University of Oulu

VAK-säiliöajoneuvoyhdistelmien (67 tonnia) ajoseurantatutkimus Suomen tiereiteillä 2016–2018 : loppuraportti

Saved in:
Author: Pirnes, Ville1; Tuutijärvi, Miro-Tommi1; Haataja, Mauri1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Mechanical Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 5.4 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526221502
Language: Finnish
Published: Oulu : University of Oulu, 2018
Publish Date: 2018-12-11
Description:

Tiivistelmä

Kiitosimeon Oy on ottanut käyttöön uuskonstruktiona kaksi vaarallisten aineiden kuljetukseen tarkoitettua HCT-yhdistelmää. HCT-yhdistelmät koostuvat vetoautosta ja puoliperävaunusta. Toinen yhdistelmistä on tarkoitettu rikkihapon kuljetukseen ja toinen kloraatin ja suolan meno-paluukuljetuksiin. Yhdistelmien sallittu kokonaismassa on 67 tonnia. Vertailuyhdistelminä tutkimuksessa ovat saman kuljetustehtävän vetoauton ja varsinaisen perävaunun yhdistelmät. Tässä tutkimuksessa vertailtiin saman kuljetustehtävän yhdistelmien ominaisuuksia toisiinsa ajodynamiikkamittauksin ja teoreettisin mallinnuksin.

Yhdistelmiin asennettu mittauslaitteisto sisälsi sivuttaiskiihtyvyyden mittauksen vetoauton etuakselilla, painopisteessä, täysperävaunujen etutelissä, perävaunujen painopisteessä ja viimeisen akselin kohdalla. Samoista pisteistä mitattiin myös ajoneuvoyksiköiden pystykiertymäkulmanopeudet, perävaunun taaimmaisesta mittauspisteestä mitattiin perävaunun kallistuskulmanopeus. Yhdistelmien ajoneuvoyksiköiden takatelien akseleihin asennettiin venymäliuskoja pyöräkuormien mittausta varten. Mittauslaitteistoon kuului myös ohjauskulman mittaus vaijerianturilla ja GSP paikan ja nopeuden määrittämistä varten. Mittausjärjestelmä, mikäli mahdollista, liitettiin yhdistelmän vetoauton tietojärjestelmään, josta tallennettiin ajoneuvon omien anturien tietoja. Yhdistelmillä suoritettiin myös ISO 3888-1 standardin mukaiset kaksoiskaistanvaihtokokeet.

Tarkasteltavista ajoneuvoyhdistelmistä määritettiin simulointimallit MSC Adams/Car -ohjelmistolla. Simulointimallit validoitiin suoritettujen ajokokeiden tuloksiin tukeutuen. Simulointiympäristössä ajoneuvoyhdistelmillä suoritettiin ISO 14791 standardin mukaiset kaistanvaihtokokeet sekä taajuusvastetarkasteluja varten muuttuvan siniaalto-ohjausherätteen ajokokeet.

Tutkimus aloitettiin rikkihapon kuljetukseen tarkoitetuista yhdistelmistä. Yhdistelmät varustettiin mittauslaittein lokakuussa 2016 ja mittaukset jatkuivat elokuuhun 2017 saakka. Yhdistelmillä suoritettiin ISO 3888-1 kaksoiskaistanvaihtokokeet Seinäjoella 10.8.2017 täydellä ja vajaalla vesikuormalla. Kokeiden tuloksista määritettiin sivuttaiskiihtyvyyden ja pystykiertymäkulmanopeuden vahvistumiskertoimet, RA-arvot. HCT-yhdistelmä käyttäytyi RA-arvojen perusteella kokeessa huomattavasti vakaammin. Ajonopeudella 54–56 km/h ja täydellä kuormalla HCT-yhdistelmän sivuttaiskiihtyvyyden RA-arvot olivat 0,9–1,0 ja pystykiertymäkulmanopeuden 0,8–0,9 mittauspisteestä riippumatta. Vertailuyhdistelmän sivuttaiskiihtyvyyden RA-arvot olivat vastaavalla ajonopeudella 1,46–1,68 (perävaunun viimeiselle akselille) ja pystykiertymäkulmanopeuden RA-arvot 1,46–1,56 (perävaunun painopisteeseen). Kuorman vajentamisella ei ollut merkittävää vaikutusta RA-arvoihin. Havaittiin kuitenkin, että kokeen lopussa yhdistelmän suoristamisen jälkeen varsinainen perävaunu heilahteli kauemmin kuin täydellä kuormalla.

