בדיקות חלקי רכב-טויוטה (מסמך שנערך ע"י מאטריקס הנדסה בע"מ)[מסמך ארוך]

קוראים נכבדים,

 

לפניכם מקבץ של 3 דוחות בדיקה שבהן נבדקו 4 פריטים:

· פגוש

· מכסה מנוע

· כנף

· קורה קדמית

הבדיקה באה לתת מענה לשאלה:

האם קיים הבדל בין פריט מקורי ובין פריט תחליפי בהיבטים הבאים:

· מידות

· חומרים ותהליכים ( כולל , ציפויים וריתוכים בפח והתנהגות החומר בפולימר)

 

הבדיקה בוצעה על גבי פריטים אקראיים, אך התמונה המשתקפת מתוצאותיה דומה במהותה – אכן קיימים הבדלים בין פריט מקורי ותחליפי. ההבדלים באים לידי ביטוי בהיבטים הבאים:

 

· בטיחות

· חוזק

· גימור

· רגישות לחלודה

· עיוותים בהרכבת הפריטים

 

אנו מקווים כי הבדיקה תאיר את סוגיית התחליפיות של פריטי החיפוי של כלי הרכב, כך שבעל הרכב יהיה ער לעובדה שהמראה החזותי הדומה מטעה. בעניין זה יש לזכור את הפתגם "אל תסתכל בקנקן אלא במה שיש בו…"

 

בכבוד רב,

אינג'. מאיר קנדלר

מנכ"ל מאטריקס הנדסה בע"מ

--------------------------------------------------------------------------------------

הנדון : השוואה בין מכסה מנוע מקוריים ותחליפיים/טויוטה

כללי

 

1.במענה להזמנתך ביצענו השוואה של מידות, חומרים ותהליכים לשני סטים של מכסה מנוע רכב מקוריים מתוצרת טיוטה קורולה שנת ייצור 2001-2002 שהועברו למעבדה עם סטים תחליפיים דומים מתוצרת לא ידועה. תמצא להלן את תוצאות המדידות והבדיקות.

2. לצורך הזיהוי סומנו החיפויים כדלקמן : W – כנף קדמית ימנית (53811-02070), S – פח חזית (53903-12110), O – מקורי, R – תחליפי. לכן, WR – כנף תחליפית ו- SO – פח חזית מקורי.

תוצאות

3.מדידות גיאומטריות

המדידות בוצעו באמצעות מכשיר X-Y-Z מתוצרת Sip, שוויץ לאחר שנקבע מישור ייחוס. בנספח מצורפים צילומים ועל-גביהם מסומנים הפרמטרים השונים שנמדדו. המידות בטבלה ב- מ"מ.

SR SO פרמטר נמדד WR WO פרמטר נמדד

866.5 862 L1 22 R20 R3

362 362 L2 R9-9.5 R9-9.5 R4

735 725 L3 192.2 191.3 LA

27.5 27.5 dA 338 337 LB

74.6 74.5 dB 780 780 LG1

36 39 dD 502.9 502.4 LG2

79;78 79 Rdmax חסר קדח 45.2 LG3

424 417 L4 46.30 46.8 Vl

147.2 147.2 L5 29.7 27.5 Vw

1066 1059 L6

 

.אפיון חומרים ותהליכים

בוצעו חתכים מטלוגרפיים בניצב לפחים על מנת לאפיין ולמדוד את עובי הפח, עובי הציפויים ואופן חיבור הפחים בריתוך.

 

4.1 ריתוך – הפריטים מאופיינים בחיבור חלקים בשיטת ריתוך נקודה (SPOT WELD). בבדיקת ראיה של נקודות אלו מובחן הבדל בקוטר הריתוכים: בפח SO - קוטר כ- 6.4 מ"מ ו-SR 5.1 מ"מ; כלומר, SO גדול בכ- 20% ביחס ל- SR. בחתך מטלוגרפי מתגלה גם כי אמבט הריתוך (האיזור המותך) ב- SO גדול יותר מאשר ב- SR . עובי פח SO נמצא כ- 1 מ"מ, SR נמצא כ- 0.8 מ"מ.

