Tarım makineleri için lastik geliştirmek karmaşık bir görevdir. Ürün, yolda ve tarlada etkinlik, yakıt verimliliği, güvenlik ve konfor gibi bir dizi performans sunarak çeşitli çalışma koşullarını kapsamalıdır. Provana Group’un lastik yuvarlanma çevresini ve ön aks ile arka aksın göreceli kayma oranını ölçmesi gerekiyordu. LEANE, Dewesoft veri toplama tabanlı bir çözüm sağladı.
Provana Group, tarım makinelerine yönelik lastikler için önemli bir İtalyan bayisidir. Şirket uzun süreli deneyime, doğrudan kullanıcı geri bildirimine ve büyük OEM’lerle köklü bir ilişkiye sahiptir. Son yıllarda kalite yolunda bir adım daha ilerleyen Provana, müşterilerine ve OEM ortaklarına daha iyi hizmet verebilmek için lastik testlerine yatırım yapmıştır.
Provana Grup Genel Merkezi ve Test Merkezi
Müşteri Sorunları
Piyasanın tarım lastiklerini test etme ihtiyacı son birkaç yılda artmıştır. Ancak bu alanda objektif test sonuçları elde etmek, örneğin binek araç lastiklerine kıyasla çok daha zordur. Sadece birkaç uzman, çoğunlukla OEM lastik endüstrisinden, bir test planını yönetecek ve lastik davranışını düzgün bir şekilde karakterize etmek için objektif test prosedürlerini tanımlayacak uzmanlığa sahiptir.
Bu durum birkaç yıl önce Provana Group İnovasyon test merkezindeki çalışanlara lastik yuvarlanma çevresini ve ön aks ile arka aksın göreceli kayma oranı ölçmelerinde Dewesoft ile birlikte çalışmalara başlanıldı. Bir traktör için doğru lastik uyumunu seçerken bu veriler oldukça önemlidir.
Tarlada ileri yönde çalışmada, optimum performans elde etmek için ön lastiklerin arka lastiklere kıyasla belirli bir kayma derecesine ihtiyaç duyduğu herkes için oldukça net değildir. Belirli bir ön-arka mekanik aktarım oranına sahip belirli bir traktör için lastik kaymasının lastik çevrelerine bağlı olduğu daha nettir. Bu nedenle, gerçek koşullarda, yani lastikler traktöre takılıyken hassas ölçüm yapılması gerekir.
Ölçüm Sistemleri
Başlangıç noktası, yuvarlanma çevresinin ve ön-arka aktarma oranının ölçülmesine yönelik bir sistemdi:
- Hız ve mesafe ölçümü için bir adet SUCHY XPro Nano 25 GPS sensörü/alıcısı
- Tekerlek hızının ölçümü için bir çift PEISELER tekerlek enkoderi
- Bir adet DEWESOFT DEWE43A – bu tür bir uygulama için iyi bir fiyat/performans oranına sahip çok yönlü, el boyutunda 8 kanallı bir veri toplama sistemi.
Dewesoft’un tecrübeli ekibi ve bazı otomasyonlarla bir Dewesoft kurulumu hazırlandı, Provana’daki ekibin günlük işlerini hızlandırmak için basit ama çok verimli bir araçtı.
Yuvarlanma çevresi testi için DEWESOFT DEWE43A ve sensörlerin kurulumu
Büyük traktörlerin tipik görevleri şu şekildedir:
- Genellikle, sahadaki aletlerin çekilmesi
- Konvoyun toplam kütlesi 40 tonu aşan, büyük ve ağır römorkları 50 km/saatin üzerinde hızlarda çeken karayolu taşımaları
Bu tür senaryolarda, yakıt verimliliği ve yol güvenliği her müşteri için temel gerekliliklerdir. 2022 yılında Leane, Provana’yı sahada destekleyerek bazı önde gelen OEM lastik üreticileriyle birlikte veya onlar adına test faaliyeti gerçekleştirdi. Karşılaştırma yapmak için birkaç test ölçümü yaptılar:
- Farklı römork lastiği setleri – karayolu taşımacılığı verimliliği, güvenliği ve sürüş konforu ile ilgilidir.
