hogeschool rotterdam cluster engineering studierichting ...€¦ · hogeschool rotterdam suspension...

Hogeschool Rotterdam Suspension Technology

SUS02, Casus <titel>, Versie 1.00 1/31

Hogeschool Rotterdam

Cluster engineering

Studierichting Autotechniek

Willys Jeep MB

Casus AUT02 – Suspension Technology

Auteur: Ian Sabee 0874206

Auteur: Ron van de Marel 0875246

Versie 2.0

Datum: 03 juli 2014

Studiejaar 2013-2014



Management Summary



Inhoudsopgave

1 Inleiding ___________________________________________________________________________ 4

2 Oorspronkelijke voertuig ______________________________________________________________ 5

2.1 Beschrijving van het oorspronkelijke voertuig. _______________________________________________ 5

2.2 Informatie over het oorspronkelijke voertuig _________________________________________________ 5

2.3 Overzicht packaging _____________________________________________________________________ 6

2.4 Pakket van eisen van het oorspronkelijke voertuig ____________________________________________ 6

2.5 Specificaties van de wielophanging _________________________________________________________ 8

3 Casus _____________________________________________________________________________ 11

3.1 Aanpassing van de functie _______________________________________________________________ 11

3.2 Probleemstelling _______________________________________________________________________ 11

3.3 Overzicht packaging ____________________________________________________________________ 12

3.4 Aangepaste pakket van eisen _____________________________________________________________ 13

3.5 Specificaties van de wielophanging ________________________________________________________ 14

4 Vooronderzoek _____________________________________________________________________ 16

4.1 Benchmarkstudie _______________________________________________________________________ 16 4.1.1 Benchmark oorspronkelijke voertuig ________________________________________________________________________________ 16 4.1.2 Benchmark aangepaste voertuig ____________________________________________________________________________________ 19

4.2 Verbinden en geleiden ___________________________________________________________________ 21

4.3 Voorselectie van geschikte as constructies___________________________________________________ 21

5 Analyse / onderzoek _________________________________________________________________ 23

5.1 Packagingonderzoek ____________________________________________________________________ 23 5.1.1 Constructie van de rol- en dompcentra van het voertuig _________________________________________________________________ 23 5.1.2 Mogelijkheden voor het toepassen van vering en demping _______________________________________________________________ 25 5.1.3 Mogelijkheden voor het toepassen van rolstabilisatie____________________________________________________________________ 25

5.2 Voorlopige keuze van de wielophanging ____________________________________________________ 26

5.3 Grafische analyse van de gekozen wielophanging ____________________________________________ 26 5.3.1 De invloed van geometrie van de wielophanging op wielgeleiding _________________________________________________________ 26 5.3.2 Het rol- en dompgedrag van het voertuig _____________________________________________________________________________ 26

5.4 Dimensionering van de wielophanging met betrekking tot de verticaaldynamica van het voertuig ____ 27 5.4.1 Veer- en demperkarakteristiek van de wielophanging ___________________________________________________________________ 27 5.4.2 Rolstabilisatie van het voertuig _____________________________________________________________________________________ 27

6 Resultaten _________________________________________________________________________ 28

6.1 Uiteindelijke product ___________________________________________________________________ 28

6.2 Uitvoerbaarheid ________________________________________________________________________ 28

7 Conclusies & Aanbevelingen __________________________________________________________ 29

8 Bijlage ____________________________________________________________________________ 30

8.1 Bijlage A: ACC Opdrachten_____________________________________ Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd.

8.2 Bijlage B: ____________________________________________________ Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd.

8.3 Bijlage C: ____________________________________________________ Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd.



1 Inleiding

Geachte lezer,

In dit rapport wordt er gekeken naar het verbeteren van de vering van een voertuig. Het

voertuig dat verbeterd moet worden is een Willys Jeep van de eerste generatie (1941-1945).

Wij hebben hier voor gekozen omdat het ons leuk leek om te kijken of het mogelijk was om

een ophanging te ontwerpen die zowel robuust als comfortabel is. Bovendien hopen we de

wegligging te verbeteren met deze nieuwe ophanging. Al gauw kwamen we er achter dat het

niet mee valt om een klassieke auto aan te passen: veel van de technologie is achterhaald

waardoor het aanpassen van het één leidt tot het aanpassen van het ander. Al met al was het

een grote uitdaging en wij zijn tevreden met het resultaat.

