Trucks
Kalbant apie naujas technologijas, sunkvežimių pramonė yra konservatyvi. Dėl šios priežasties, pristačiusi pirmą sunkvežimiams skirtą nepriklausomą priekinę pakabą (IFS), „Volvo Trucks“ privertė nustebti ne vieną.
Vyresnysis inžinierius Jan Zachrisson aiškina, kodėl 2012 m. rudenį pristačius IFS – nepriklausomą priekinę pakabą – kilo toks šurmulys. „Iš esmės šiandieninės pakabos sistemos yra paremtos ta pačia technologija, kuri buvo naudojama ir arklių traukiamose karietose 18-ame amžiuje. Priekinės ašies ratų judėjimas nepriklausomai vienas nuo kito yra revoliucingas sprendimas sunkiasvorių sunkvežimių pramonėje.“
Prieš pradėdamas dirbti su IFS, Jan Zachrisson dalyvavo dabartinės pneumatinės priekinės pakabos tobulinime ir jos pritaikyme naujosios „Volvo FH“ serijos sunkvežimiams. Jis anksčiau dirbo „Volvo Buses“ padalinyje, todėl turėjo darbo su nepriklausomos pakabos sistemomis patirties – autobusų pramonėje ši technologija naudojama jau beveik 30 metų.
„Šiandieninė priekinė lingių ir pneumatinė pakabos yra tokio lygio, kad nebėra daug erdvės šiai technologijai tobulinti. Pristatydami IFS, tarsi rašome pirmąjį naujos knygos skyrių ir keičiame vairuotojo supratimą apie tai, koks yra pojūtis vairuoti sunkvežimį.“
Pristatydami IFS, rašome įvadinius visiškai naujos knygos skyrius ir keičiame vairuotojo supratimą apie tai, koks yra pojūtis vairuoti sunkvežimį.
Pirmąjį knygos apie IFS juodraštį „Volvo Trucks“ pristatė daugiau nei prieš 10 metų. Tuo metu buvo nubraižyti pirmieji prototipų brėžiniai, tačiau rimti tobulinimo darbai pradėti tik 2008 m. Bror Lundgren pastaruosius penkerius metus vadovavo šiam projektui ir maždaug 15 žmonių komandai, kurie dirbdami kartu išvystė naują technologiją.
„Mes gavome užduotį sukurti konstrukciją, kuri „Volvo“ sunkvežimius padarytų geriausiais pasaulyje vertinant valdomumą ir patogumą. Kadangi dalis darbų jau buvo atlikta, turėjome tikrai gerą pagrindą savo užduočiai vykdyti, tačiau mūsų laukė pati svarbiausia tobulinimo darbų užduotis – nuo koncepcijos pereiti prie pramoninio projekto,“ – aiškina Bror Lundgren.
Tai, kad patirties su nepriklausomos pakabos sistemomis automobilių pramonėje turintis Bror Lundgren buvo pasirinktas „Volvo“ sunkvežimių IFS sistemai tobulinti, nėra joks atsitiktinumas.
Tiek lengvuosiuose automobiliuose, tiek sunkvežimiuose šios sistemos esminis principas yra toks pats – priekiniai ratai juda nepriklausomai vienas nuo kito, todėl transporto priemonė tampa stabilesnė ir labiau nuspėjama kelyje.
Tačiau sistemų konstrukcija skiriasi. Didžiausias iššūkis, su kuriuo susidūrė „Volvo Trucks“ inžinieriai, buvo erdvė ir standumas.
Automobiliuose sistemos standumą užtikrina rėmas, prie kurios ir pritvirtinta ašis. Tačiau sunkvežimiuose toks sprendimas neįmanomas dėl dviejų priežasčių. Pirma yra ta, kad variklis yra toje pačioje erdvėje kaip ir pakaba. Antra – rėmas, prie kurio tvirtinama sistema, yra aukščiau nuo kelio paviršiaus. Todėl standumo, kuris savaime gaunamas automobiliuose, taip pat sukurti sunkvežimiuose negalima.
