mili yorulma ömrü
analizi
Kalibrasyon Bölümü
Otomotiv sektöründe firmalar birbirleriyle rekabet edebilmek için farklı pazarlara çok farklı araç varyasyonları ile
girmeye çalışmaktadır. Bu çeşitliliğin
yanında her ülkede farklı emisyon limitlerinin bulunması ve bu limitlerin
her geçen gün daha zorlayıcı hale gelmesi içten yanmalı motor EKÜ‘lerinin
kalibrasyon süreçlerini (Fig.11) zorlaştırmaktadır. Bu zorluklar ancak özel
hazırlanmış yazılımlar ve iyi tanımlanmış kalibrasyon prosesleri ile aşılabilmektedir. Bu sayede kaynaklardan
kazanılarak çok kısıtlı proje sürelerinde
projeler başarılı bir şekilde tamamlanmaktadır.
Ülkemizde, özellikle EU5 / EU6 normlarının ve çok düşük yakıt sarfıyatlarının hedeflenmesi, kullanılan EKÜ fonksiyonlarının çok kompleksleşmesine
neden olmaktadır. Bu fonksiyonların
kalibre edilmesi ciddi bir iş gücü ve
tecrübe gerektirmektedir.
Bu noktada FEV Türkiye; Bosch, Delphi, Continental vb. EKÜ‘lerinin EU4 /
EU5 / EU6 normlarında ve bazı binek
araçlar için 99g / km CO2 hedefleri ile
kalibrasyon projelerinde başarılara
imza atmaktadır. FEV Türkiye kalibrasyon ekibi tecrübeli çalışanları ile Türkiye‘deki ve dünyadaki kalibrasyon projelerine destek vermekte ve bu alandaki ileri teknolojik gelişmeleri müşterileriyle paylaşmaktadır.
 FEV Türkiye personeli, FEV kalibrasyon metodolojilerine tamamen hakimdir (Fig.12)
 ECU ve TCU kalibrasyonu, emisyonlar, yakıt tüketimi, OBD, sürüş kabiliyeti, güvenlik konseptleri gibi konulardaki ileri seviyedeki tecrübesi,
FEV Türkiye‘yi motor geliştirme projelerinde stratejik ortak yapmaktadır
Figür 12: FEV kalibrasyon metodolojisi
4
V8 Motor Projesi: Dinamometre Adaptasyonu
Motor testleri bir motor geliştirme
projesinin en çok zaman ve kaynak
harcanan bölümüdür. Bu yüzden yapılan testlerin güvenilir olması büyük
önem taşır. Motor test sonuçları kalibrasyon işleminin temelini oluşturur. Bu
proje kapsamında yapılan çeşitli görevler aşağıda iki ayrı kategoride belirtilmiştir.
Dinamometreye motor kurulumundan
önce yapılan işler:
 Motor güç ve tork değerlerine en
uygun atalet ve dayanıma sahip dinamometrenin seçimi
 Motorun dinamometreye bağlantı
arayüzünün oluşturulması
 Motor kablajının (Engine harness)
dinamometreye uyumlu hale getirilmesi
 Yardımcı ünitelerin (ara soğutucular,
radyatör, thermostat vb.) dinamometre şartlarında uyumlu bir şekilde
dinamometreye akuple hale getirilmesi
 Motor enstrumantasyonun yapılması esnasında teknisyenlerin ihtiyaç
duyduğu motor alt bileşenlerinin
fonksiyonları konusunda gerekli desteğin sağlanması
 Dinamometre ölçüm bağlantı ünitelerinin kontrol edilmesi
Dinamometreye motor kurulumundan
sonra yapılan işler:
 Motorun dinamometrede sorunsuz
çalısabilmesi için gerekli ECU yazılımının hazırlanması
 Motor eylemci ve sensörlerinin doğru çalışmasının sağlanması
 Dinamometre eylemci ve sensörlerinin doğru çalıştığının kontrol edilmesi
 Motorun dinamometre ortamında
araç simulasyonunu doğrulayacak
faktörlerin sağlanması (Motor karşı
basıncı vb.)
AB ve ABD pazarları için dizel araç
emisyon kalibrasyonu
AB ve ABD pazarları için 1470 ve 1590
kg atalet sınıflarında 99g/km CO2 hedefi ile dizel araç emisyon kalibrasyo-
EYLÜL 2013
OTAM AYLIK BÜLTEN
FEV TR Otomotiv ve Enerji Araştırma ve Mühendislik Tanıtımı
nu geliştirilmektedir.