Wij wensen u veel leesplezier toe

Ian Sabee Ron van der Marel



2 Oorspronkelijke voertuig

2.1 Beschrijving van het oorspronkelijke voertuig.

Het oorspronkelijke model Jeep is ontstaan als gevolg van een "ontwerpwedstrijd"

uitgeschreven door het Amerikaanse leger tijdens de Tweede Wereldoorlog. Doel van de

wedstrijd was het ontwerp voor een licht (1/4 ton) verkenningsvoertuig om manschappen snel

naar het slagveld te brengen. Het leger had een lijst van specificaties opgesteld waaraan het

voertuig diende te voldoen, zoals:

maximaal leeggewicht van 544 kg, later verhoogd naar 600 kg en is uiteindelijk 979

kg geworden

laadvermogen in terrein 275 kg

wielbasis maximaal 190 cm (75 inch), later verlengd naar 203 cm (80inch)

maximale hoogte 91 cm (36), later verhoogd naar 102 cm (40 inch)

aandrijving op alle vier de wielen

snelheid van 60 mijl (97 km) per uur op de weg

Het voertuig was open uitgevoerd met een naar voren neerklapbaar windscherm (voorruit).

Het bood plaats aan een chauffeur en drie passagiers, één voorin en twee achterin, maar kon

ook gebruikt worden voor vervoer van allerlei andere zaken. Later werd het voor alles

gebruikt en is vandaag de dag nog steeds gelieft bij verzamelaars en oude veteranen.

2.2 Informatie over het oorspronkelijke voertuig

In dit hoofdstuk wordt er een overzicht gegeven van de informatie van het oorspronkelijke

voertuig.

In deze paragraaf plaats je informatie met betrekking tot het oorspronkelijke voertuig.

Denk aan:

Merk: Willys

Model: Jeep

Uitvoering: MB

Type voorwielophanging: Onafhankelijke ophanging, bladveren.

Type achterwielophanging: Starre as, bladveren

Specificaties:

- Productiejaren: 1941-1945

- Productieaantal: 640000 fabrieksmodellen en 8690 aangepaste modellen

- Zitplaatsen: 4

- Motor: 2199cc, 4 cilinders in lijn, 4takt, zijklep, vloeistof gekoeld

- Kleppen per cilinder: 2

- Vermogen: 60 pk, 45 kW bij 4000 tpm

- Brandstof: Benzine

- Versnellingsbak: 4 versnellingen

- Afmetingen: 3.3x1.57x1.83 m (LxBxH)

- Massa: 1040 kg

- Tankinhoud: 57 liter

- Verbruik: 1:6

http://nl.wikipedia.org/wiki/Wielbasis



- Topsnelheid: 97 km/u

2.3 Overzicht packaging

2.4 Pakket van eisen van het oorspronkelijke voertuig

Bedenk welk eisenpakket volgens jullie aan de basis heeft gestaan van de ontwikkeling van

dit voertuig. Omschrijf deze eisen in de onderstaande tabel. Maak je eisen SMART (specifiek,

meetbaar, etc.), dat wil zeggen: koppel getallen aan je eisen. Houd ook goed in de gaten wat

het verschil is tussen een eis en een specificatie!

Eisen Geef een kwalitatieve en kwantitatieve beschrijving van eisen

Voertuigdimensies,

packaging &

bewegingsvrijheid

van het wiel

Laadvermogen van ten minste 275 kg (minimum eis)

Wielbasis van ten minste 1.75 en ten hoogste 1.90 meter (variabele

eis)

Bodemvrijheid van 20 centimeter (vaste eis)

Veerweg van 25 centimeter (vaste eis)

Maximale stuurhoek: 60 graden. Van uiterst links tot uiterst rechts.



Comfort, prestaties en

actieve veiligheid

Eigenfrequenties assen: Niet beschikbaar.

Stuurgedrag: beroerd

Dimensionering ten behoeve van anti-rol: Werd nog niet heel erg op

gelet in die dagen.

Bochtsnelheid: Laag, deze modellen staan erom bekend dat ze snel

omrollen in de bochten.

Rolhoek: onbekend

Oploophoek: 45o

Afloophoek: 35o

Realisatie eisen $738. Origineel in 1944. Heden: €19500,- Goede gerestaureerde Jeep.

Voorzien van alle accessoires.



2.5 Specificaties van de wielophanging

Specificaties Kwantificeer je specificaties en motiveer aan de hand van theorie

Rolcentrum voor Hoog (tussen wegdek en as).

Motivatie: de auto heeft bladveren met een starre as. Dus de lijn die je

kan trekken vanuit het midden van de band naar het midden van de as

en de as zelf, snijden elkaar op het midden van de as.