 

4.2 ציפוי - על פני WO ניתן להבחין בשתי שכבות: ציפוי או צבע יסוד בעובי כ- 11 מיקרון וצבע עליון בעובי כ- 40.4 מיקרון; יש לציין כי השכבות אחידות בעוביין. מנגד, על גבי WR הובחנה שיכבה אחת בלבד של צבע בעובי ממוצע כ- 33 מיקרון, עובייה איננו אחיד ומשתנה מ- 8 עד 45 מיקרון.

 

4.3 החתך המטלוגרפי חוצה את אזור החיבור של שפת הכנף – במקום זה נמצא הבדל ברדיוס כיפוף קצה הכנף – WO - כ- 17 מ"מ WR - כ- 25 מ"מ .

 

ניתוח תוצאות

5. מידות וגיאומטריה

 

5.1 קורה קדמית- קיימים סטיות משמעותיות יחסית : L3 (10 מ"מ), L4 (7 מ"מ) ו- L6 (7 מ"מ). משמעות ממצא זה כי בעת ההתקנה של הפחים בכלי רכב צפויות תקלות, מכיוון שעקב ההבדלים בעת ההרכבה של הפחים התחליפיים ייווצרו בליטות מקומיות חריגות או אי התאמות עם הרכיבים המתחברים לקורה זו.

 

5.2 כנף – נמצאו סטיות עבור מידות LA, LB ו- LG4 . נמצא עם זאת הבדל משמעותי בפתח הרכבת אתת- הפתח בפח התחליפי גדול יותר מצב שייצור חופש במושב האתת ויאפשר חדירת מים פנימה.

 

6. חומרים ותהליכים

6.1 קורה קדמית – חיבור רכיבי הקורה באמצעות ריתוך נקודות נעשה בפריט המקורי בריתוך שקוטרו גדול יותר מזה שנמצא בתחליפי. משמעות ההבדל מכנית ומשפיעה באופן ישיר הן על אורך החיים של המוצר והן על חוזק החיבור. החוזק גבוה יותר בהשוואה לחלק התחליפי, ובהכרח גם אורך החיים.

6.2 גימור - במוצר המקורי מוגן הפח על ידי שתי שכבות צבע; שכבת צבע יסוד המבטיחה הצמדה של הצבע העליון לפח וצבע עליון.

העובדה שהצבע אחיד בפח המקורי מרמזת על יישום תהליכים אוטומטיים בעלי רמת אמינות גבוהה. במוצרים התחליפיים, נמצאה שכבת צבע אחת בלבד בעלת עובי משתנה, אשר בתנאי עבודה ואקלים בארץ עשויה להתקלף ולחשוף המתכת לתהליכי קורוזיה ובליה מואצים.

 

סיכום

7. מהשוואת שני פריטי פח מקוריים מתוצרת טויוטה עם פריטים תחליפיים דומים נמצאו הן הבדלים גיאומטריים (רדיוסי כיפוף, קדחים ומידות) והן הבדלים בחומרים ותהליכים.

7.1 ההבדלים הגיאומטריים עשויים לגרום לתופעות הבאות:

1. חופשים בהרכבת אביזרים –חדירת מים

2. עיוותים בלתי אסתטיים בפח המורכב

3. הפרעות בהרכבת רכיבים וממשקים של חלקים סמוכים.

7.2 ההבדלים בחומרים עשויים לגרום לרגישות החומרים התחליפיים:

1. התפתחות קורוזיה וחלודה מואצים

2. רגישות לשריטות ופגיעות בפח

3. אורך חיים מקוצר של פריטי פח שבהם בוצעו ריתוכי נקודה עדינים.

===============================================

 

הנדון : השוואה בין פגוש קדמי מקורי ותחליפי/טויוטה

 

כללי

1. במענה להזמנתך ביצענו השוואה של חומרים ותכונות מכניות של פגוש רכב קדמי מקורי מתוצרת טויוטה עם פגוש תחליפי דומה מתוצרת לא ידועה. להלן תוצאות הבדיקות.

 

2. לצורך הזיהוי סומנו הפגושים כדלקמן: O – מקורי (52159-1A750), R – תחליפי (TA644-74-A).

 

3. עבור שני הפגושים נערכו בדיקות כימיות לזיהוי חומר הגלם ותוספיו. הזיהוי בוצע במשולב בשיטת ספקטרוסקופיה FTIR , אנליזת DSC ובדיקת תוצרי שריפה .

