Pravi osjećaj – kako je razvijen IFS

Zadatak je bio jasno definiran: razviti sustav ovjesa koji će kamione Volvo učiniti liderima u upravljivosti i udobnosti. Ostvarenje ovog cilja bio je nešto veći izazov.

Inženjeri rade na ispitivanju IFS sustava.

Neovisni prednji ovjes kompanije Volvo Trucks (IFS) razvijao se deset godina.

U simulatoru trešnje.

Simulator trešnje kompanije Volvo Trucks, najveći te vrste u svijetu, pomaže u simuliranju uvjeta na stazi za ispitivanja.

Kamionska industrija konzervativna je po pitanju nove tehnologije. Stoga je kompanija Volvo Trucks izazvala veliko čuđenje kada je predstavila prvi neovisni prednji ovjes (IFS) za kamione.

Glavni inženjer Jan Zachrisson objašnjava zašto je neovisni prednji ovjes IFS digao toliku prašinu prigodom svog predstavljanja u jesen 2012. “Dijelovi današnjih sustava ovjesa načelno se temelje na istoj tehnologiji koja se koristila na konjskim zapregama u 18. stoljeću. Razdvajanje kotača u prednjoj šasiji tako da se mogu neovisno okretati, revolucija je u razvoju teških kamiona.“ 

Prije nego što je Jan Zachrisson počeo raditi na sustavu IFS-a, sudjelovao je u modernizaciji postojeće prednje šasije sa zračnim ovjesom za novi Volvo FH. Budući da je stekao podlogu u kompaniji Volvo Bus, također je već imao iskustva u radu na neovisnim sustavima ovjesa jer se ova tehnologija koristi u autobusnoj industriji već gotovo 30 godina.

“Današnje prednje šasije s opružnim i zračnim sustavima ovjesa tako su dobre da nema puno manevarskog prostora za neki daljnji razvoj ovih tehnologija. Uvođenjem IFS-a pišemo prva poglavlja potpuno nove knjige i mijenjamo mišljenje vozača o tome kako je to voziti kamion.”

Uvođenjem IFS-a pišemo uvodna poglavlja potpuno nove knjige i mijenjamo poimanje vozača o tome kako je to voziti kamion.

Jan Zachrisson

viši inženjer odgovoran za IFS

Prvu skicu knjige o IFS-u Volvo Trucks je predstavio prije više od 10 godina. U tom trenutku već su postojali prvi nacrti prototipa sustava, ali sam rad na razvoju nije ozbiljno započeo sve do 2008. Proteklih pet godina, Bror Lundgren vodio je projektni tim od nekih 15 ljudi koji su zajedno razvijali novu tehnologiju. 

“Zadatak nam je bio proizvesti dizajn koji će kamione Volvo učiniti najboljima na svijetu po pitanju upravljivosti i udobnosti. Kako je dio posla već bio obavljen, imali smo zaista dobru platformu na kojoj smo mogli temeljiti svoj rad, ali najvažniji dio razvoja – prijelaz iz koncepta u industrijski projekt – još uvijek je bio pred nama”, objašnjava Bror Lundgren.

Simulator trešnje.

Budući da je tehnologija IFS sustava potpuno nova u industriji kamiona, sustav je nebrojeno puta ispitan u simulatoru trešnje kompanije Volvo Trucks.

 

Bror Lundgren, koji je već imao iskustva s neovisnim sustavima ovjesa u automobilskoj industriji, nije slučajno odabran za voditelja razvoja sustava IFS kompanije Volvo Trucks.

Osnovno načelo sustava isto je za osobni automobil i za kamion – neovisni prednji ovjes čini vozilo stabilnijim i predvidljivijeg ponašanja na cesti. 

Međutim, po pitanju dizajna, sustavi se razlikuju. Najveći izazov s kojim su se susreli inženjeri kompanije Volvo Trucks bio je prostor i krutost. 

U osobnom automobilu, krutost u sustavu postiže se okvirom na koji se pričvršćuje osovina. Međutim, ovakvo rješenje nije moguće na kamionu zbog dva razloga. Prvo, motor je smješten u istom području kao i ovjes. Drugo, struktura okvira na koju je sustav pričvršćen viša je u odnosu na cestovnu površinu. Stoga se prirodna krutost iz osobnog automobila ne može prenijeti na kamion.

Rješenje je dizajn u kojem se pokretni dijelovi sustava drže zajedno pomoću dvije potkonstrukcije koje slijede donju stranu motora. 

Test na cesti.

