spacer.png, 0 kB
Volg Cursor via Twitter Volg Cursor via Facebook Cursor RSS feed
spacer.png, 0 kB

spacer.png, 0 kB


In exotische oorden zijn de temperatuur en luchtvochtigheid vaak hoger dan in Nederland.
Cursor in PDF formaatCursor als PDF
Special Cursor 50 jaarSpecial Cursor 50 jaar
PrintE-mail Tweet dit artikel Deel dit artikel op Facebook

Alle hobbels uit de weg voor truckchauffeurs

20 mei 2010 - Truckers brengen talloze uren door op de weg. Een goede cabinevering kan deze kilometervreters veel fysiek ongemak besparen. Promovendus ir. Willem-Jan Evers onderzocht de mogelijkheden voor een actieve vering, met een actuator onder elke hoek van de cabine. Vandaag promoveert de Werktuigbouwkundige in Kasteel Helmond, nabij het zenuwcentrum van de Nederlandse auto-industrie. De ceremonie wordt opgefleurd met de aanwezigheid van een prototype truck van TNO Automotive met actieve stabilisatie.
Promovendus Willem-Jan Evers.
Foto: Bart van Overbeeke

Iedereen die wel eens met de auto richting de Middellandse Zee is gereisd, zal meevoelen met vrachtwagenchauffeurs die deze trip wekelijks maken. Een beetje comfort voor de truckers is dan ook geen overbodige luxe; dat blijkt ook uit de oververtegenwoordiging van de chauffeurs in de behandelkamers van fysiotherapeuten en chiropractors. De lange dagen op de weg zijn al zwaar genoeg zonder dat je ook nog eens elk hobbeltje voelt.

Maar het gaat niet alleen om kleine hobbels: ook de grotere, tragere bewegingen zijn hinderlijk. Zo kan de zetel van de chauffeur in de cabine ‘rollen’ (van links naar rechts schommelen) als gevolg van een stuuractie en ‘dompen’ (een beweging van voor naar achteren) bij remmen of hard optrekken. Het juiste veersysteem kan deze bewegingen vrijwel volledig uitdempen, maar het nadeel hiervan is dat de chauffeur nauwelijks nog voelt wat zijn auto doet: pas als de vrachtwagen omligt heeft hij bij wijze van spreken door dat hij een te scherpe bocht heeft genomen. En dat is uiteraard onwenselijk. “Het is daarom altijd een afweging tussen comfort en de mate van terugkoppeling van het rijgedrag”, zegt Willem-Jan Evers. “Een te comfortabele vering kan leiden tot te zelfverzekerd rijgedrag en dat kan ongelukken tot gevolg hebben.”

Het comfort van de chauffeurs is nooit het belangrijkste aandachtspunt geweest in de vrachtindustrie, een branche die een moordende concurrentie kent en waarin elke cent telt. Trucks moeten vooral zuinig rijden en het lang volhouden - een vrachtwagen gebouwd voor lange afstanden legt in zijn leven meer dan anderhalf miljoen kilometer af. Toch is er in de afgelopen eeuw veel verbeterd aan de veersystemen die de lange ritten voor zowel de chauffeur als de kostbare lading comfortabeler moeten maken. De 21ste eeuw heeft op dit vlak daarentegen nog weinig vooruitgang mogen aanschouwen, zegt Evers. Dat ligt volgens hem vooral aan het feit dat de passieve veersystemen (die geen energie kosten) inmiddels aardig uitontwikkeld zijn. Het is daarom tijd voor de volgende stap: (semi-)actieve vering, waarbij het veersysteem reageert op bewegingen van de auto als gevolg van oneffenheden op de weg of het rijgedrag van de chauffeur.

“Het probleem is alleen dat die actieve regeling eigenlijk geen energie mag kosten, anders is het niet rendabel”, zegt Evers. Hydraulische systemen vallen volgens hem daarom bij voorbaat al af. “Elektrische systemen hebben meer potentie aangezien je daarbij een deel van de energie kunt hergebruiken. Maar ik ken geen geschikte commerciële elektromotoren die de benodigde kracht kunnen leveren.“ Daarom werd in zijn promotieproject, dat Evers uitvoerde in samenwerking met DAF en TNO, gekozen voor een alternatief: een actieve vering met variabele geometrie. Voortbouwend op een ooit aan de TU Delft ontwikkeld concept, de Delft Active Suspension, bestudeerde Evers een door TNO gepatenteerd nieuw ontwerp: de electromechanical Low-Power Active Suspension (eLPAS). Dit veersysteem gebruikt een veer die aangrijpt op een variabele plek langs een hefboom die op zijn beurt weer in verbinding staat met de cabine. De eLPAS heeft een laag energieverbruik - mits op de juiste manier aangestuurd.

Het bijzondere aan de eLPAS is dat het energieverbruik afhankelijk is van de verandering in de kracht op het systeem en niet van de totale kracht: zolang de krachtsverandering beperkt blijft, is het systeem energiezuinig. Het is dus zaak omde krachtsvariaties te beperken. Daarbij is eLPAS een veringsysteem voor de cabine en niet voor het voertuig zelf. “Het oorspronkelijke Delftse systeem was ontwikkeld voor de primaire vering in personenauto’s. Als die vering het begeeft, gaat het echt goed mis. Dat is eigenlijk te riskant. Gaat de cabinevering daarentegen kapot, dan kun je de truck nog rustig naar de kant van de weg brengen en de wegenwacht bellen.”

Om het nieuwe veersysteem te analyseren maakte Evers een computermodel dat hij valideerde met metingen van een met extra sensoren uitgeruste DAF XF-truck met trailer. Het model beschrijft alle mogelijke bewegingen die de truck en de cabine kunnen maken. Vervolgens maakte hij op basis van dit computermodel een virtuele vrachtwagen met een eLPAS onderin elk hoekpunt van de cabine. Dat levert een comfortwinst op van 16 procent tot 28 procent (afhankelijk van het toegestane energieverbruik), gemeten naar de verticale beweging van de chauffeur. Significant, volgens Evers: “Je moet het vergelijken met de laatste grote comfortverbetering, de introductie van de luchtgeveerde cabine van twintig jaar geleden. Dat leverde tien tot twintig procent comfortwinst op. De winst die je behaalt met de eLPAS zou je nog kunnen verhogen door verschillende standen te gebruiken voor verschillende typen wegdek; voor een glad wegdek stel je de vering dan anders in dan voor een hobbelig wegdek.”

De eLPAS heeft dus veel potentie, maar er moet wel iemand met de verdere ontwikkeling aan de slag, zegt Evers. “De vraag is: wie heeft het lef om dit op te pakken? De ontwikkelkosten van een systeem als eLPAS zullen hoog zijn, maar ik geloof echt dat het een kwestie van tijd is voordat dit soort actieve vering, met een actuator onder elke hoek van de cabine, gemeengoed is.” (TJ)/.