- Farklı traktör lastiği setleri – sahadaki performans ve verimlilikle ilgilidir.
Çekiş performansı, yakıt tüketimi ve araç dinamiği davranışının genel bir resmini yakalamak için kullanılan genişletilmiş ölçüm sistemi şunları içeriyordu:
- Yakıt tüketimi için bir AIC debimetre
- Çekme kuvvetini ölçmek için bir yük hücresi (loadcell)
- Tekerlek hızını ölçmek için bir çift PEISELER enkoder
- Şanzıman yağı sıcaklığını izlemek için bir termokupl (DSI-TH adaptörü kullanarak)
- Traktörün hızını ve hareket değişkenlerini ölçmek için bir Suchy Veri Sistemi GPS+IMU (CAN kanalı üzerinden)
Ayrıca, römork dinamiklerinin objektif analizi için:
- Römork aksındaki ivmeölçerler (z ekseni)
- Bir Genesys GNSS IMU sensörü, römorktaki hareket değişikliklerini ve yan kayma açısını ölçmek için ADMA Speed (Ethernet üzerinden)
DEWE-43‘ün iyi bir seçim olduğu doğrulandı. Traktör kabinine kolayca sığan tasarımı ve analog ve sayaç kanallarının yanı sıra bir çift CAN portu bu uygulama için idealdir.
Ölçümler
Bu tür büyük makinelerde sensörlerin, veri toplama sisteminin kurulumu ve ölçüm düzeneğinin hazırlanması konusundaki zorluklar:
- Sensör montajı tüm araç tiplerinde genellikle zordur, ancak traktörlerin ve aletlerinin boyutu ve kütlesi ile uğraşmak daha fazla sorun yaratır.
- Uzun kabloların römork üzerindeki sensörlerden güvenli bir şekilde yönlendirilmesi ve veri toplama sistemine uygulanması.
- Traktör kabininde ölçüm ekipmanı için küçük alan.
- Ekipmanların çalışması gereken zorlu çevre koşulları.
Performans ve tüketim testi için veri toplama sistemi ve senörlerin kurulumu
Yan kuvvetlerin çekiş yük hücresini etkilemesini önlemek için, yük hücresini ve çekme pimini barındıran özel tasarımlı bir kızak kullanıldı. Bu ekipman tek başına onlarca kilogram ağırlığındadır ve kurulum sırasında iki kişi tarafından dikkatle taşınmalıdır.
Römork veya traktör lastiklerini değiştirmek sadece birkaç dakikalık bir mesele değildir. Ayrıca, şişirme basıncının oturtulması ve ince ayarı da binek araçlardaki kadar hızlı ve kolay değildir.
Çekiş kuvvetinin ölçümü için yük hücresi fikstürü
Çekiş kuvvetinin ölçümü için yük hücresi fikstürü
Traktör ve römork konvoyunun araç dinamiklerini, konforunu ve yakıt tüketimini test etmek için tesis olarak küçük bir havaalanı seçildi. Dewesoft’un Poligon eklentisini kullanarak bazı referans noktaları tanımlandı. Bu noktalar bir bariyere yanaşma, tüketim, konfor ve yol tutuş testleri için uygun ölçüm alanlarını sınırlayan sanal başlatma/durdurma bariyerleri oluşturmaktadır.
Bu bariyerler, pistin aynı bölümünde aynı testin yapılmasını sağlamıştır – farklı lastikler veya araç konfigürasyonları arasındaki küçük farklılıkları araştırmak için gerekli olan daha iyi tekrarlanabilirlik. Genel yakıt tüketimi, lastik etkisinin objektif olarak değerlendirilmesini son derece zorlaştıran birçok dış faktörden etkilenmektedir. Bu faktörleri ele almak için test protokolü aşağıdakilere dikkat edilerek geliştirildi:
- Aracın ısınması: motor ve şanzıman, lastikler
- Lastiklerin sıcaklık kontrolü ve şişirme basıncının ince ayarı
- Ortam koşullarının izlenmesi (hava sıcaklığı, yol sıcaklığı, vb.)
