Trucks
Türünün dünyadaki en büyük örneği olan Volvo Trucks’ın sallama donanımı, test pistinde koşulların canlandırılmasına yardımcı oluyor.
Yeni teknolojiler söz konusu olduğunda kamyon sektörü tutucudur. Bu yüzden Volvo Trucks, kamyonlar için ilk bağımsız ön süspansiyonu (IFS) sunduğunda birçok kişiyi şaşırttı.
Yüksek mühendis Jan Zachrisson, IFS'nin 2012 sonbaharında tanıtıldığı zaman neden o kadar olay yarattığını açıklıyor. “Günümüzün süspansiyon sistemlerinin parçaları, 18. yüzyılın atlı arabalarında kullanılan teknolojiyle temelde aynı. Ön şasideki tekerlekleri birbirinden bağımsız çalışacak şekilde ayırmak, ağır yük taşımacılığında bir devrimdir.”
Jan Zachrisson IFS sisteminde çalışmaya başlamadan önce, yeni Volvo FH için mevcut ön şaside havalı süspansiyona geçiş çalışmasına dahil olmuştu. Zachrisson, Volvo Otobüs'teki çalışma geçmişiyle, otobüs sektöründe neredeyse 30 yıldır kullanılmakta olan bağımsız süspansiyon sistemleri teknolojisinde deneyime de sahipti.
“Günümüzde kullanılan makaslı ve havalı süspansiyon sistemlerine sahip ön şasiler o kadar iyi ki bu teknikleri çok fazla geliştirme imkanı yok. IFS'nin tanıtımıyla birlikte, yepyeni bir kitabın ilk bölümlerini yazıyoruz ve sürücünün kamyon sürmenin nasıl bir his olduğuna ilişkin algısını değiştiriyoruz.”
IFS'nin tanıtımıyla birlikte, yepyeni bir kitabın ilk bölümlerini yazıyoruz ve sürücünün kamyon sürmenin nasıl bir his olduğuna ilişkin algısını değiştiriyoruz.
IFS hakkında yazılan kitabın ilk taslağı Volvo Kamyon tarafından 10 yıldan uzun bir süre önce sunulmuştu. O sırada sistemin ilk prototipleri çizilmişti ancak 2008'e kadar geliştirme işi ciddi olarak başlamadı. Bror Lundgren'in son beş yıldır yönettiği 15 kişiden oluşan proje ekibi yeni teknolojiyi birlikte geliştirdi.
“Ekibimizden Volvo'nun kamyonlarını sürüş ve konfor açısından dünyadaki en iyi kamyonlar haline getirecek bir tasarım üretmesi istenmişti. İşin bir kısmı zaten halledilmiş olduğundan, çalışmamızı dayandırabileceğimiz gerçekten iyi bir platforma sahiptik, ancak en önemli geliştirme işi, yani bir konsepti endüstriyel bir projeye dönüştürme işlemi, hâlâ önümüzde duruyordu,” diye açıklıyor Bror Lundgren.
IFS teknolojisi kamyonculuk sektöründe tamamen yeni olduğundan sistem Volvo Trucks sallama donanımında defalarca test edildi.
Volvo Kamyon'un IFS sisteminin geliştirilmesini yönetmek üzere otomobil endüstrisinde bağımsız süspansiyon sistemleri alanında büyük bir deneyime sahip olan Bror Lundgren'in seçilmesi tesadüf değildi.
Sistemin temel ilkesi hem otomobil hem de kamyon için aynı; tekerleklerin bağımsız olarak süspansiyonu, aracı yolda daha dengeli ve öngörülebilir kılıyor.
Ancak iş tasarıma geldiğinde sistemler farklılık gösteriyor. Volvo Kamyon mühendislerinin aşması gereken en büyük zorluk, alan ve sertlikti.
Bir otomobilde, sistemdeki sertlik aksın bağlı olduğu şasi sayesinde oluşturulur. Ancak kamyonlarda bu tür bir çözüm iki nedenle imkansızdır. Bunlardan birincisi, motorun süspansiyonla aynı alanlarda bulunmasıdır. İkincisi ise, sistemin bağlı olduğu şasi yapısının yol yüzeyine oranla daha yüksek olmasıdır. Sonuç olarak, bir arabadaki doğal sertlik kamyonda oluşturulamaz.