Problema išspręsta sukūrus tokią sistemos konstrukciją, kai judančias dalis sutvirtina du porėmiai, kurie atkartoja variklio apatinės dalies formą.
„Negali būti jokių skersinių judesių, todėl itin daug dėmesio skyrėme IFS sistemos struktūriniam rėmo konstrukcijos standumui,“ – paaiškina Bror Lundgren.
„Kai pavyko bandymai stende ir suvokėme, kad konstrukcija veikia taip, kaip numatyta, tai buvo didžiulė pergalė,“ – priduria jis.
Bandymai stende yra svarbi bandymų serijos dalis, kurie vykdomi „Volvo Trucks“ tobulinimo padalinyje Geteborge, Švedijoje. Visame bandymų centre vos juntamas alyvos kvapas ir girdisi specifinis gaudesys, kurį skleidžia prie didžiulio vibracinio stendo prijungta hidraulinė sistema.
„Stendą vadiname tiranozauru. Tai yra didžiausias pasaulyje vibracinis stendas. Bendras jo svoris viršija 1 200 tonų,“ – sako centre dirbantis bandymų inžinierius Emil Skoog.
Vibraciniame stende stūmoklių ir cilindrų sistema įvairiais intervalais purto ašį, todėl IFS sistemą veikia itin didelės jėgos. Duomenys signalams, kurie kontroliuoja vibracijas, gauti iš bandomosios transporto priemonės, važiavusios „Volvo Trucks“ bandymų poligone Halerede, esančiame už Geteborgo.
„Poligone transporto priemonė išbandoma pačiomis sudėtingiausiomis važiavimo sąlygomis. Ant ašies sumontuoti jutikliai, kurie registruoja bandomojo važiavimo metu susidarančias jėgas ir judesius,“ – aiškina Bror Lundgren.
Siekiant įsitikinti, kad sistema pakankamai tvirta, vibraciniame stende konstrukciją veikia gerokai didesnės apkrovos nei tos, kurias paprastai patiria sunkvežimis jį eksploatuojant įprastomis sąlygomis.
Panaudojus šiuos duomenis vibraciniame stende, galima atkurti realias sąlygas, tarsi bandymai vyktų važiuojant poligone. Iš bandymų poligone naudojami tik tie duomenys, kuriuose užfiksuotos didžiausios apkrovos, kurias patyrė bandomasis sunkvežimis. Taip optimizuojama bandymų trukmė, nes išvengiama bereikalingų važiavimų ir įvairių prastovų.
„Siekiant įsitikinti, kad sistema pakankamai tvirta, vibraciniame stende konstrukciją veikia gerokai didesnės apkrovos nei tos, kurias paprastai patiria sunkvežimis jį eksploatuojant įprastomis sąlygomis,“ – paaiškina Bror Lundgren.
Bandymas truko 10 savaičių, ašis išbandyta šimtus kartų. Bror Lundgren pažvelgia į stende įtaisytą bandomąją ašį ir paaiškina visų bandymų svarbą.
„Esame atsakingi už savo klientus, o tai reiškia, kad bandymus reikia kartoti tol, kol būsime tikri, kad sistema paruošta serijinei gamybai. Kadangi šią naują technologiją naudosime ateityje, svarbu patikrinti, kaip ji veikia. Gautas žinias būtina užfiksuoti dokumentuose.“
Penkerių metų darbo rezultatas yra pirmoji pasaulyje serijiniu būdu gaminama IFS sistema sunkiasvoriams sunkvežimiams. Tačiau kokie yra didžiausi šios naujos technologijos privalumai?
„Jos suteikiamos valdomumo savybės yra tiesiog revoliucinės. Kaip vairuotojas galite jaustis visiškai kitaip, kadangi sistema sukuria kitokį saugumo ir stabilumo pojūtį, palyginti su įprastine priekine pakaba,“ – aiškina Jan Zachrisson.
Bror Lundgren jam pritaria ir pateikia dviejų didelių pripučiamų kamuolių palyginimą.