Referenties: De oefening uit de les waarbij wijzelf de rol en

dompcentrum moesten tekenen.

Rolcentrum achter Hoog (tussen wegdek en as).

Motivatie: de auto heeft bladveren met een starre as. Dus de lijn die je

kan trekken vanuit het midden van de band naar het midden van de as

en de as zelf, snijden elkaar op het midden van de as.



Dompcentrum Gemiddeld (± ashoogte)

Motivatie: De beide rolcentra verbinden met een lijn en daarna bij

beide wielen een lijn schuin richting de rolcentra.



Wielstanden voor Toe: 0

Motivatie: Toespoor is nodig bij auto's met

achterwielaandrijving. Door de aandrijving worden de

voorwielen iets naar buiten gedrukt, waardoor het toespoor

wordt gecorrigeerd en de wielen perfect rechtuit draaien. Zonder

toespoor zouden de banden onnodig slijten en zou het

brandstofverbruik hoger liggen. Auto's met voorwielaandrijving

hebben uitspoor: de wielen zijn iets naar buiten gedraaid.

Aangezien onze auto vierwielaangedreven is, hanteren wij Toe

of Uit spoor van 0. Referenties: Lessen AUT02

Naloop: 2cm

Motivatie: De aandrijfkracht duwt een voertuig altijd recht

vooruit, waarbij de naloop zorgt dat het voorwiel ook in de

rechtuitstand blijft staan. Bij auto's is dit effect te merken

doordat het stuurwiel vanzelf terugdraait wanneer het na een

bocht wordt losgelaten. Een grotere naloop geeft een betere

rechtuitstabiliteit, maar maakt het nemen van bochten

moeilijker. Aangezien ons voertuig wendbaar moet zijn in het

terrein is een kleine naloop gewenster dan een grote naloop. Referenties: Lessen AUT02

KPI: 0

Motivatie: Omdat de draagarmen even lang zijn, is er een KPI van 0.

Referenties: Lessen AUT02

Camber: -0.5o

Motivatie: Negatief camber gebeurt in het algemeen bij

aangedreven wielen, die door de aandrijfkrachten gecorrigeerd

worden. Referenties: Lessen AUT02

http://nl.wikipedia.org/wiki/Achterwielaandrijving

http://nl.wikipedia.org/wiki/Voorwielaandrijving



Wielstanden achter Toe: 0

Toespoor is nodig bij auto's met achterwielaandrijving. Door de

aandrijving worden de voorwielen iets naar buiten gedrukt,

waardoor het toespoor wordt gecorrigeerd en de wielen perfect

rechtuit draaien. Zonder toespoor zouden de banden onnodig

slijten en zou het brandstofverbruik hoger liggen. Auto's met

voorwielaandrijving hebben uitspoor: de wielen zijn iets naar

buiten gedraaid. Aangezien onze auto vierwielaangedreven is,

hanteren wij Toe of Uit spoor van 0. Referenties: Lessen AUT02

Camber: -0.5o




Veerstijfheid voor Hoog

Motivatie:

(bron:http://werktuigbouw....ators/t14_9.htm)

Voor een bladveer (die gezien kan worden als een balk) die op

de uiteinden steunt en waar de kracht in het midden uitgeoefend

wordt,geldt:

Waar

[m] de doorbuiging is, F [N] de belasting, E [Pa] de

elasticiteitsmodulus, L [m] de lengte en I [kg.m2] het

massatraagheidsmoment.

Dus F=9.81*1040=10202.4N

L=36.5’’ dat is 93 cm 0.93^3= 0.804m

E=80 MPa

met b=4.45 cm = 0.045m en h= 6.35 cm = 0.0635 m

K=72 kN/m

.Referenties:

http://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/133359-leaf-

spring-constante/ Veerstijfheid achter Hoog

Motivatie:

(bron:http://werktuigbouw....ators/t14_9.htm)

Voor een bladveer (die gezien kan worden als een balk) die op

de uiteinden steunt en waar de kracht in het midden uitgeoefend

wordt,geldt:



http://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/133359-leaf-spring-constante/

http://werktuigbouw.nl/calculators/t14_9.htm





http://werktuigbouw.nl/calculators/t14_9.htm



Waar

[m] de doorbuiging is, F [N] de belasting, E [Pa] de

elasticiteitsmodulus, L [m] de lengte en I [kg.m2] het

massatraagheidsmoment.

Dus F=9.81*1040=10202.4N

L=42’’ dat is 106 cm 1.06^3= 1.19m

E=80 MPa

met b=4.45 cm = 0.045m en h= 6.35 cm = 0.0635 m

K=75 kN/m

.Referenties:

http://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/133359-leaf-

spring-constante/ Demping voor Gemiddeld.