Tavanomaisessa liikenteessä rikkihappokuormalla HCT-yhdistelmässä esiintyi vähemmän alle 0,03 g sivuttaiskiihtyvyyksiä kuin vertailuyhdistelmässä. Yli 0,1 g sivuttaiskiihtyvyyksiä esiintyi molemmissa yhdistelmissä suurin piirtein saman verran, kun otettiin huomioon kaikki ajonopeudet. Yli 70 km/h nopeuksissa suurimmassa osassa tutkituista ajanjaksoista HCT-yhdistelmässä ylittyi 0,1 g sivuttaiskiihtyvyys harvemmin kuin vertailuyhdistelmässä. 0,2 g sivuttaiskiihtyvyys ylittyi useimmissa tutkituissa ajanjaksoissa useammin vertailuyhdistelmässä kuin HCT-yhdistelmässä. Yli 70 km/h nopeuksissa 0,2 g sivuttaiskiihtyvyyden ylityksiä tapahtui erittäin harvoin. Kuormaamattomissa yhdistelmissä 0,1 g sivuttaiskiihtyvyys ylittyi yleensä HCT-yhdistelmässä useammin kuin vertailuyhdistelmässä.

Suolan ja kloraatin meno-paluukuljetuksiin tarkoitetut yhdistelmät anturoitiin syys- ja lokakuussa 2017 ja mittaukset jatkuivat toukokuuhun 2018 saakka. Kaksoiskaistanvaihtokokeet yhdistelmillä suoritettiin Seinäjoella 27.10.2017. Yhdistelmät oli kuormattu suolalla. Kaksoiskaistanvaihtokokeissa HCT-yhdistelmän sivuttaiskiihtyvyyksien RA-arvot nopeusalueella 58–62 km/h olivat 1,15–1,22 perävaunun viimeisen akselin kohdalta määritettynä ja pystykiertymäkulmanopeuden RA-arvot olivat 0,95–1,02. Vertailuyhdistelmän sivuttaiskiihtyvyyden suurimmat RA-arvot olivat 1,22–1,42 perävaunun etuteliltä määritettynä ja pystykiertymäkulmanopeuden 1,37–1,48 samoin etuteliltä määritettynä. Voidaan todeta, että kaksoiskaistanvaihtokokeessa HCT-yhdistelmä käyttäytyi vertailuyhdistelmää vakaammin.

Normaalissa tieliikenteessä kloraatti- ja suolakuormauksella vertailuyhdistelmän perävaunussa esiintyi 0,03 g sivuttaiskiihtyvyyden ylityksiä enemmän kuin HCT-yhdistelmässä. 0,1 g ja 0,2 g sivuttaiskiihtyvyyden ylityskertojen osalta yhdistelmien paremmuusjärjestys vaihteli eri kuukausina epäsäännönmukaisesti. Osittain tulokseen mahdollisesti vaikutti se, että yhdistelmien kuormaus ja reitti vaihtelevat sen verran usein, että ennalta valituilta tarkastelupäiviltä ei välttämättä saatu toisen yhdistelmän osalta kuin yksi ajo.

Simuloiduissa ajokokeissa HCT-yhdistelmät käyttäytyivät huomattavasti vertailuyhdistelmiä vakaammin. Kaistanvaihtokokeessa täyteen kuormattujen HCT-yhdistelmien RA-arvot olivat pystykiertymäkulmanopeudesta määritettyinä 57–58 % ja sivuttaiskiihtyvyydestä määritettyinä 51–57 % pienempiä kuin vastaavilla vertailuyhdistelmillä, jonka lisäksi HCT-yhdistelmien kiertoheilahtelun vaimennuskertoimet olivat 72–90 % suurempia. Kallistumisstabiliteetin osalta HCT-yhdistelmien dynaamisen kuormansiirtymäkertoimen arvot olivat 37–39 % pienempiä kuin vertailuyhdistelmillä. HCT-yhdistelmät olivat lisäksi huomattavasti vähemmän herkkiä virheellisen tai osittaisen nestekuormauksen aiheuttamalle epävakaudelle.

Tulosten perusteella HCT-yhdistelmä on vakaampi kuin vetoauton ja varsinaisen perävaunun yhdistelmä etenkin ääritilanteissa. Normaaliliikenteessä varsinaisissa perävaunuissa esiintyy koko ajan pientä sivuttaisliikettä, mitä ei puoliperävaunussa esiintynyt niin suurena.

see all

Series: Raportti / Oulun yliopisto, konetekniikka
ISSN: 2342-2599
ISSN-L: 2342-2599
ISBN: 978-952-62-2150-2
ISBN Print: 978-952-62-2149-6
Issue: 8
Subjects:
Copyright information: © University of Oulu, 2018. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.