Modellering av Åkkomforten i en Skotare

Sammanfattning: Sammanfattning Denna avhandling avser en Skotare – Valmet 860,4 – från Komatsu Forest, som har hög produktivitet, men saknar såväl primärt fjädringssystem för fram- och bakaxel som hyttfjädringssystem för att isolera mot vibrationer från ojämnt underlag. Tidigare projekt har praktiskt mätt upp accelerationer (vibrationer) i förarstol, hytt, framvagn och bakvagn, liksom fyra boggievinklar. I detta examensarbete har en simuleringsmodell av skotaren utvecklats i SimMechanics baserat på vissa antaganden och förenklingar, och utvärderats gentemot tidigare mätdata. Gjorda simuleringar matchas mot mätdata i både tids- och frekvensdomänen för att demonstrera att simuleringsmodellen reflekterar huvuddragen i den verkliga skotaren. Baserat på befintliga modeller av olika dämpningsalternativ som förekommer i vissa publicerade artiklar, implementeras dessa modeller i Simulink och integreras med skotarmodellen varefter den vibrationsisolerande effekten analyseras. Dämpningsalternativen är; luftfjädring av förarstolen, hydropneumatisk fjädring av hytten, tre olika passiva respektive semi-aktiva primära dämparsystem. De tre olika passiva primära dämparsystemen har olika styvhets- och dämpningskoefficienter för fram- respektive bakvagn, och har valts på basis av tidigare projekt. De semi-aktiva alternativen är av typen Sky-hook respektive on-off styrning, vilka ger variabla styvhets- och dämpningskoefficienter som funktion av underlagets karaktär. Effekterna av olika fjädringssystem jämförs, och det konstateras att den största förbättringen erhölls genom semi-aktiv on-off styrning av det primära fjädringssystemet på fram- och bakaxel, som gav en reduktion av den vertikala accelerationens RMS-värdet om 29,3%. Arbetet visar också att det är klart möjligt att minska vibrationsnivåerna i skotaren genom väl anpassade parametrar i ett passivt system. SimMechanics har visat sig vara ett användbart verktyg för att modellera vibrationer i hela skotaren, men mer insatser och forskning bör ägnas åt området.