„Kai sunkvežimyje sumontuota ašis su lingine arba pneumatine pakaba, tarsi sėdite ant didelio pripučiamo kamuolio ir, remdamiesi savo pojūčiais, turite dažnai atlikti koreguojamuosius judesius, kad išlaikytumėte pusiausvyrą. Kai naudojama IFS, tarsi sėdite kamuolio viduje ir galite geriau kontroliuoti situaciją. Taip sukuriamas stipresnis saugumo pojūtis.“
Kaip vairuotojas galite jaustis visiškai kitaip, kadangi sistema sukuria kitokį saugumo ir stabilumo pojūtį, palyginti su įprastine priekine pakaba.
Fantastiškas vairavimo savybes lemia ir tikslesnis vairo grįžtamasis ryšys, kurį užtikrina į sistemą integruota krumpliastiebinė vairo pavara – tai technologija, kuri taip pat yra visiškai unikali sunkvežimių pramonėje.
Vibraciniame stende Emil Skoog paleidžia tos dienos bandymų programą. Pradėję veikti stūmokliai purto bandomąją ašį, ji juda aukštyn ir žemyn. Pneumatinę pakabą turinčios grindys, ant kurių pastatytas stendas, juda, aiškiai juntami siūbavimo judesiai.
„Palyginti su įprastine, krumpliastiebinė vairo pavara yra standesnė, todėl ratai tiksliau reaguoja į vairo judesius. Mintis greičiau tampa veiksmu, tai dar labiau sustiprina valdomumo ir saugumo pojūtį,“ – prideda Jan Zachrisson.
IFS sistema jau pristatyta ir Bror Lundgren įsitikinęs, kad, kalbant apie ratų pakabos sistemas sunkvežimių pramonėje, dabar rašomas naujas inžinerijos istorijos skyrius.
„Mums pavyko pasiekti ir užtikrinti naują sunkvežimio vairavimo pojūtį. Jan Zachrisson sako, kad jie parašė pirmą skyrių knygos, kurios pavadinimas IFS. Esu įsitikinęs, kad šioje knygoje bus daug kitų skyrių.“
Projektuotojai gavo iššūkį sukurti iš kelių judančių komponentų sudarytą konstrukciją, kuri veiktų kaip vientisas mazgas. Jie pateikė tokį sprendimą.
1. Krumpliastiebinė vairo pavara su stiprintuvu
Vairo judesys perduodamas į krumpliastiebinę vairo pavarą su stiprintuvu. Tada judesys perduodamas į vairo traukes ir šarnyrus abiejose pusėse, paskui į vairo trapecijos svirtis. Iš čia judesys toliau perduodamas į ašigalius – tada sunkvežimio ratai pasisuka.
2. Amortizatoriai
Smūgių energiją slopina amortizatoriai, sumontuoti tarp statramsčio ir važiuoklės rėmo.
3. Statramstis
Viršutinė ir apatinė atraminės svirtys, amortizatoriai, ašigaliai, oro pagalvės ir vairavimo sistema – visi šie komponentai pritvirtinti prie statramsčio. Kad atlaikytų dideles apkrovas, statramstis pagamintas iš itin tvirto metalo. Tinkamas rato posūkio ašies posvyrio kampas ir kasteris užtikrina ypač geras valdomumo savybes ir minimalų padangų dėvėjimąsi.
4. Porėmio konstrukcija
Viršutinė ir apatinė atraminės svirtys pritvirtintos prie porėmio, kuris sutvirtina visą konstrukciją. Iš ketaus pagamintas porėmis yra pritvirtintas prie važiuoklės rėmo.
5. Dvigubos atraminės svirtys
Abiejose pusėse priekiniai ratai sujungti su statramsčiais, kurie prie važiuoklės pritvirtinti viršutinėmis ir apatinėmis atraminėmis svirtimis, nepriklausomai vienas nuo kito. Oro pagalvė, įtaisyta tarp statramsčio ir rėmo konstrukcijos, išlaiko apkrovą ir amortizuoja dinaminius judesius, važiuojant susidarančius dėl kelio paviršiaus nelygumų.