אנליזת FTIR נערכה על ספקטרופוטומטר FTIR 360 Avatar מתוצרתThermo-Nicolet . הספקטרה נרשמו על פילמים דקים שהוכנו בכבישה ב-C2000 .

אנליזת DSC נערכה בעזרת מכשיר Q100 מתוצרת Texas-Instruments, במהירות חימום וקירור של C100 לדקה באווירת חנקן. המכשיר כויל בעזרת אינדיום. כל הרצת DSC כללה שלושה שלבים: חימום ראשון לנטרול ההיסטוריה התרמית של החומר עקב עיבודו, קירור לגיבוש החומר וחימום שני.

כמות החומר האנאורגני נבדקה על-ידי שריפה ב-C5500 במשך שעתיים. החומר זוהה בשיטת ב-FTIR. בדיקת תכולת הפיח נעשתה לפי תקן 4218 -D-ASTM על-ידי Muffle-Furnace Technique .

 

4. התנהגות הפגושים תחת הלם מכני נבדקה באמצעות בדיקת נגיפה בשיטת שרפי (עם חריץ) לפי תקן 53453 DIN, על גבי דגמים במידות: 3.5X11X50 מ"מ. הבדיקה בוצעה בשני שלבים, תחילה בפגושים כפי-שנתקבלו (חדשים) ובשלב השני לאחר סימולציה של חשיפת הפגושים לקרני השמש (בליה בקרני UV למשך 500 שעות).

 

תוצאות

5.1 זיהוי כימי

5.1.1 פגוש O - הפגוש המקורי עשוי מתערובת של פוליפרופילן עם גומי EPDM.

5.1.2 פגוש R - הפגוש התחליפי עשוי פוליפרופילן הומופולימר או Impact Copolymer אשר מכיל כמות מעטה יחסית, של פוליאתילן ליניארי (LLDPE או MDPE ).

כן מכילים הפגושים את התוספים הבאים המפורטים בטבלה 1:

R O תוצאות

1.6 0.5 פיח, %

4.2 10.6 חומר אנאורגני, %

טלק טלק סוג החומר האנאורגני

טבלה 1

5.2 אפיון תרמי

בנספח מוצגים תרמוגרמות ה- DSC של שני החומרים. ההתנהגות התרמית של שני החומרים מרוכזת בטבלה 2.

 

R O תוצאות

125.9+164.6] 165.4 Tm1 [0C]

125.7+163.3] 165.2 Tm2 [0C]

122.9 128.2 TCR [0C]

78.5 53.9 ΔH1 [J/g]

90.4 63.2 ΔH2 [J/g]

89.2 61.3 ΔHcr [J/g]

 

*שני שיאים אשר מאפיינים שני חומרים שונים בתערובות.

 

5.3 בדיקות מכניות

5.3.1 העמידות להולם (נגיפה) של הפגושים נמדדה בשני מצבים: פגוש במצב חדש, כפי-שנתקבל, ופגוש לאחר בליה.

 

לאחר בלייה[mJ/mm2] כפי שנתקבל[mJ/mm2]

22.14 21.44 מקורי

14.7 9.3 תחליפי

טבלה 3

5.3.2 בתום הבדיקה נבחנו חזותית הדגמים השונים ונמצא כי 80% מדגמי הניסוי של הפגוש התחליפי כפי-שנתקבל נקרעו ו- 100% מהדגמים לאחר הבלייה. לעומת זאת, כל הדגמים שנלקחו מהפגוש המקורי בטרם ולאחר ניסוי הבלייה לא נקרעו, אלא התכופפו.

 

 

ניתוח תוצאות

6. אפיון חומרים

 

6.1 האנליזה הכימית מצאה כי שני הפגושים מכילים בבסיסם פוליפרופילן. ההבדל המובהק מצוי בסוג הפולימר הבסיסי ובחשיבות משנית בתכולת התוספים. הפגוש המקורי מורכב מתערובת שמעניקה לו חוזק וגמישות במשולב. תכונות אלו חסרות בפגוש התחליפי כפי שעולה מהממצאים.

