[METLA Tiedote]

Väitös: LUMIPEITTEEN VAIKUTUS VAPAASTI PYÖRIVÄN PYÖRÄN LIIKKUVUUTEEN

"Effect of snow cover on the mobility of a towed wheel".

Miltei kaikilla puunkorjuun ammattilaisilla on vankka kokemuspohjainen käsitys lumipeitteen vaikutuksesta puunkorjuukoneen liikkuvuuten talven kuluessa mutta kvalitatiivista tietoa aiheesta on vähän. Vaikka paksukaan lumipeite ei tavallisesti ole este yleisimmin käytetyjen keskiraskaiden korjuukoneiden liikkuvuudelle, lumi kuitenkin haittaa liikkuvuutta pyörien lisääntyneen kulkuvastuksen ja vähentyneen pidon kautta. Haitta voi olla tuntuva erityisesti maataloustraktori- ja pienkoneperustaisessa puunkorjuussa. Ajoneuvon liikkuessa lumeen kohdistuu mm. puristavaa ja leikkaavaa kuormitusta, joten liikkuvuus määräytyy lumen mekaanisten ominaisuuksien ja ajoneuvon ominaisuuksien perusteella.

Lumen ja pyörän vuorovaikutukselle kehitettiin teoreettinen malli, jonka avulla selvitettiin lumipeitteen ominaisuuksien vaikutusta vapaasti pyörivän pyörän kulkuvastukseen sekä eräisiin muihin liikkuvuusmuuttujiin. Mallissa lumen oletettiin renkaan ja lumen kitkakertoimesta riippuen joko puristuvan pyörän kehäpisteen radan suunnassa tai virtaavan pyörän sivuitse. Mallia testattiin pienoismallikokeissa, joissa halkaisijaltaan 0,4 m pyörää vedettiin lumella täytetyssä kehikossa kuusi peräkkäistä ajokertaa. Lumen laatua vaihdeltiin kevyestä uudesta lumesta karkearakeiseen märkään kevätlumeen ja sen ominaisuudet mitattiin. Lumikerroksen paksuus oli 0,05...0,15 m.

Liikkuvusmallilla ennustettiin liikkuvuutta pienoismallikokeita vastaavissa lumioloissa. Kulkuvastuksen suuruus ei riippunut ratkaisevasti mistään yksittäisestä lumen ominaisuudesta, sillä lumen ominaisuudet ovat yleensä toisistaan riippuvia ja muutoksilla on usein vastakkainen vaikutus kulkuvastukseen. Sen sijaan kitkakertoimen vaikutus lumen virtaus- ja puristusvyöhykkeiden suuruuteen sekä siten lumen ja pyörän vuorovaikutukseen oli ratkaiseva.

Pienoismallikokeissa ensimmäisellä ajokerralla 0,15 m syvän lumen ominaisuuksien vaikutus kulkuvastukseen oli pieni, mutta ero lumityyppien välillä mm. pyörän uppoamassa lumeen sekä kulkuvastuksen käyttäytymisessä seuraavilla ajokerroilla oli huomattava. Lumipeitteen paksuuden kasvu lisäsi odotetusti kulkuvastusta sekä teoreettisissa että pienoismallikokeissa.

 
HUOM! Kaikki Metlan puhelinnumerot ovat muuttuneet v. 2003.
Metlan valtakunnallisen vaihteen numero on 010 2111.

Lisätietoja: Tutkija Jari Ala-Ilomäki, Metla, puh. (09) 8570 5343, sähköposti: jari.ala-ilomaki@metla.fi

Julkaisu: Ala-Ilomäki, J. Effect of snow cover on the mobility of a towed wheel. Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 770. Tilaukset: Metlan kirjasto, puh. (09) 8570 5580


Metla Tiedotteet: http://www.metla.fi/tiedotteet/