- Farklı ortam koşullarında test tekrarları
Aşağıdaki anonimleştirilmiş örnek sonuçlar, lastik setinin çekiş kuvveti değerleri üzerindeki belirgin etkisini göstermektedir. Örneğin, römorkun toplam sürükleme kuvveti, hız değişiminin sınırlı bir etkisi ile farklı hızlarda ölçülmüştür.
Sabit hızda sürüşten kaynaklanan römork sürükleme kuvveti sonuçlarına bir örnek
Tüm konvoyun toplam yakıt tüketimine baktığımızda, lastiğin (yuvarlanma direnci) etkisinin hız değişimine kıyasla nispeten küçük olduğu görülmüştür. Bununla birlikte, yakıt tüketiminde yüzde bir kaçlık bir fark bile makine işletim maliyetiyle ilgili olabilir.
Sabit hızda sürüşten elde edilen yakıt tüketimi sonuçlarına bir örnek
Araç dinamikleri tarafında, 30 metre genişliğindeki düzlükte hem öznel hem de nesnel testler yapıldı. Bu da, sıradan ve yüksek dinamik/acil sürüş koşullarında farklı lastik özelliklerinin değerlendirilmesinde tutarlılık sağladı.
Test ve değerlendirme süreci sadece başlangıç aşamasındaydı. Ancak, öznel değerlendirmeler ile yanal kayma açısıyla ilgili bazı ilgili nesnel ölçütler arasında bazı korelasyonlar bulundu. Bunlar, sürüş dinamikleri açısından bile test edilen lastik özellikleri arasında anlamlı bir sıralama elde edilmesini sağladı.
Testler yoldan tarlaya taşınırken, odak noktası kesinlikle traktör lastiğiydi. Sensör kurulumu, römork sensörlerinden (ivmeölçerler ve ADMA) gelen kanallara sahip olunması dışında önceki uygulamaya kıyasla çok fazla değişiklik göstermemektedir. Çekiş kuvvetini ölçmek için özel olarak üretilmiş bir çekme çubuğuna monte edilmiş farklı bir yük hücresi kullanılmıştır. Bu durumda, fikstür de yük hücresine saf eksenel kuvvet uygulamak için özel olarak tasarlanmıştır.
Bir saha testinde çekiş kuvveti testi
Bir saha testinde çekiş kuvveti testi
Test edilen lastiklerin takılı olduğu traktör, dirençli yük olarak çalışan başka bir traktörü çeker. Her iki traktörün hızı, çekilen traktörün frenleme etkisini kademeli olarak artıracak şekilde ayarlanır ve bu da test edilen lastiklerin kayma oranında bir artışa neden olur. Nihai sonuç, lastik kaymasının bir fonksiyonu olarak çekiş kuvvetini tanımlayan tipik bir eğri oluşturur.
Prensipte söylemesi kolay, ancak pratikte başarması o kadar kolay değildir. Her zaman olduğu gibi, şeytan ayrıntıda gizlidir – iyi sonuçlar almak için pek çok şeye dikkat etmeniz gerekir.
Kayma oranını tam olarak hesaplamak için her bir lastik setini test etmeden önce çekiş yükü olmadan tekerlek hızının ön kalibrasyonunun yapılması gerekir. Bu kalibrasyon, tekerlek enkoderlerinden ve GPS’den gelen verilerin önceden tanımlanmış bir mesafe boyunca ortalamasını almak için matematik kanallarını ve temel istatistikleri kullanan Dewesoft yazılımı ile kolayca yapılabilir.
