TRUCKS
Industria autocamioanelor este conservatoare când vine vorba de tehnologii noi. Din acest motiv, Volvo Trucks a surprins pe mulți atunci când a prezentat prima suspensie față individuală (IFS) pentru autocamioane.
Inginerul senior Jan Zachrisson explică de ce a creat IFS atâta vâlvă atunci când a fost lansat în toamna anului 2012. „Anumite părți din sistemele de suspensie de azi se bazează, în principal, pe aceeași tehnologie utilizată la carele trase de cai din secolul 18. Separarea roților de pe șasiul din față, pentru a funcționa independent, reprezintă o revoluție în domeniul autocamioanelor grele.”
Înainte să înceapă lucrul la sistemul IFS, Zachrisson a fost implicat în îmbunătățirea șasiului față existent cu suspensie pneumatică pentru Volvo FH. În cadrul diviziei Volvo Buses, el a mai lucrat cu sisteme individuale de suspensie, deoarece această tehnologie este utilizată de aproape 30 de ani în domeniul producției de autobuze.
„Suspensiile față pneumatice sau cu arcuri cu foi de astăzi sunt atât de bune încât nici nu mai pot fi dezvoltate prea mult. Odată cu introducerea IFS, scriem primele capitole dintr-o carte cu totul nouă și modificăm abordarea șoferilor în ceea ce privește senzațiile atunci când conduc un autocamion.”
Odată cu introducerea IFS, scriem primele capitole dintr-o carte cu totul nouă și modificăm abordarea șoferilor în ceea ce privește senzațiile atunci când conduc un autocamion.
Prima schiță a cărții despre IFS a fost prezentată de Volvo Trucks cu peste 10 ani în urmă. În acel moment, au fost desenate primele prototipuri ale sistemului, însă abia în 2008 a început cu adevărat munca de dezvoltare. În ultimii cinci ani, Bror Lundgren a condus echipa proiectului compusă din 15 oameni și, împreună, au dezvoltat noua tehnologie.
„Ni s-a încredințat sarcina de a produce un design care să ducă autocamioanele Volvo pe primul loc în lume în ceea ce privește manevrabilitatea și confortul. Având în vedere că o parte din muncă era deja realizată, am beneficiat de o platformă foarte bună pe care să lucrăm, însă cea mai importantă lucrare de dezvoltare – tranziția de la concept la proiect industrial – urmează a fi realizată în viitor”, explică Bror Lundgren.
Nu este o coincidență faptul că Bror Lundgren, cu experiența sa în sistemele individuale de suspensie din industria auto, a fost ales să conducă dezvoltarea sistemului IFS al Volvo Trucks.
Principiul de bază pentru sistem este același pentru automobile și autocamioane – suspensia individuală a roților sporește stabilitatea și manevrabilitatea vehiculelor.
Când vine vorba de design, însă, sistemele diferă. Cele mai mari provocări pentru inginerii Volvo Trucks au reprezentat-o spațiul și rigiditatea.
Într-un automobil, rigiditatea sistemului este creată prin intermediul cadrului la care este atașată puntea. Acest tip de soluție este, însă, imposibil pentru autocamioane, din două motive. Primul este acela că motorul este poziționat în aceleași zone cu suspensia. Al doilea motiv este că structura cadrului la care este atașat sistemul se află la o înălțime mai mare față de suprafața drumului. Drept rezultat, rigiditatea naturală dintr-un automobil nu poate fi recreată într-un autocamion.
Soluția o reprezintă un design în care piesele mobile ale sistemului sunt legate de două subcadre ce trec pe sub motor.
„Nu trebuie să existe mișcări laterale, așa că ne-am concentrat masiv asupra rigidizării cât mai mult posibil a structurii cadrului sistemului IFS”, explică Bror Lundgren.
„După ce am trecut probele de pe bancul de testare și am realizat că designul va funcționa cum ne-am dorit noi, ne-am dat seama că am obținut o mare victorie”, adaugă acesta.
Testele realizate cu bancul de testare reprezintă o serie de teste importante efectuate în departamentul de testare Volvo Trucks din Göteborg, Suedia. Întreaga zonă de testare miroase în permanență a ulei, iar de la sistemul hidraulic ce duce la standul gigantic se aude un zgomot în întreaga unitate.
„Noi îi spunem T-Rex. Este cel mai mare stand de testare din lume. Greutatea sa totală depășește 1.200 de tone”, spune inginerul de testare Emil Skoog, care lucrează în unitate.
Un sistem de pistoane și cilindri agită puntea la intervale diferite, supunând sistemul IFS la forțe extreme pe bancul de testare. Semnalele ce controlează solicitarea punții au fost colectate sub formă de date de la un vehicul de test din poligonul Volvo Trucks din Hällered, lângă Göteborg.
„În poligonul de testare, vehiculul este supus la numeroase probe de rulare dificile. Pe punte, există un număr de senzori care înregistrează forțele și mișcările în timpul testelor”, explică Bror Lundgren.
Pe bancul de testare, numărul de încărcări ale structurii este mult mai mare decât ar putea fi în viața reală, pentru a asigura că sistemul este suficient de solid.