Çözüm, sistemdeki hareketli parçaların motorun alt kısmını izleyen iki alt şasiyle bir arada tutulduğu bir tasarımdır.
Test aracı, İsveç'in Hällered bölgesinde bulunan Volvo Trucks test alanında bir dizi zorlu yol testine tabi tutuluyor.
Bror Lundgren, “Yanal hareketlerin olmaması gerekiyor, bu yüzden ağırlıklı olarak IFS sisteminin şasi yapısını olabildiğince sertleştirmeye odaklandık,” diye açıklıyor.
“Donanım testlerini geçerek tasarımın planlandığı gibi işleyeceğini anladığımız an büyük bir zafer kazanmıştık,” diye ekliyor.
Donanım testleri, İsveç'in Göteborg şehrindeki Volvo Kamyon geliştirme departmanında yürütülen önemli bir test dizisi. Test merkezinin tamamında hafif bir yağ kokusu var ve devasa sallama donanımına uzanan hidrolik sistemden gelen sürekli uyarı sesi tüm tesiste duyuluyor.
Tesiste çalışan test mühendisi Emil Skoog, “Buna T-Rex diyoruz. Dünyanın en büyük sallama donanımı. Toplam ağırlığı 1200 tonun üzerinde,” diyor.
Pistonlardan ve silindirlerden oluşan bir sistem, aksı farklı aralıklarla sallayarak IFS sistemini sallama donanımında aşırı kuvvetlere maruz bırakıyor. Sallanmayı kontrol eden sinyaller, Göteborg dışındaki Hällered’de bulunan Volvo Trucks deneme alanındaki bir test aracından veri formatında toplandı.
“Deneme alanında test aracı bir dizi zorlu yol testine tabi tutuluyor. Aks üzerinde, test sırasında uygulanan kuvvetleri ve hareketleri kaydeden birkaç sensör bulunur,” diye açıklıyor Bror Lundgren.
Sistemin yeterince güçlü olduğundan emin olmak için sallama donanımında yapı üzerindeki yüklerin sayısı gerçek hayatta olabileceğinden çok daha fazladır.
Bu verileri aktararak ve daha sonra sallama donanımında kullanarak deneme alanındaki koşullar yeniden oluşturulabilir. Kullanılan veriler, deneme alanının yalnızca test aracının en ağır yüklere maruz bırakıldığı kısımlarını simüle eder. Bu şekilde, gereksiz sürüş ve diğer duraklama türleri ortadan kalktığından testler süre bakımından optimize edilir.
Bror Lundgren, “Sistemin yeterince güçlü olduğundan emin olmak için sallama donanımında yapı üzerindeki yüklerin sayısı gerçek hayatta olabileceğinden çok daha fazladır,” diye açıklıyor.
Aks, 10 hafta süren bir test süresi boyunca sallama donanımında yüzlerce kez test edilir. Bror Lundgren, donanımdaki test aksına bakarak tüm testlerin önemini açıklıyor.
Akslar, 10 hafta süren bir test süresi boyunca sallama donanımında yüzlerce kez test edilir.
“Müşterilerimize karşı bir sorumluluğumuz var, o da sistemin üretime hazır olduğundan emin olana kadar test yapmayı sürdürmek. Bu yeni teknolojiyi ileride de kullanacağımız için çalışma biçimini doğrulamak önemli. Elde ettiğimiz bilgiyi belgelememiz gerek.”
Beş yıllık geliştirme çalışmasının sonucu, ağır yük kamyonları için dünyanın ilk seri üretimli IFS sistemidir. Ancak bu yeni teknolojinin en büyük avantajları neler?
“Sürüş özellikleri tek kelimeyle çığır açıyor. Sürücü olarak tamamen farklı bir şekilde rahatlayabilirsiniz, bu da klasik ön süspansiyonla karşılaştırıldığında tam anlamıyla farklı bir güvenlik ve denge hissi verir.
Bror Lundgren buna katılıyor ve iki plaj topu arasındaki karşılaştırmayı örnek veriyor.