Kalibrasyon faktörü, ortalama alma penceresinin(averaging window) sonunda çevrimiçi olarak hesaplanır ve ardından değeri bir kullanıcı giriş kanalına ayarlanır. Bu prosedür, ölçüm modundan çıkmadan enkoderlerden tekerlek hızını ayarlamak için basit bir yol sağlar – ölçümden kuruluma veya tam tersine geçmeye gerek yoktur.
Kalibrasyonun ardından traktör önceden hazırlanan tarlaya hareket eder. Üst arazi katmanının birkaç santimetresini hareket ettiren bir alet kullanılarak, mümkün olduğunca düzgün, biraz yumuşak bir test yüzeyi elde edilir. Ayrıca, arazinin bazı karakteristik parametrelerinin ölçülmesi gerekir: toprak bileşimi ve yapısının yanı sıra, karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için çok önemli bir parametre de nem seviyesidir.
Test sırasında, saha operasyonuna özgü dalgalanmaları “filtrelemek” için önceden tanımlanmış bir mesafede hızları, kuvveti, kayma oranını ve yakıt tüketimi ölçülüyor ve ortalaması alınıyor. Her aralıktan sonra, çekilen traktörü giderek daha fazla yavaşlatarak çekiş kuvveti artırılıyor.
Bu sürüş, traktörün yüküne ve toprak özelliklerine bağlı olan istenen çekiş kuvveti ve kayma oranı aralığını kapsar. Maalesef her şey mümkün değildir. Bir OEM test uzmanının deneyimi, ilgili çalışma koşullarını yakalamak için uygun konvoy parametrelerini bulmada çok önemli olduğunu kanıtladı: ağırlık dengesi, çalışma hızı, şanzıman oranı vb.
Son olarak, alan sonsuz değildir: Lastikleri aynı yola iki kez sokmaktan kaçınarak geri geri gitmemiz ve her zaman “temiz” toprakta sürmemiz gerekiyordu.
Test prosedürü Dewesoft yazılımında matematik kanalları ve yerel koordinatlarda veya manuel anahtar ve kat edilen mesafe ile tetiklenen temel istatistikler kullanılarak kolayca kurulmuştur. Kayan bir çubuk, mesafenin ortalaması alınarak hedefe kıyasla konumu gösterir. Bir X-Y grafiği, devam eden testin çekiş karakteristik eğrisinin canlı görsel kontrollerine ve izlenmesine olanak tanır.
Sahada çekiş ölçümü esnasında Dewesoft ölçüm ekranı
Sahada yapılan bir çekiş testinden elde edilen sürüş yolunun görselleştirilmesi
Sahada yapılan bir çekiş testinden elde edilen sürüş yolunun görselleştirilmesi
Garage Lab ortamda veri analizini yönetmek, polinomları uydurmak, objektif metrikleri hesaplamak ve verileri toplu analiz için hazırlamak üzere özel Python komut dosyaları geliştirildi ve Dewesoft ölçüm ve analiz özellikleri tamamlandı.
Garage Lab ortamı, veri analizi görevini otomatikleştirmek için manuel olarak veya Dewesoft Sequencer’dan başlatılabilir, örneğin son test dosyasını veya bir grup test dosyasını işlemek gibi. Bu, basit bir test otomasyonu ve analiz çözümü sağlar.
GarageLab’de bir çekiş eğrisinin (kuvvet-kayma) analiz örneği
Farklı lastiklerin çekiş eğrilerinin karşılaştırılmasına bir örnek
Sonuçlar
Her zaman olduğu gibi, bir şeyler yaparak öğrenilecek çok şey vardı:
- Lojistiği nasıl yönetiliceği,
- Testlerin nasıl yapılacağı,
- Hangi sensör kurulumunun uygun olduğu,
- Sensörlerin nasıl kurulacağı,
- Veri toplama işleminin traktördeki operatör için mümkün olan en kolay şekilde nasıl yönetileceği,
- Test verilerinin nasıl işleneceği vb.