Prin transferul acestor date și utilizarea lor pe bancul de probe, pot fi recreate condițiile din poligonul de testare. Datele sunt utilizate doar pentru a simula părți din poligon în care vehiculul este supus celor mai grele sarcini. În acest mod, testele sunt optimizate din punct de vedere al timpului, deoarece rularea inutilă și ceilalți timpi morți pot fi eliminați.
„Pe bancul de testare, numărul de încărcături de pe structură este mult mai mare decât ar putea fi în viața reală, pentru a asigura că sistemul este suficient de solid.” explică Bror Lundgren.
Puntea este testată de sute de ori pe bancul de testare pe o perioadă de 10 săptămâni. Bror Lundgren privește la puntea testată pe banc și explică importanța tuturor probelor.
„Avem o responsabilitate față de clienții noștri de a testa și a continua să testăm până când suntem siguri că sistemul este pregătit pentru producție. Având în vedere că urmează să utilizăm această nouă tehnologie în viitor, este, de asemenea, important să verificăm cum funcționează. Trebuie să documentăm cunoștințele pe care le căpătăm.”
Rezultatul celor cinci ani de muncă de dezvoltare este primul sistem IFS pentru autocamioane mari fabricat în serie. Totuși, care sunt cele mai mari avantaje ale acestei tehnologii noi?
„Proprietățile sale în ceea ce privește manevrabilitatea sunt revoluționare. Ca șofer, te poți relaxa într-un mod cu totul diferit, iar noua tehnologie îți creează o senzație cu totul diferită de siguranță și stabilitate în comparație cu suspensia față convențională”, explică Jan Zachrisson.
Bror Lundgren este de acord și face o comparație între două mingi.
„Cu o punte cu suspensie pneumatică sau cu arcuri cu foi, stai pe minge și ești forțat adesea să contracarezi mișcările pentru a menține echilibrul. Cu IFS, stai în interiorul mingii și ai un control mai bun asupra situației. Acest lucru sporește senzația de siguranță.”
Ca șofer, te poți relaxa într-un mod cu totul nou, iar noua tehnologie îți creează o senzație cu totul diferită de siguranță și stabilitate în comparație cu suspensia față convențională.
Îmbunătățirea răspunsului volanului, care se datorează integrării în sistem a casetei de direcție cu cremalieră și pinion – o tehnologie, de asemenea, unică în industria autocamioanelor – este un factor decisiv când vine vorba de caracteristici de rulare fantastice.
Pe bancul de testare, Emil Skoog își începe programul zilnic. Pistoanele încep să funcționeze și puntea de testare este agitată în sus și în jos. Podeaua suspendată pe care este amplasat bancul de testare se mișcă și pot fi simțite în mod clar mișcările în valuri.
„În comparație cu caseta de direcție convențională, cea cu cremalieră și pinion este un sistem de direcție mai rigid ceea ce conduce la un răspuns mai direct. Timpul dintre intenție și acțiune este mai scurt, sporindu-se, astfel, sentimentul de control și siguranță”, adaugă Jan Zachrisson.
Odată cu introducerea IFS, Bror Lundgren este convins că se va scrie un nou capitol în istoria ingineriei auto, în ceea ce privește sistemele de suspensie din industria autocamioanelor.
„Am reușit să redefinim senzația pe care ți-o dă condusul unui autocamion. Jan Zachrisson spune că am scris primul capitol în cartea intitulată IFS. Sunt convins că această carte va conține numeroase capitole.”
Provocarea pentru designeri a fost să creeze un design cu câteva componente mobile, care ar funcționa ca o unitate solidă. Aceasta este soluția lor.
1. Casetă de direcție cu cremalieră și pinion
Mișcările volanului sunt transferate către caseta de direcție cu cremalieră și pinion. Mișcarea este, apoi, transferată către bara de direcție interioară și pivoții de pe fiecare parte și, mai apoi, către brațele de direcție. De la brațul de direcție, mișcarea trece în arborele punții, după care roata camionului se învârte.
2. Amortizoare
Energia de impact este absorbită de amortizoarele montate între o consolă de pe suport și cadrul șasiului de deasupra.
3. Suport
Brațele de sprijin superior și inferior, amortizoarele, arborii punții, pernele de aer și sistemul de direcție sunt conectate toate la suport. Pentru a rezista solicitărilor severe, suportul este fabricat dintr-o singură bucată de material foarte solid. Înclinarea corectă a unghiului de fugă și a pivotului este integrată în design și oferă o manevrabilitate extraordinară și o uzură minimă a cauciucurilor.
4. Structura subcadrului
Brațele de sprijin superior și inferior sunt montate pe un subcadru care fixează întreaga structură. Structura subcadrului, care este fabricată din fontă, este atașată la cadrul șasiului.
5. Brațe duble de control
Roțile din față sunt conectate pe fiecare parte la un suport și sunt suspendate independent pe structura șasiului cu un braț de control superior și unul inferior. O pernă de aer, poziționată între suport și structura cadrului, suportă sarcina și absoarbe mișcările dinamice generate de obstacolele de pe suprafața drumului în timpul rulării.