Motivatie: Met de formule: ξ=µ/(2*(√m*k)) is het antwoord onder de

1, zodat de demping overkritisch is.

Referenties: Formuleblad Les 5 AUT02

Demping achter Gemiddeld.









3 Casus

Schrijf hier een korte inleiding.

De Willys Jeep uit de Tweede Wereldoorlog is gemaakt om tegen een stootje te kunnen en om

in grote aantallen te worden geproduceerd. De ophanging van de Jeep is dan ook bestand

tegen een stootje, maar het comfort schiet er helemaal bij in. In dit hoofdstuk wordt er

gekeken naar het aanpassen van de ophanging zodat er comfortabeler kan worden gereden

met het behoud van de off-road eigenschappen van het origineel. Bovendien willen we de

wegligging verbeteren zodat het voertuig beter luistert naar de bestuurder.

3.1 Aanpassing van de functie

Beschrijf hier hoe je het voertuig wilt aanpassen en waarom.

Om de Jeep een comfortabelere wegligging te geven zonder de off-road eigenschappen op te

offeren, wordt er gebruik gemaakt van een double wishbone constructie voor de vooras en een

McPherson voor de achteras. De reden hiervoor is dat er achter niet genoeg ruimte is voor een

double wishbone ophanging. Een McPherson ophanging zorgt ervoor dat de achteras een

betere bewegingsvrijheid heeft dan met bladveren. Aan de voorkant is er wel ruimte voor een

double wishbone ophanging. Wij hebben hier voor gekozen omdat het tegenwoordig veel

voorkomt op buggy’s, dus wij dachten dat deze constructie wel tegen een stootje kan. En dat

is ook belangrijk!

3.2 Probleemstelling

Begin met een kernachtige probleemstelling, bijvoorbeeld:

“Hoe maak je een … geschikt voor …?”

Hoe kan de wegligging van een Willys Jeep uit 1941 verbeterd worden?

In dit hoofdstuk wordt er antwoord gegeven op deze probleemstelling. In principe is elke

nieuwe ophanging die onder de Jeep wordt gemonteerd een verbetering. Bladveren zijn zeer

stug en simpel in ontwerp en laten weinig vrijheid voor het doen van aanpassingen.

- betere wegligging

- zachter rijcomfort

- off-road eigenschappen behouden

Maak duidelijk waarom het een probleem c.q. uitdaging is om het gekozen voertuig aan te

passen aan de nieuwe functie. Betrek daarin welke eisen aan het nieuwe voertuig gesteld

worden, wat de verschillen zijn met de oorspronkelijke functie en waarom de huidige

wielophanging (nog) niet op die taken berekend is.



3.3 Overzicht packaging



3.4 Aangepaste pakket van eisen

Beschrijf de eisen die aan je voertuig gesteld worden om deze geschikt te maken voor de

aangepaste functie.

Eisen Geef een kwalitatieve en kwantitatieve beschrijving van eisen

Voertuigdimensies,

packaging &

bewegingsvrijheid

van het wiel

De voertuigdimensies, packaging en de bewegingsvrijheid van het

wiel kunnen hetzelfde blijven omdat wij de comfort verhogende

prestaties uitsluitend uit de wielophanging willen halen.

Comfort, prestaties en

actieve veiligheid

Het comfort ‘gehalte’ willen wij verhogen door middel van de double

wishbone ophanging aan de voorkant de McPherson ophanging aan

de achterkant. Daarvoor verwijderen we de oude bladveer constructie.

Prestaties blijven hetzelfde als bij de originele Willys Jeep.

Active veiligheid kan ook hetzelfde blijven als bij de originele Jeep.

Wensen Onze enige wens is: Dat de Jeep comfortabeler word, want als je er nu

in rijdt heb je het gevoel dat de spreekwoordelijke –vullingen uit je

kiezen trillen.-



3.5 Specificaties van de wielophanging

Beschrijf hier welke verandering van specificaties je verwacht ten aanzien van de nieuwe

functie van het voertuig. Rolcentrum voor Hoog (tussen wegdek en as).

Motivatie: Het zwaartepunt van de auto is hoog, en zodra dan je

rolcentrum er dan ver vanaf ligt krijg je een groot rolmoment. Want je

zwaartepunt is dan een kracht, dat keer de afstand (arm) tussen het

rolcentrum en het zwaartepunt maakt er een moment van, dus hoe

langer de arm, hoe groter het moment. Daarom willen wij het

rolcentrum ook hoog hebben, zodat de afstand (arm) dan zo klein

mogelijk is.


