Harvester Energy Modelling and Optimization

Sammanfattning: Denna rapport är resultatet av ett examensarbete på Kungliga Tekniska Högskolan i samarbete med Skogforsk. Syftet är att analysera den trädkapningsprocessen hos en skördare, optimera dess energiförbrukning och föreslå modifieringar av systemet. En analys av skördarhuvudets energiförbrukning genomfördes baserat på testdata från Skogforsk. Denna undersökning gav en inblick i prestandan hos hydraulmotorn Parker F11-19 vid kapnng av träd med varierande diameter, samt en kvantifiering av mängden energi som används av skördarhuvudets olika komponenter. Hydrauliska och mekaniska modeller av skördarhuvudet skapades med hjälp av simuleringsverktygen Hopsan och Simulink. Dessa modeller användes för att verifiera optimeringsförslagen. Resultatet av denna studie är fyra optimeringslösningar för ett skördarhuvud. Det första förslaget är att använda en ackumulator för kinetisk energiåtervinning i matningsrullarna, vilket kommer att bidra med en minskning av energiförbrukningen med 6.85%. Det andra förslaget är att optimera sågcylinderns position, vilket kommer leda till en reduktion med 0%, dvs aktuell position bedöms vara optimal. Det tredje förslaget är förändring av kvistknivarnas utformning, vilket minskar energiförbrukningen med 2.72%. Det fjärde förslaget är att använda en alternativ motor som kräver mindre energi, vilket bidrar till en markant minskning av energiförbrukningen med 28.4%. Totalt kommer de föreslagna förändringarna att resultera i en reduktion av energiförbrukningen med 37.9%. Resultatet är teoretiskt och ytterligare fält- och riggprov är nödvändiga för att validera resultaten.