Chassidynamometer
-Framtagning av koncept för testning av framtidens hjullastare och dumpers.
En chassidynamometer är en anläggning för att belasta ett fordon under kontrollerade former. På Volvo CE ska en
avancerad chassidynamometer konstrueras för att kunna köra Volvos nuvarande och framtida hjullastare och dumpers.
Volvo vill kunna köra dessa fordon efter givna körcykler på ett repeterbart sätt. Ett exempel är den så kallade "korta
lastarcykeln" där en hjullastare fyller skopan i en grushög och tömmer den på ett flak upprepade gånger. Projektet omfattar
att ta fram olika koncept för hur chassidynamometern skall utformas och skapa simuleringsmodeller för utvärdering av
koncepten samt framtagning av styrstrategier.
Konceptframtagning
Den första fasen av projektet var att ta fram
olika koncept på hur en chassidynamometer
kan utformas. Av 10 koncept valdes 3 stycken
extra intressanta lösningar för vidare
granskning. Koncepten var:
• Hydraulisk sluten transmission
• Hydrauliskt sekundärreglerat system, med
konstant systemtryck
• Elmaskin med utväxling
På bilden till höger visas hur det sekundärreglerade systemet är uppbyggt.
Styrbarhet
Styrbarheten testades i simuleringsprogrammet Amesim. En modell av det sekundärreglerade systemet kan ses i figuren till höger.
Stegsvar på systemen visar att det
sekundärreglerade systemet är en aning
snabbare än de övriga. Sekundärsystemets
följsamhet visar också bättre resultat än de
övriga systemen, där med stor marginal.
Energieffektivitet
Energiförluster i systemen har uppskattats för
att ge en fingervisning hur energieffektiva de
är. Det el-mekaniska systemet uppskattas ha
bättre verkningsgrad än de övriga system.
Hydraulsystemen hamnade på ungefär
samma verkningsgrad.
Figuren visar hur det sekundärreglerade systemet förslagsvis
byggas upp. Dimensionerna på komponenterna är i skalenlig storlek.
kan
Röd=växellåda, brun=hydraulmaskiner, turkos=elmaskin, blå=broms, grå=tank,
grön=ackumulator. Hjulsidans komponenter står på flyttbara plattor, gråa i figuren.
Kostnad
Kostnaden hör ihop med storleken på maskinerna. Maskinerna har dimensionerats
Storlek
Ett av kraven på chassidynamometern är att mot största moment och varvtal. Men dimensioneringen är alltid en avvägning mellan
den ska kunna testa fordon med olika bredd kostnad mot styrbarhet och energieffektivitet. Elmaskinerna kunde till exempel ha
och axelavstånd. Därför är systemens storlek överdimensionerats för att erhålla ett mer styrbart system.
på hjulsidan en viktig egenskap, eftersom
man lätt vill kunna flytta motorerna till andra Rekommendation
positioner. De hydrauliska systemen har en Styrbarheten och storleken talar för att sekundärsystemet är ett tillräckligt enkelt och
stor fördel genom att försörjningssidans energieffektivt system för att användas som chassidynamometer. Nackdelen är att
maskiner kan vara stationära. Därför blir det har lägre verkningsgrad än det el-mekaniska systemet. Vi har valt att
hydraulsystemens storlek på hjulsidan mindre rekommendera sekundärsystemet till Volvo eftersom det har enkla styralgoritmer och
framförallt en liten storlek som underlättar flyttning av maskiner.
jämfört med det el-mekaniska systemet.
Markus Enberg
[email protected]
Åke Huttunen
[email protected]
Johan Falkhäll
[email protected]
Erik Jonsson
[email protected]
Conny Fransson
[email protected]
Johannes Samuelsson
[email protected]