“Makaslı ve havalı süspansiyonda plaj topunun üzerinde oturuyor gibisinizdir ve dengenizi sağlamak için sık sık hareketlere aklınızı kullanarak karşılık vermeniz gerekir. IFS'de ise plaj topunun içinde oturuyor gibisinizdir ve durumunuzu daha iyi kontrol edebilirsiniz. Bu da güvenlik duygusunu arttırır.”
Sürücü olarak yepyeni bir şekilde rahatlayabilirsiniz, bu da klasik ön süspansiyonla karşılaştırıldığında tam anlamıyla farklı bir güvenlik ve denge hissi verir.
Kamyon sektöründe tamamen benzersiz bir teknoloji olan sisteme entegre kramiyer ve pinyonlu direksiyonun bir sonucu olan direksiyon simidi geribildirimindeki gelişme, harika sürüş özellikleri söz konusu olduğunda belirleyici bir faktördür.
Sallama donanımında, Emil Skoog günün test programını başlatıyor. Pistonlar çalışmaya başlıyor ve test aksı aşağı yukarı sallanıyor. Üzerinde donanımın durduğu hava süspansiyonlu zemin hareket ediyor ve dalga hareketleri açıkça hissedilebiliyor.
“Klasik bir direksiyon dişlisiyle karşılaştırıldığında kramiyer ve pinyonlu direksiyon daha sağlam bir direksiyon sistemidir; bu da daha doğrudan bir yanıt sağlar. Düşünce ve eylem arasındaki sürenin daha kısa olması kontrol ve güvenlik hissini güçlendirir,” diye ekliyor Jan Zachrisson.
Bror Lundgren, kamyon endüstrisinde tekerlek süspansiyonu söz konusu olduğunda, IFS'nin tanıtımıyla birlikte otomotiv mühendisliği tarihinde yeni bir sayfa açıldığına inanıyor.
“Kamyon sürme hissini yeniden tanımlamayı başardık. Jan Zachrisson, IFS başlıklı kitabın ilk bölümünü yazdığımızı söylüyor. Eminim ki bu kitabın pek çok bölümü olacak.”
IFS sistemi, pistonlardan ve silindirlerden oluşan bir sistemin aksı salladığı sallama donanımında aşırı kuvvetlere maruz bırakılmaktadır. Kuvvetlere dayanabilmek için sallama donanımı 1000 tonluk hava süspansiyonlu bir çimento bloğu üzerinde durmaktadır.
Tasarımcıları bekleyen zorluk, birkaç hareketli bileşene sahip olan ve bütün bir birim olarak çalışan bir tasarım üretmekti. Ürettikleri çözümü burada görebilirsiniz.
1. Kramiyer ve pinyonlu direksiyon dişlisi
Direksiyon simidinin hareketleri kramiyer ve pinyonlu direksiyon dişlisine iletilir. Hareket daha sonra bağlantı çubuğuna ve her iki taraftaki rotillere, ardından da direksiyon koluna iletilir. Hareket direksiyon kolundan aks şaftına geçer ve kamyonun tekerleği dönmeye başlar.
2. Amortisörler
Darbe enerjisi, ana direğe ve şasi iskeletinin üst kısmına monte edilen amortisörler tarafından sönümlenir.
3. Ana direk
Üst ve alt destek kolları, amortisörler, aks şaftları, hava körükleri ve direksiyon sistemi, ana direğe bağlıdır. Ana direk, ciddi gerilime dayanabilmesi için yüksek mukavemetli tek parça malzemeden üretilmiştir. Doğru kaster ve kilit pimi eğimi tasarıma entegre edilmiştir ve sıra dışı yol tutuş performansı ile minimum lastik aşınması sağlar.
4. Alt şasi yapısı
Üst ve alt destek kolları, tüm konstrüksiyonu yerinde tutan bir alt şasi yapısına monte edilmiştir. Dökme demirden yapılmış olan alt şasi yapısı, şasi iskeletine bağlıdır.
5. Çift destek kolu
Ön tekerlekler, bir üst ve bir alt destek koluyla şasi yapısında bağımsız süspansiyonlu olarak her iki tarafta birer ana direğe bağlıdır. Ana direk ve şasi yapısı arasında yer alan bir havalı yay, yükü taşır ve sürüş sırasında yol yüzeyindeki engellerin oluşturduğu dinamik hareketleri sönümler.
