Tiivistelmä

Tässä tutkimuksessa on selvitetty 12:n eri tyyppisen puutavaran kuljetukseen tarkoitetun ajoneuvoyhdistelmän stabiliteettia ja kääntyvyyttä laskennallisin menetelmin. Ajoneuvoyhdistelmätyyppien vertailemista varten ajoneuvoyhdistelmistä määritettiin 48 perusmitoitusta ja mitoitustarkasteluja varten 5820 erilaista mitoitusta yhteensä kahdelle erilaiselle ajoneuvoyhdistelmätyypille. Tarkasteltavista ajoneuvoyhdistelmistä määritettiin simulointimallit Adams-monikappaledynamiikkaohjelmistolla. Kahdelle ajoneuvoyhdistelmälle suoritettiin validointi kokeellisiin mittauksiin tukeutuen. Tarkasteltavien ajoneuvoyhdistelmien kokonaispituudet ja kokonaismassat vaihtelevat välillä 14,33–47,69 m ja 49–124 t. Ajoneuvoyhdistelmien kuormat muodostuvat yhdestä tai useammasta 17 t puutavaranipusta. Tutkimuksen tavoitteena on vertailla erityyppisten ajoneuvoyhdistelmien sekä eri mitoitusvaihtoehtojen vaikutusta ajoneuvoyhdistelmän stabiliteettiin mahdollisimman tasapuolisesti.

Ajoneuvoyhdistelmien stabiliteettitarkastelut on suoritettu simuloimalla ISO 14791 -standardin mukaiset ajokokeet Adams-ohjelmistolla. Simuloituja ajokokeita olivat muuttuvan siniaalto-ohjausherätteen ajokoe, kaistanvaihtokoe sekä pulssiohjausherätekoe. Kääntyvyys- ja mitoitustarkasteluissa on käytetty TrailerWin ja CornerWin-ohjelmistoja. Ajokokeiden simulointituloksista sekä kääntyvyystarkastelujen tuloksista on määritetty lineaariregressiomallit Matlab-ohjelmistolla.

Ajoneuvoyhdistelmätyyppien vertailun tulosten perusteella stabiliteetiltaan parhaita ovat ajoneuvoyhdistelmät, jotka muodostuvat kallistumiskytketyistä ajoneuvoyksiköistä. Kolme- ja nelinivelisten ajoneuvoyhdistelmien tapauksessa stabiliteetin kannalta on edullista, jos edes ajoneuvoyhdistelmän viimeiset ajoneuvoyksiköt ovat kallistumiskytkettyjä. Useampinivelisten kallistumiskytkettyjen ajoneuvoyhdistelmien kääntyvyys on ongelmallinen johtuen vetopöydän sijainnista. Ajoneuvoyhdistelmän stabiliteetin kannalta ei ole huomattavaa eroa sillä, onko ajoneuvoyhdistelmän kuorma-auton neljä- tai viisiakselinen.

Mitoitustarkastelun tulosten perusteella ETT-tyyppisellä ajoneuvoyhdistelmällä on enemmän liikkumavaraa haettaessa hyvää kompromissia stabiliteetin ja kääntyvyyden välillä kuin A-double-tyyppisellä ajoneuvoyhdistelmällä. Erityisesti A-double tyyppisen ajoneuvoyhdistelmän tapauksessa vaaditaan kääntyvyyttä parantavia apuvälineitä riittävän stabiliteetin ja kääntyvyyden saavuttamiseksi.

Rengastuksen vaikutuksen tulosten perusteella A-double tyyppisen ajoneuvoyhdistelmän sivuttaisstabiliteettia voidaan parantaa huomattavasti matalan kitkan olosuhteissa, jos ajoneuvoyhdistelmän kaikilla akseleilla on hyväkuntoiset ja olosuhteisiin sopivat renkaat, so. talvirenkaat talvikaudella. Jos edellä mainittu ei ole mahdollista, myös ajoneuvoyhdistelmän viimeisten akselien tai teliakseliston varustaminen hyväkuntoisilla ja olosuhteisiin sopivalla rengastuksella parantaa ajoneuvoyhdistelmän sivuttaisstabiliteettia huomattavasti.

Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää arvioitaessa erilaisten mitoitusten vaikutusta ajoneuvoyhdistelmien stabiliteettiin, kun ajoneuvoyhdistelmä on varustettu korkealla ja tasan jakautuneella kiinteällä kuormalla. Tuloksia voidaan hyödyntää myös arvioitaessa jatkokehitystarpeita liittyen nykyistä pidempiin ja raskaampiin ajoneuvoyhdistelmiin.