Rolcentrum achter Hoog (tussen as en zwaartepunt).


rolcentrum er dan ver vanaf ligt krijg je een groot rolmoment. Want je

zwaartepunt is dan een kracht, dat keer de afstand (arm) tussen het

rolcentrum en het zwaartepunt maakt er een moment van, dus hoe

langer de arm, hoe groter het moment. Daarom willen wij het

rolcentrum ook hoog hebben, zodat de afstand (arm) dan zo klein

mogelijk is.


Dompcentrum Hoog (zo dicht mogelijk bij het zwaartepunt).


dompcentrum er dan ver vanaf ligt krijg je een groot dompmoment.

Want je zwaartepunt is dan een kracht, dat keer de afstand (arm)

tussen het dompcentrum en het zwaartepunt maakt er een moment

van, dus hoe langer de arm, hoe groter het moment. Daarom willen

wij het dompcentrum ook hoog hebben, zodat de afstand (arm) dan zo

klein mogelijk is.


Wielstanden voor Toe: 0










Naloop: 2cm

Motivatie: De aandrijfkracht duwt een voertuig altijd recht

vooruit, waarbij de naloop zorgt dat het voorwiel ook in de

rechtuitstand blijft staan. Bij auto's is dit effect te merken

doordat het stuurwiel vanzelf terugdraait wanneer het na een

bocht wordt losgelaten. Een grotere naloop geeft een betere

rechtuitstabiliteit, maar maakt het nemen van bochten

moeilijker. Aangezien ons voertuig wendbaar moet zijn in het

terrein is een kleine naloop gewenster dan een grote naloop.






KPI: 0

Motivatie: Omdat de draagarmen even lang zijn, is er een KPI van 0.


Camber: -0.5o




Wielstanden achter Toe: 0










Camber: -0.5o




Veerstijfheid voor Gemiddeld.

Motivatie: Met de formule, C=(G*d4)/(8D3*n) komen we op een

veerconstante van 60 kN/m. Aangezien de gewichtsverdeling 66/33 is,

is de veerconstante voor 40 kN/m. Referenties: Lessen AUT02

Veerstijfheid achter Gemiddeld.

Motivatie: Met de formule, C=(G*d4)/(8D3*n) komen we op een

veerconstante van 60 kN/m. Aangezien de gewichtsverdeling 66/33 is,

is de veerconstante achter 20 kN/m. Referenties: Lessen AUT02

Demping voor Gemiddeld.




Demping achter Gemiddeld.








4 Vooronderzoek

4.1 Benchmarkstudie

Onze Willy’s Jeep heeft bladveren zowel voor als achter. Omdat we dit gaan vervangen met

een double wishbone suspensie voor en mcpherson achter, zijn we gaan zoeken naar

voertuigen die in dezelfde categorie zitten als de Jeep. Op deze manier kunnen we vergelijken

hoe de suspensie eruit ziet van off-road voertuigen met bladveren en met wishbone.

4.1.1 Benchmark oorspronkelijke voertuig

Zoals eerder vermeld in de inleiding, worden er voertuigen met dezelfde functie als de Jeep

vergeleken met elkaar. Als eerste: de Land Rover

De Landrover uit 1947 heeft dezelfde veerophanging als de Willys: bladveren voor en achter.

Het was het Europese antwoord op de Willys, niet verbazend dus dat ze erg op elkaar lijken.

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=Tvuz2OO1z0bQ0M&tbnid=LZc9AAec0V_HVM:&ved=0CAUQjRw&url=http://gomotors.net/Land-Rover/Land-Rover-Series-1/photos.html&ei=JmuhU-L5C-f_ygPV4oG4AQ&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNFyuBtnkliUpVSw3PS2srLs2Y9bSw&ust=1403173992707264



Als tweede: Toyota Landcruiser

De Toyota Landcruiser was het Japanse antwoord op de Willy’s en de Landrover en ging in

productie in 1951. Het plaatje hierboven is een Landcruiser uit 1963. Net als de Jeep heeft de

Landcruiser bladveren voor en achter.

De derde deelnemer: Suzuki Jimny

In 1969 kwam de Suzuki Jimny op de markt. Met z’n twee cilinder tweetakt motor was het

geen groot succes, maar in de jaren 90 werden de Jeepjes pas goed populair. Net als de

voorgangers had de Jimny bladveren voor en achter.