 Market ve araç farklılıkları en aza
indirgeyebilen kalibrasyon süreç ve
stratejileri, ürünün piyasada rekabetçi olabilmesini etkileyen en
önemli faktörlerdendir
 Dinamometrelerde ihtiyaç duyulan
DOE’lerin hazırlanıp gereken sürelerin azaltılarak masrafların düşürülebilmesi için en az sayıda test noktasına indirgenmesi gerekmektedir
(Fig.13)
Figür 13: DoE modelleme ile global
harita optimizasyonu
 FEV tarafından geliştirilen prosedürler ve DoE modelleme yazılımları
sayesinde farklı hedefler optimum
sürede sağlanabilmektedir (Fig.13)
 FEV’in sahip olduğu emisyon kalibrasyonu tecrübesi sayesinde NOx,
CO, HC, PM gibi kontrol edilebilir
hedefler hem motor çıkışında hem
de egzoz çıkışında az sayıda araç
dinamometre testi ile yasal olarak
belirlenmiş sınırlara ulaşılmaktadır
Çevresel test sürüşleri ve motor güvenlik önlemleri
 Müşteri ile birlikte sıcak, soğuk ve
farklı atmosfer basıncı çevresel testlerinin gerçekleştirilmesi proje planında önemli bir yer tutmaktadır
 Motorun tam güç eğrisi altında alt
bileşenlerinin koruyucu önlemleri ile
birlikte sorunsuz çalışabilmesi, DPF,
LNT ve SCR kalibrasyonlarının doğrulanması İspanya, İsveç, Avusturya,
Figür 16: FEV’in geniş bilgi ve veri tabanı
Figür 14: Çevresel test sürüşleri
İsviçre ile birlikte ABD, Avusturalya,
Güney Afrika vb. (Fig.14) yerlerde
ihtiyaç duyulan çevresel ve kabul
testleri ile birlikte sağlanmaktadır
Eğitim Bölümü
 Prof. Stefan Pischinger’in RWTH
Aachen Üniversitesi’nde verdiği
derslerden derlenen teorik bilgiler
ile uluslararası otomotiv sektörünün
önde gelen mühendislik partneri
FEV GmbH’nın pratik tecrübeleri
harmanlanıyor (Fig.15)
Figür 15: FEV motor ve güç aktarma
organları mühendislik eğitimleri
 “Case study”ler ile teorik bilgi ve
pratik tecrübeler arasında köprü
oluşturulması
 Tüm parça ve alt birimlerin tasarımları hakkında kapsamlı bilgi vermek
FEV eğitim programlarının en önemli
özelliklerinden birisidir (Fig.16)
 Motor ve güç aktarma organları hakkında müşterinin talebine yönelik
FEV eğitim programları düzenlenir
 Mühendislerin çalışmalarını kolay-
laştırma amaçlı motor ve güç aktarma organlarındaki en son gelişmelerle ilgili yararlı pratik bilgiler paylaşılır
FEV’in kapsamlı eğitim programları
yelpazesi
 Temel motor bilgileri
 Motor tasarımı ve özellikleri
 Benzinli motorlar / Dizel motorları
 Test metodolojileri
 Kalibrasyon metodolojileri
 Şanzıman temel bilgileri
 Araç ve güç aktarma organlarında
NVH
 Güç aktarma elektroniği
 Fonksiyonel güvenlik (ISO 26262)
 Müşteriye özel eğitim programları
Eğitimin Faydaları
 Müşteriye özel hazırlanan kapsamlı
eğitim programları
 Örnek uygulamalarla teorik bilgi ile
pratik arasında köprü kurmak
 Profesyonel ve tecrübeli eğitmenler
tarafından müşteriye bilgi transferi
 Tecrübesiz mühendislerin hızlı eğitimi
 Tecrübeli mühendislerin vizyonunu
genişletmek
(*)
Genel Müdür
FEV TR Otomotiv ve Enerji Araştırma
ve Mühendislik Ltd.Şti.
İletişim Bilgileri :
İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Yerleşkesi, Motorlar ve Taşıtlar Laboratuarı,
OTAM A.Ş. 34396 Maslak / İstanbul
Tel:
0212 276 16 12
Eposta:
[email protected]
Faks: 0212 276 16 13
Web:
www.otam.com.tr
5