Perävaunun keskelle on rakennettu mittauslaitteistolla varustettu oma akseli, johon mitattava rengas asennetaan (kuva: Ville Pirnes)

Oulun yliopiston auto- ja työkonetekniikan tutkimusryhmä on kehittänyt kuorma-auton perävaunuun laitteiston, jolla voidaan mitata monipuolisesti raskaan ajoneuvon renkaiden käyttäytymistä erilaisilla ajoalustoilla. Rengasvoimien vaikutusta ajodynamiikkaan koskevan tutkimustiedon avulla voidaan kehittää raskaiden ajoneuvojen rengas- ja ajoturvallisuutta sekä energiatehokkuutta.

Mittausperävaunu on perusrakenteeltaan neliakselinen kuorma-auton varsinainen perävaunu. Perävaunun runko on katkaistu keskeltä, ja siihen on rakennettu mittauslaitteistolla varustettu oma akseli, johon mitattava rengas asennetaan. Mitattavaa rengasta voidaan kuormittaa aina kuuteen tonniin saakka, kääntää pystyakselin ja pitkittäisakselin ympäri ja tulevaisuudessa myös jarruttaa omana kokonaisuutena. Renkaan ja tien kontaktipinnan vuorovaikutusta mitataan kameratekniikalla ja lukuisilla erilaisilla antureilla, joiden välittämä data käsitellään tarkoitusta varten kehitetyllä ohjelmistolla.

Mittauslaitteen konstruktio ja perävaunun rakenteen muutokset on suunniteltu koneensuunnittelun tutkimusryhmän diplomityönä ja toteutettu yliopiston konepajalla. Mittausohjelmisto on kehitetty yhdessä Oulun yliopiston Älykkäät koneet ja järjestelmät-tutkimusyksikön kanssa.

Älykkäällä mittausperävaunulla pystytään keräämään tietoa renkaiden toiminnasta erilaisilla ajoalustoilla entistä tarkemmin, nopeammin ja monipuolisemmin. Raskaan kaluston eri rengasparametrien kuten rengaspaineen, renkaan lämpötilan, kuluneisuuden tai kumin kovuuden vaikutuksen tutkimus erilaisilla ajoalustoilla ja laajalla nopeusalueella läpi renkaan elinkaaren on uraauurtavaa tutkimusta. Erityisen mielenkiinnon kohteena ovat erityyppiset talviset ajoalustat, joista raskaiden ajoneuvojen renkaiden osalta ei ole juurikaan tutkimustietoa. Mittaustulosten avulla voidaan myös simuloida ajoneuvojen ja ajoneuvoyhdistelmien käyttäytymistä erilaisilla renkailla ja ajoalustoilla.

Ajoneuvon renkaiden voimantuoton tutkimus muodostaa kulmakiven ajodynamiikan tutkimukselle, sillä vain rengasvoimat pitävät ajoneuvon halutulla ajoradalla. Tämä on erityisen tärkeää selvitettäessä nykyistä raskaampien ajoneuvoyhdistelmien käyttöönottoa sekä tutkittaessa autonomisen ajamisen mahdollisuuksia. Kehittämällä sopivia rengasmalleja eri olosuhteisiin, voidaan rengasturvallisuuden lisäksi vaikuttaa merkittävästi ajoneuvoyhdistelmien energiatehokkuuteen ja sitä kautta päästöjen vähentämiseen.

Uusia mahdollisuuksia rengasvalmistajalle

Uuden rengasmittauslaitteiston kehittämisessä Oulun yliopiston tutkijat ovat tehneet yhteistyötä Nokian Raskaiden Renkaiden sekä ruotsalaisten VTI:n, Volvon ja Scanian kanssa. Nokian Raskaiden Renkaiden tuotepäällikön Teppo Siltasen mukaan uusi mittauslaitteisto mahdollistaa nopean ja luotettavan rengastestauksen.

- Rengasmallinnuksen parametrien määritykset voidaan tehdä nyt kotimaassa, kun aiemmin vastaavat mittaukset on pitänyt tehdä ulkomaisissa testauslaitoksissa.Tutkimuksemme tavoitteena on päästä kiinni erityisesti rengasparametrien optimointiin, joka on hyödynnettävissä raskaan kaluston renkaiden tuotekehityksessä. Raskaan kaluston renkailla on suuri vaikutus tiekuljetusten ympäristöystävällisyyteen sekä luonnollisesti liikenneturvallisuuteen, Siltanen sanoo.

Mittausperävaunu on kehitetty osana Oulun yliopistossa toteutettua ja Pohjois-Pohjanmaan liiton rahoittamaa monitieteistä EAKR-hanketta, jossa tutkittiin autonomisten työkoneiden ja ajoneuvojen arktisen testausympäristön kehittämistä Oulun yliopiston kampuksella ja Ouluzone-moottoriurheilukeskuksessa. Hankkeessa kehitettiin tutkimus-, kehitys- ja testausympäristöä, jossa itsenäisesti liikkuvat ajoneuvot kykenevät monipuoliseen ja älykkääseen toimintaan ympäristönsä ja toistensa kanssa. Testiympäristö täydentää Oulun kaupungin OuluZone-testikeskuksen autonomisten autojen tutkimus-, kehitys- ja koulutusmahdollisuuksia.

Mittausperävaunu, tekniset tiedot:

Kokonaismassa 34 tonnia

Voimanlähteenä polttomoottorikäyttöinen hydraulikoneikko

Testattavan renkaan halkaisija 800-1300 mm

Mitattava renkaan ohjauskulma +- 30 astetta