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=cNgcnwcJYA0KQM&tbnid=IjAKG2R-ePs1rM:&ved=0CAUQjRw&url=http://olive-drab.com/idphoto/id_photos_toyota_landcruiser.php&ei=hG2hU6_6Lsn_ygPMrIL4Bw&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNHH3LVuOu4qiFiqF9urwezbtuh5tw&ust=1403174648084696



Nummer vier: Mercedes G klasse

De Mercedes G klasse werd gebouwd voor het Duitse leger. Ze zijn veel gebruikt ook in het

Nederlandse leger. In tegenstelling tot de vorige 3 voertuigen, heeft de G klasse geen

bladveren. Zowel voor als achter heeft hij Mcpherson.

Als laatste: Lada Niva

De Lada Niva is een Russische auto die nog steeds wordt gebouwd (helaas..). Productie begon

in 1977. De voorophanging is double wishbone en achter een Dion as.

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=tdddyzstaHW6RM&tbnid=BnLrFZ2Cq9DaNM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.military-vehicle-photos.com/picture/number311.asp&ei=sHShU567N6LpywPw_ICoAQ&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNHuR8cs5EFJISA8TDwCcPA9qB4r2g&ust=1403176477578756

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=6BFetZm-Vg14FM&tbnid=gUDk57ircv2u8M:&ved=0CAUQjRw&url=http://de.wallpapersus.com/autos-russisch-jeep-fahrzeuge-schlamm-suv-lada-niva-2121/&ei=u4ehU7D-MKnNygOt7YHYDQ&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNH2_vznPDzqsy70M38MFjd4nMte0g&ust=1403181001642725



4.1.2 Benchmark aangepaste voertuig

In deze paragraaf gaan er voertuigen vergeleken worden die dezelfde functie hebben als de

aangepaste Willy’s. Hieronder de eerste kandidaat.

Als eerste: de Humvee

De Humvee is de opvolger voor de Willy’s Jeep van het Amerikaanse leger. Geïntroduceerd

in 1984, de Humvee wordt vandaag de dag nog steeds gebruikt door het Amerikaanse leger.

Met z’n compleet onafhankelijke vering was het een enorme verbetering vergeleken met de

bladveren van de Willy’s.

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=_jNbjNyZWHEgVM&tbnid=cDYslDyzwYWglM:&ved=0CAUQjRw&url=http://radiantphotograph.com/wordpress/?attachment_id=628&ei=j3mhU4umPOuAywOMjYDgBw&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNGyxswShdw_4eGhdAgoQYu5JkhTFQ&ust=1403177665492267



Als tweede: Range Rover

De eerste SUV werd geïntroduceerd in 1970 door Landrover met de Rang Rover. SUV staat

voor Sports Utiliy Vehicle en de reden dat deze auto past bij de aangepaste versie van de

Willy’s, is omdat de Range Rover off-road rijden combineert met rijcomfort.

Als derde: Audi Q7

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=BfWFUqL8yHTrLM&tbnid=KkhvpbfhFkzlQM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.lexclassics.nl/nl/sold/1988_ramge_rover_v8_classic/&ei=YX6hU--CDuW8ygOYk4LQBg&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNE2kruEYKz4jstbGAThPoKmYjWsRg&ust=1403178958369984

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=SduGxgMIFofbkM&tbnid=6SczrKrrExRidM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.netcarshow.com/audi/2007-q7_v12_tdi/&ei=FoKhU6fXNKXOygP6oYGwDQ&bvm=bv.69137298,d.bGQ&psig=AFQjCNEmjsFk8Vw4DwlZgegS-fsHtN85sw&ust=1403179908596988



In 2006 kwam Audi met een nieuwe SUV op de markt: de Q7. De Q7 was bedoeld als

concurrentie met andere SUV’s zoals BMW. De ophanging voor is double wishbone en dit

geldt ook voor achter. De auto is geschikt voor off-road, maar de prioriteit ligt vooral bij het

dagelijks gebruik.

Nummer vier: Mercedes-Benz ML

Ga op zoek naar vijf voertuigen met een zelfde functie als jullie aangepaste voertuig en plaats

deze hieronder. Geef daarbij een korte omschrijving en leg uit waarom deze voertuigen op de

door jullie aangepaste auto lijken. Benoem ook de wielophangingen van deze voertuigen.

4.2 Verbinden en geleiden

Doe onderzoek naar alternatieve methoden om de functie van de wielophanging - verbinden

en geleiden - uit te voeren. Met andere woorden: bedenk oplossingen buiten de gebaande

paden, die passen binnen de packaging van jouw nieuwe voertuig. Bedenk voor zowel de

voor- als de achteras een alternatief.

