Konstruktion av hjulupphängning till en hybriddriven stelramsskotare

Sammanfattning: 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.