Testno vozilo podvrgava se čitavom nizu iznimno zahtjevnih ispitivanja na testnom poligonu kompanije Volvo Trucks u Hälleredu u Švedskoj.

“Ne smije biti bočnih pomaka stoga smo se intenzivno fokusirali na postizanje krutosti strukture okvira sustava IFS koliko god je to bilo moguće”, objašnjava Bror Lundgren.

“Kad smo obavili testove na simulatoru i shvatili da će dizajn funkcionirati onako kako smo zamislili, bila je to ogromna pobjeda”, dodaje on.  

Simulacije su važna serija ispitivanja koja se provode u odjelu za razvoj kompanije Volvo Trucks u Göteborgu, Švedska. Cijeli objekt za ispitivanja lagano miriši na ulje, a svugdje se može čuti konstantno bipkanje hidrauličnog sustava koji vodi do divovskog simulatora trešnje. 

“Zovemo ga T-Rex. To je najveći simulator trešnje na svijetu. Njegova ukupna težina prelazi 1.200 tona”, kaže testni inženjer Emil Skoog, koji radi u objektu. 

Sustav klipova i cilindara trese osovinu u različitim intervalima podvrgavajući sustav IFS ekstremnim silama u simulatoru trešnje. Signali koji kontroliraju trešnju prikupljaju se u obliku podataka iz testnog vozila na testnom poligonu kompanije Volvo Trucks u Hälleredu, u predgrađu Göteborga.

“Na testnom poligonu, testno vozilo podvrgava se čitavom nizu iznimno zahtjevnih ispitivanja na cesti. Na osovini se nalaze brojni senzori koji bilježe sile i pomake tijekom ispitivanja”, objašnjava Bror Lundgren.

Kako bismo osigurali dovoljnu čvrstoću sustava, u simulatoru trešnje broj opterećenja na strukturu znatno je veći nego što će ikada biti u stvarnosti.

Bror Lundgren

voditelj projekta za IFS

Prijenosom ovih podataka u simulator trešnje, mogu se ponoviti uvjeti s testnog poligona. Korišteni podaci simuliraju samo one dijelove testnog poligona na kojima je testno vozilo bilo podvrgnuto najtežim opterećenjima. Na ovaj način, ispitivanja se vremenski optimiziraju, jer se nepotrebna vožnja i druge vrste prekida u radu mogu eliminirati.   

“Kako bismo osigurali dovoljnu čvrstoću sustava, u simulatoru trešnje broj opterećenja na strukturu znatno je veći nego što će ikada biti u stvarnosti”, objašnjava Bror Lundgren. 

Osovina se u simulatoru trešnje ispituje više stotina puta tijekom 10 tjedana. Bror Lundgren pogledava testnu osovinu u simulatoru i objašnjava važnost svih ispitivanja.

 

Ispitivanje osovina.

Osovine se u simulatoru trešnje ispituju više stotina puta tijekom 10 tjedana.

“Mi imamo odgovornost prema svojim kupcima, a ta je da ponavljamo ispitivanja sve dok ne budemo sigurni da je sustav spreman za proizvodnju. Budući da ćemo ovu novu tehnologiju koristiti u budućnosti, također je važno provjeriti kako radi. Trebamo dokumentirati stečeno znanje.”

Rezultat petogodišnjeg razvoja prvi je serijski proizvedeni sustav neovisnog prednjeg ovjesa za teške kamione na svijetu. Međutim, koje su najveće prednosti ove nove tehnologije? 

“Njegove karakteristike upravljivosti jednostavno su revolucionarne. Vi se, kao vozač, možete opustiti na potpuno drugačiji način i to stvara potpuno drugačiji osjećaj sigurnosti i stabilnosti u usporedbi s klasičnim prednjim ovjesom”, objašnjava Jan Zachrisson.  

Bror Lundgren se slaže i radi usporedbu između dvije lopte za plažu.

“Kad imate osovinu s opružnim ili zračnim ovjesom, sjedite na lopti za plažu i svojim ste osjetilima često prisiljeni suprotstaviti se pokretima kako biste zadržali ravnotežu. Ako imate IFS, jednostavno sjedite unutar lopte i imate bolju kontrolu nad situacijom. To stvara povećani osjećaj sigurnosti.” 

Vi se, kao vozač, možete opustiti na potpuno nov način i to stvara potpuno drugačiji osjećaj sigurnosti i stabilnosti u usporedbi s klasičnim prednjim ovjesom.