4.3 Voorselectie van geschikte as constructies

Geef hier 3 mogelijke oplossingen voor zowel de voor- als achteras constructie van jullie

gekozen voertuig.

Dit mogen zelf bedachte constructies zijn uit paragraaf 4.2, zolang ze de functies van de

wielophanging maar effectief vervullen.

Leg uit waarom je deze wielophangingen geschikt acht om het doel dat je voor ogen hebt te

vervullen. Baseer je keuze op het pakket van eisen en de beoogde specificaties. Bedenk

daarbij ook of de geselecteerde ophangingen de kinematische vrijheid bieden die je nodig

hebt.

http://www.google.nl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=EDDS5SnUSKmiqM&tbnid=V4jshmto3lIPNM:&ved=0CAUQjRw&url=http%3A%2F%2Fwww.topgear.nl%2Fautonieuws%2Fmercedes-ml-edition-10%2F&ei=YFK1U574OMnPObSEgcgJ&bvm=bv.70138588,d.ZWU&psig=AFQjCNG9cfXVwvKmtg1-OwxRO9z8L6-wmQ&ust=1404478423215016



5 Analyse / onderzoek

Inleiding:

In dit hoofdstuk wordt er gekeken naar het rol en dompcentrum dat het dichtst bij het

zwaartepunt licht. Ook worden er veerconstantes berekend voor de veren en de

stabilisatorstangen. Ook wordt de eigen frequentie berekend en wordt een weergave

weergegeven van het voertuig.

5.1 Packaging onderzoek

De achterkant word en afhankelijke as constructie die we hebben afgekeken van de Drike

(onze funcar red.). En de voorwielophanging is een Double Wishbone. Dat vooral door de

wielvrijheden die kunnen verkregen worden en de afstelmogelijkheden.

5.1.1 Constructie van de rol- en dompcentra van het voertuig

Bij onderstaande tekeningen is het als volgt verdeeld:

Rode bal: Zwaartepunt,

Oranje bal: Rol centrum,

Groene bal: Domp centrum.

1. De originele starre assen die in de Jeep zijn gemonteerd. En nu ook onze

achterasconstructie is geworden maar in plaats van bladveren zijn er dan schroefveren

gemonteerd.



2. McPherson veerpoot. Deze constructie hadden we eigenlijk eerst bedacht voor de

achterkant, maar bleek toch niet helemaal goed te passen. En ook licht het rolcentrum

nog lager dan dat deze al lag.

3. Double Wishbone. Deze ophanging monteren wij aan de voorkant, omdat je daar het

rolcentrum makkelijker aan kunt passen, en de grote vrijheid van het wiel speelde bij

de ze keuze ook mee.



Dompcentrum bij onze configuratie: Double Wishbone voor en Starre as achter.

5.1.2 Mogelijkheden voor het toepassen van vering en demping

Verschillende mogelijkheden van vering op het voertuig kunnen worden gerealiseerd door;

- Double Wishbone voor en Mc Pherson achter:

Double Wishbone voor zodat er grote wielvrijheden kunnen worden gerealiseerd, zowel bij

inveren, sturen en een combinatie hiervan.

McPherson achter: Omdat een Willys Jeep voor een smaller chassis heeft dan achter, dachten

we dat het het handigst zou zoijn als er achter een smalle ophanging is zodat de achterwielen

niet opeens ver uit de auto gaan steken. En omdat een McPherson grotendeels in de hoogte

word gebouwd leek dit ons een verstandige oplossin. Maar dit is niet doorgegaan omdat de

achterkant alsnog te breed is. (We zijn hier achter gekomen d.m.v. Inventor)

- McPherson voor en starre as achter.

Double Wishbone voor zodat er grote wielvrijheden kunnen worden gerealiseerd, zowel bij

inveren, sturen en een combinatie hiervan.

Starre as achter: Omdat met de setting de achterwielophanging niet uitsteekt buiten de auto is

er gekozen voor een starre as. Daarbij word er geveerd d.m.v. een schroefveer i.p.v. een

bladveer.

5.1.3 Mogelijkheid voor het toepassen van rolstabilisatie

De voorste draagarmen zo afstellen dat het rolcentrum zo hoog mogelijk ligt. Daardoor word

de afstand tussen het zwaartepunt en het rolcentrum verkleint.

Een veerpootbrug tussen de voorste twee veerpoten om extra rol tegen te gaan.



