Hydrostaattisen ajovoimansiirron soveltuvuus tela-ajoneuvoon ohjattavuuden kannalta
Nikkari, Jussi (2014)
2014
Teknis-luonnontieteellinen koulutusohjelma
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2014-04-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201405211186
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201405211186
Tiivistelmä
Tela-ajoneuvon ohjausjärjestelmä on monimutkainen akseleista, vaihteistoista, jarruista ja märkäkytkimistä koostuva laite. Ohjausjärjestelmän ominaisuudet vaikuttavat huomattavasti ajoneuvon käytettävyyteen, polttoaineenkulutukseen, suorituskykyyn ja huollettavuuteen. Tässä työssä tutkitaan hydrostaattisen ja hydromekaanisen ohjausjärjestelmän ja ajotehonsiirtojärjestelmän soveltuvuutta tela-ajoneuvoon.
Ensin tarkastellaan sellaisia aiemmin toteutettuja ohjausjärjestelmiä, joihin nykyaikaiset järjestelmät pohjautuvat. Jokaisen järjestelmän toiminta esitellään ja lisäksi kerrotaan niiden ominaisuudet. Tällä on tarkoitus saada vertailupohjaa myöhemmin esiteltäville ja simuloitaville järjestelmille.
Simuloinnilla tutkittavat järjestelmät ovat hydrostaattinen ajotehonsiirto- ja ohjausjärjestelmä ja hydrostaattisella CVT:llä (Constantly Variable Transmission) ohjattu mekaaninen ajotehonsiirtojärjestelmä. Samat järjestelmät simuloidaan erikokoisiin ajoneuvoihin skaalattavuuden tutkimiseksi. Mallien moottoritehot, massat ja suorituskykyarvot on pyritty saamaan vastaavanlaiseksi kuin on olemassa olevissa ajoneuvoissa. Simulointimalleista ajettavat tulokset ovat tehon käyttö, ohjausliikkeet, huippunopeus ja jyrkän mäen nousu.
Simuloinnissa havaittiin, että järjestelmät ovat hyvin skaalautuvia ja kaikkiin tavoitteisiin päästiin suorituskyvyn osalta. Hydrostaattinen järjestelmä osoittautui kuitenkin hyötysuhteeltaan huonommaksi kuin hydromekaaninen järjestelmä. Lisäksi hydrostaattisen ajoneuvon ohjausominaisuudet kärsivät suorituskyvyn äärirajoilla. Hydrostaattisessa järjestelmässä käyttökustannukset ovat suurempien tehohäviöiden takia suuremmat kuin hydromekaanisessa. Samaten hydrostaattisen järjestelmän tuottama hukkalämpö ja erityisesti hukkalämmön haihduttaminen aiheuttaa käytännön toteutuksen kannalta ongelmia. Hydromekaaninen järjestelmä osoittautui toteutuskelpoisemmaksi ja yksinkertaisemmaksi valmistaa ja käyttää.
Ensin tarkastellaan sellaisia aiemmin toteutettuja ohjausjärjestelmiä, joihin nykyaikaiset järjestelmät pohjautuvat. Jokaisen järjestelmän toiminta esitellään ja lisäksi kerrotaan niiden ominaisuudet. Tällä on tarkoitus saada vertailupohjaa myöhemmin esiteltäville ja simuloitaville järjestelmille.
Simuloinnilla tutkittavat järjestelmät ovat hydrostaattinen ajotehonsiirto- ja ohjausjärjestelmä ja hydrostaattisella CVT:llä (Constantly Variable Transmission) ohjattu mekaaninen ajotehonsiirtojärjestelmä. Samat järjestelmät simuloidaan erikokoisiin ajoneuvoihin skaalattavuuden tutkimiseksi. Mallien moottoritehot, massat ja suorituskykyarvot on pyritty saamaan vastaavanlaiseksi kuin on olemassa olevissa ajoneuvoissa. Simulointimalleista ajettavat tulokset ovat tehon käyttö, ohjausliikkeet, huippunopeus ja jyrkän mäen nousu.
Simuloinnissa havaittiin, että järjestelmät ovat hyvin skaalautuvia ja kaikkiin tavoitteisiin päästiin suorituskyvyn osalta. Hydrostaattinen järjestelmä osoittautui kuitenkin hyötysuhteeltaan huonommaksi kuin hydromekaaninen järjestelmä. Lisäksi hydrostaattisen ajoneuvon ohjausominaisuudet kärsivät suorituskyvyn äärirajoilla. Hydrostaattisessa järjestelmässä käyttökustannukset ovat suurempien tehohäviöiden takia suuremmat kuin hydromekaanisessa. Samaten hydrostaattisen järjestelmän tuottama hukkalämpö ja erityisesti hukkalämmön haihduttaminen aiheuttaa käytännön toteutuksen kannalta ongelmia. Hydromekaaninen järjestelmä osoittautui toteutuskelpoisemmaksi ja yksinkertaisemmaksi valmistaa ja käyttää.