Jan Zachrisson

viši inženjer odgovoran za IFS

Poboljšanje u povratnim informacijama volana, postignuto upravljačkim mehanizmom sa zupčastom letvom koja je integrirana u sustav – tehnologija koja je također potpuno jedinstvena u kamionskoj industriji – odlučujući je faktor kad govorimo o fantastičnim voznim svojstvima.

U simulatoru trešnje, Emil Skoog pokreće dnevni program testiranja. Klipovi počinju raditi, a testna osovina trese se gore-dolje. Pod sa zračnim ovjesom, na kojem stoji simulator, miče se i ovi valoviti pomaci mogu se jasno osjetiti.

“U usporedbi s klasičnim upravljačkim prigonom, upravljački mehanizam za zupčastom letvom ima veću krutost, rezultat čega je izravniji odziv. Vrijeme između ideje i djelovanja kraće je i to pojačava osjećaj kontrole i sigurnosti”, dodaje Jan Zachrisson.

Bror Lundgren uvjeren je da se uvođenjem IFS-a piše novo poglavlje u povijesti automobilske industrije vezano za sustave ovjesa kotača u kamionima.

“Uspjeli smo potpuno promijeniti osjećaj vožnje kamiona. Jan Zachrisson kaže da smo napisali prvo poglavlje knjige pod naslovom IFS. Uvjeren sam da će ova knjiga imati brojna poglavlja.“ 

 

Simulator trešnje.

Sustav IFS podvrgava se ekstremnim silama u simulatoru trešnje gdje sustav klipova i cilindara trese osovinu. Kako bi izdržao ove sile, simulator trešnje leži na 1000-tonskom cementnom bloku sa zračnim ovjesom.

Kako radi: osnovne komponente IFS sustava

Izazov za dizajnere bio je stvoriti konstrukciju od više pomičnih komponenti koje će funkcionirati kao homogena cjelina. Ovo je njihovo rješenje.

1. Upravljački mehanizam sa zupčastom letvom
Pomaci volana prenose se na upravljački mehanizam sa zupčastom letvom. Pomak se zatim prenosi na vodeće zglobove na svakoj strani i zatim na polugu upravljačkog mehanizma. Iz poluge upravljačkog mehanizma, pomak prelazi na poluosovinu na kojoj se okreće kotač kamiona.

2. Amortizeri
Energiju udaraca apsorbiraju amortizeri montirani u nosač na rukavcu osovine i na gornjoj strani okvira šasije.

3. Rukavac osovine
Gornji i donji nosači, amortizeri, poluosovine, zračni jastuci ovjesa i upravljački sustav svi su spojeni na rukavac osovine. Kako bi izdržao ovo iznimno opterećenje, rukavac osovine proizveden je od jednog komada visoko čvrstog materijala. Odgovarajući zatur kotača i nagib rukavca osovine integrirani su u dizajn te nude izvrsnu upravljivost i minimalno trošenje guma.

4. Podkonstrukcija
Gornji i donji nosači montirani su na podkonstrukciju koja čitavu konstrukciju drži na svom mjestu. Ova potkonstrukcija, izrađena od lijevanog željeza, pričvršćena je na okvir šasije.

5. Dvostruke upravljačke poluge
Prednji kotači na svakoj su strani spojeni na rukavac osovine koji je neovisno ovješen u strukturi šasije pomoću jedne gornje i jedne donje upravljačke poluge. Zračna opruga, smještena između rukavca osovine i strukture okvira, nosi teret i apsorbira dinamične pokrete koje stvaraju prepreke na cestovnoj površini tijekom vožnje.

Povezani sadržaj

Prednosti Volvo dinamičkog upravljačkog sustava za vozače

Savršena stabilnost pri velikim brzinama, potpuna kontrola pri malim brzinama te značajno manji pritisak na mišiće i zglobove. Od svojeg uvođenja 2013. godine revolucionarni Volvo dinamički upravljački sustav (VDS) iz temelja je promijenio ponašanje ...

Hibridna revolucija – godine istraživanja i razvoja

U lipnju 2011. godine, kompanija Volvo Trucks isporučila je kupcu prvi hibridni kamion. Danas je aktivno više od 50 Volvo FE hibrida. U te kamione uloženi su dugogodišnje istraživanje i razvoj, a hibridne tehnologije kompanije Volvo Trucks pokazuju ...

Promjena stupnja prijenosa u niži

Predstavljen je novi član obitelji I-Shift: I-Shift sa stupnjevima prijenosa za sporu vožnju. Novi stupnjevi prijenosa omogućuju kretanje iz stanja mirovanja s teretom teškim do 325 tona....

Filtriranje članaka

5 true 5