5.2 Voorlopige keuze van de wielophanging

De voorlopige keuze is dus geworden: Double Wishbone voor, en een starre as achter. Deze

keuze is omdat de Jeep veel wielvrijheid moet hebben om offroad te gaan. Achter is een

achterbrug gemonteerd met het draaipunt naar voren. Boven deze achterbrug is er een

schroefveer gemonteerd met een demper.

De keuzes die gemaakt zijn komen overeen met wat er in ons PvE staat. Namelijk: Het

voertuig een comfortabelere wegligging te geven zonder de off-road eigenschappen op te

offeren.

5.3 Grafische analyse van de gekozen wielophanging

Gegevens van de veerpootbrug:

φ: 0.25 rad

f: 0.011 m

r: 0.3 m

l: 0.075 m

G: 80 GPa

d^4: 0.025 m

Ip = (π*0.025^4)/32

= 3.84*10^-8 m^4

C = G/l*Ip

= 80*10^9/0.75*3.84*10^-8 = 4096 N/rad

φ =(F*r*l)/(G*Ip)

0.25 = (F*0.3*0.75)/(80*10^9*3.84*10^-8) F= 4096 N

Cvooras = 4096/0.11=36737 N/rad

De stijfheid van de veerpootbrug is redelijk laag.

Dit om ervoor te zorgen dat het voertuig een comfortabelere wegligging heeft, en toch ook

ervoor te zorgen dat de hoeveelheid rol beperkt wordt.

5.3.1 De invloed van geometrie van de wielophanging op wielgeleiding

Analyseer met behulp van Inventor de door jullie gekozen wielophanging voor wat betreft de

stand van de wielen bij in- en uitveren en sturen en leg uit wat de doorslaggevende eisen

vanuit het pakket van eisen zijn voor de keuze van een bepaalde geometrie (positie, richting

en afmetingen van draagarmen).

Eén van jullie analyseert de voorwielophanging, de ander de achterwielophanging.

Bepaal op welke manier de wielophanging aangepast moet worden om de gewenste

dynamische wielstanden te realiseren.

5.3.2 Het rol- en dompgedrag van het voertuig

Aan de voorkant is het rolcentrum dichter bij het zwaartepunt gekomen. Dit zorgt ervoor dat

de auto minder overhelt is de bochten. Aangezien de veerconstantes ook veranderd zijn,

(lager, dus de veren zijn zachter) heeft de auto nu en comfortabelere wegligging. Zowel op de

weg, als naast de weg. Het dompcentrum is daardoor iets verder naar achteren komen te

liggen en ook iets dichter bij het zwaartepunt. Daardoor helt en duikt de Jeep ook minder bij

optrekken en afremmen.



5.4 Dimensionering van de wielophanging met betrekking tot de verticaaldynamica

van het voertuig

5.4.1 Veer- en demperkarakteristiek van de wielophanging

Eigenfrequentie: 2.1 Hz

M: 520 kg

C= M*√(Fo/(1/2 π)) = 16287.2 N/m

Als demper hebben we een Enkelpijps gasdemper gekozen omdat een enkelpijps gasdemper

beter grote klappen uit de wielophanging kunnen opnemen. Dit is in ons geval erg handig,

want in het terrein kunnen zulke grote klappen wel eens voorkomen als je bijv over een wat

flinke steen rijdt.

5.4.2 Rolstabilisatie van het voertuig

Omdat de Jeep uitgevoerd is met wat slappere vering en demping kan deze wat meer gaan

rollen in de bocht. Maar de extra rol word tegengegaan omdat er een veerpootbrug

gemonteerd is tussen de voorste veerpoten, die de rol juist weer verminderd.



6 Resultaten

In dit hoofdstuk kun je vertellen wat er uiteindelijk uit jullie analyse gekomen is.

6.1 Uiteindelijke product

Hoe ziet het uiteindelijke product eruit. Laat beide wielophangingen zien in een packaging

(op schaal) van het voertuig.

6.2 Uitvoerbaarheid

Vertel hier in hoeverre je concept realistisch is. Denk daarbij aan ‘Lifecycle Costing’.



7 Conclusies & Aanbevelingen

Een onderzoek bevat altijd een afronding, met een discussie. Geef in dit hoofdstuk jullie

conclusies aangaande het onderzoek weer en benoem mogelijk knelpunten die jullie zijn

tegengekomen of zaken die beter zouden kunnen als aanbeveling voor vervolgonderzoek.



8 Bijlage

hogeschool rotterdam cluster engineering studierichting ...€¦ · hogeschool rotterdam suspension...

Documents