 

6.2 האנליזה התרמית מצאה כי דרגת הגבישיות של הפגוש המקורי נמוכה מזו של הפגוש התחליפי ולכן הפגוש המקורי גמיש יותר ובעל יכולת ספיגת אנרגיה טובה יותר. תמיכה לממצא זה הוא התנהגות החומר תחת עומס נגיפה – כמעט כל דגמי הפגוש התחליפי נשברו במהלך ניסוי הנגיפה בעוד שאף לא אחד מדגמי הפגוש המקורי; דגמי הפגוש המקורי התכופפו אך לא נשברו.

 

7. תכונות מכניות

 

7.1 בדיקת הולם מצאה כי כושר ספיגת אנרגיה במצב חדש של הפגוש המקורי עולה על 200% בהשוואה לכושר זה בפגוש התחליפי.

 

7.2 בדיקת הולם לאחר בליה מצאה יציבות בהתנהגות החומר של הפגוש, אך קיים הבדל בהתנהגות להלם עבור חומר הפגוש התחליפי לאחר בליה . תופעה נוספת שמלווה את התנהגות החומר לאחר הבלייה היא העלייה בפריכות של הפגוש התחליפי כתוצאה מהבלייה.

 

סיכום

 

8. הבדיקות מצאו הבדלים מובהקים בהרכב החומר בין הפגוש המקורי של טויוטה לבין הפגוש התחליפי. ההבדלים בהרכב משפיעים על התנהגות הפגוש ורגישותו להלמים. המשמעות הבטיחותית באה לידי ביטוי בתכונות הבאות של הפגושים:

 

8.1 עמידות להלם. חומר פגוש התחליפי בעל תכונות ירודות בכושר לספוג מכה (הלם-IMPACT), בשיעור של 40% מהפגוש המקורי. המשמעות הנה שהפגוש התחליפי מסוגל לספוג הרבה פחות אנרגיה מהפגוש המקורי בטרם יישבר. לצורך ההדגמה בלבד, אם הפגוש המקורי מתוכנן להישבר במכה עקב מהירות 20 קמ"ש, אזי הפגוש התחליפי יישבר ב- 8 קמ"ש!

 

8.2 פריכות. חומר פגוש התחליפי נמצא יותר פריך בהשוואה לחומר הפגוש המקורי. המשמעות הנה כי כאשר שניהם יקבלו את אותה מכה, המקורי יתכופף אך לא יישבר, ואילו התחליפי יישבר ויהיה צורך להחליפו….

 

8.3 עמידות לחשיפה לשמש (קרני UV ). חומר פגוש המקורי שובר על יציבות תכונותיו המכניות בסביבה של קרינת שמש, בעוד שהתחליפי בלתי יציב. המשמעות הנה כי ייתכן מועד בו מכה שמקורה אינו דווקא בתאונה ישברו את הפגוש.

 

מההבדל בהרכב החומר ברורה באופן מיידי הסיבה למחירו הזול בהשוואה למקורי. אולם מהממצאים ברור כעת כי למחיר הזול נלווה "עונש" – הפגוש לא בטוח ורגיש למכות ולשבר.

 

 

בכבוד רב,

 

מאטריקס הנדסה בע"מ

מקבוצת המכון לחקר הכשל®

ממצאים מעניינים, תודה עמית.

 

נראה כמו עבודה מקצועית...

אבל אני לא חושב שזה משהו שלא ידענו עליו.

 

אני עדיין מחכה שמישהו יבצע בדיקה של רכיבים יותר קריטיים כגון משולשים , תפוחים, ציריות , וכו' ...

לפני כשלוש שנים היתה בעיתון אוטו כתבה על דבר דומה, גם שם בדקו (הטכניון...) חלפים של טויוטה והם מצאו שיש הבדל גדול בין החלקים החליפיים למקוריים...

 

כאילו שזה לא היה ידוע...

כסטודנט להנדסת חומרים, אני יכול לומר כי נראה כי הבדיקה נעשתה בצורה מקיפה ורצינית.

 

מדאיגים אותי במיוחד שני סעיפים: חוזק ופריכות.

 

החלק המקורי הוא בעל תכונות טובות הרבה יותר מהתחליפי, ואלה דברים שמי שחוסך עליהם יכול לשלם בוסף גם בכיס וגם חס וחלילה בפגיעה.

 

כדמובר בכנף זה עוד "בקטנה", אבל כאשר משתמשים בדלת תחליפית יכולה להיות לכך משמעות בטיחותית חמורה.