| Summary: | Teknologerna har fått i uppdrag att konstruera en hjulupphängning för en ny typ av hybriddriven fyrhjulig stelramsskotare. Kraven var att den skulle klara att köra i oländig terräng, olastad (vikt=8 ton) respektive fullastad (vikt=20 ton), i 25 km/h med goda köregenskaper och förarkomfort. Uppgiften angreps med en litteraturstudie med källor från internet, analytiska beräkningar, vägledning av lärare och forskare, samt diverse datorprogram som Solid Edge (CAD), Adams (Dynamisk simulering) och MatLab (Databehandling). Den grundläggande mekaniken som är väsentlig för hjulupphängningar och vanliga fjädrar och dämpartyper som används i hjulupphängningar har studerats för att ta fram ett koncept. Konstruktionsaspekter tas upp som påverkar skotarens köregenskaper, såsom hjulens placering, utrymme för länkarmar, länkarmarnas vinkel och castervinkeln. Datorsimuleringen i Adams genomfördes för hastigheten 25 km/h med både en lastad och en olastad skotare med olika fjäder- och dämpningskonstanter. Accelerationer, krafter, rörelser och markkontakt uppmättes och värdena behandlades med Matlab för bättre grafisk framställning. Resultatet av analysen var att en fjädringskonstant på 200 kN/m var bra för körning med last och en mindre styv fjäder behövs för olastade körningar. En dämpningskonstant på 30 kNs/m gav goda köregenskaper för alla fallen. Ett koncept med hydropneumatisk upphängning (som fungerar med olja och gas) togs fram och undersöktes. Gasen används som fjäder och oljan används dels för att komprimera fjädern och dessutom till dämpningen. Hydropneumatik har fördelarna: progressiv fjädring, dvs. mindre styv för små ojämnheter i väglaget och styvare mot större ojämnheter, styvheten ändras med lasten, markfrigången kan justeras med hydrauliken i systemet och om man inför gasreservoar kan även fjädringens egenskaper justeras. === The students’ assignment for this report is to develop a concept for a wheel-suspension system for a Hybrid Powered four-wheel forwarder. The task includes adequate driving performance with a speed of 25 km/h through rugged forest terrain. The forwarder has a mass of 8 tons and a payload of 12 ton. It is supposed to have good driving abilities both in respect to comfort and wheel-ground contact.The task was initiated with a literature review from the internet, then analytical calculations, feedback from a teacher and a scientist. Computer programs such as Solid Edge, Adams and MatLab were used as foundation for the calculations and simulations. Fundamental mechanics that is essential for common springs and dampers used in wheel suspensions have been studied to create a concept. Construction aspects as placing of wheels, moving space and angle for the trailing-arm and also the caster-angle, that affects the forwarders driving abilities are brought up. The computer-simulations in Adams were performed in 25 km/h, with different spring- and damper-constants, when the forwarder was loaded and not loaded. Measurements of the accelerations, forces, movements and ground-contact were obtained, and then the values were used in MatLab to create a better graphical overview. The analysis gave the result that a 200 kN/m spring-constant is optimal for the loaded case and a softer spring-constant is optimal for a forwarder without load and a damping-constant of 30 kNs/m also gives good driving abilities. A concept with hydropneumatic suspension (performs with oil and gas) was designed and evaluated. The gas behaves like a spring, the oil compresses the gas and it is also used for damping. The benefits of hydropneumatic suspension are: progressive spring rate, it means that it is less stiff for small roughness on ground and stiffer bigger roughness. Furthermore the spring stiffens with more load. The ground clearance can be adjusted with the systems’ hydraulics and if a gas reservoir is implemented it can be used to adjust the spring properties of the suspension.
|
|---|
