Rijden met een motor waarmee bijna niemand anders rijdt, waardoor je steeds zelf het wiel moet uitvinden. En dat nog mooi vinden ook! Dat kenmerkt tractorpullingteam Red Attraction. Hun laatste ontwikkeling: nieuwe drijfstangen, ontwikkeld door een paar studenten.
Tractorpullingteam Red Attraction vindt zijn oorsprong in 1994, als Herbert van Werven met een Massey Ferguson 1155 meedoet aan de trekkerslep. In 2003 maakt het team de overstap naar de Prostock-klasse van de Nederlandse Truck- en Tractorpulling Organisatie (NTTO). Met een nieuwe motorkap krijgt de trekker de naam Red Attraction.
In 2007 stapt Herbert uit het team, maar hij blijft verbonden als sponsor en door sleutelruimte beschikbaar te stellen. Het hechte team bestaat nu uit Willem van de Weerd, Michiel Bosvelt, Reijer van de Wetering, Cor Verbeek, Jan Agterhuis en Han van Boven.
Lees verder onder kader en foto’s
“De Perkins V8 die wij gebruiken is niet bedoeld om veel toeren te maken, laat staan onder hoge turbodruk. Het is voor ons de uitdaging om daar toch op een betrouwbare manier veel vermogen uit te halen. Eigenwijs als wij zijn, denken wij zijn nog steeds dat dat kan”, zo vertelt Michiel.
De dikke brandstofpomp staat midden tussen beide cilinderbanken en spuit per slag een flinke dosis diesel in de cilinders. “Om voldoende lucht in de motor te krijgen om dit te verbranden, maken we de koppen hoger met een dikke plaat waar de kleppen doorheen steken. De lucht stroomt nu van boven op de kleppen in plaats van via de zijkant, waardoor er meer lucht langs stroomt”, aldus de motorenman. Tijdens het warmdraaien verwarmt een gasbrander de inlaatlucht, de verbranding verloopt dan vollediger en de motor blijft inwendig schoner.
Het team kende hoogtepunten zoals het verslaan van de regerend Europees kampioen in 2009 in het Gelredome. En de overwinning op Europa’s grootste tractorpullingwedstrijd in Made, 2019.
Tegenslagen waren er ook, zo verspeelde het team in al die jaren acht motorblokken. Het absolute dieptepunt was de wedstrijd in IJzendoorn in 2023: een gigantische klap blies halverwege de baan beide cilinderbanken los van de rest van het onderblok. Van boven keek je recht op de krukas, de nokkenas lag er los bovenop. Met een nieuw opgebouwd blok vroegen ze het jaar erop een demo aan in IJzendoorn met de motivatie: jullie hebben nog een halve run tegoed. Of ze niet bang waren dat op dezelfde baan weer hetzelfde zou gebeuren? Reijer: “Als je bijgelovig bent, kun je beter geen tractorpulling bedrijven.”
De drijfstang toonde zich door het almaar groeiende vermogen als zwakke schakel. Na een paar runs moesten ze de drijfstangbouten opnieuw op moment vastzetten. Wat bleek: er ontstonden haarscheurtjes in de drijfstangkappen. Deze groeiden uit tot grote scheuren, met als eindresultaat breuk. “Als je drijfstangen het nog geen seizoen uithouden, wordt het tijd voor actie”, zegt Cor.
Zo kwam het team in 2022 in contact met Jan Agterhuis, student werktuigbouwkunde aan Hogeschool Windesheim in Zwolle. Jan zocht nog een stageplek en een nieuwe drijfstang ontwikkelen voor Red Attraction leek hem wel wat.
Maar hoe leg je op school uit dat je stage gaat lopen bij een tractorpullingteam? Een omgeving waar niemand voldoende kennis heeft om je te begeleiden. In eerste instantie was school dan ook niet akkoord. Een bezoek van drie docenten aan de werkplaats leerde dat het geen simpel tekenwerk was maar een serieuze engineering-opdracht.
Samen met twee studiegenoten mocht Jan de stage vervullen. Een eisenpakket werd opgesteld, met als belangrijkste: niet zwaarder dan de huidige drijfstang, en een levensduur van twee seizoenen. Dat laatste werd nader gespecificeerd als twintig minuten draaien op 6.000 toeren. Daarnaast biedt de Perkins V8 nog een paar ruimtelijke uitdagingen: vanwege de kleine boring zit de drijfstangkap onder 45 graden aan de drijfstang, omdat deze anders te breed is om van boven door de cilinderbus te steken bij de montage. En doordat bij een V8 twee drijfstangen op dezelfde kruktap zitten, zijn ze smaller.
De eerste stap was een zoektocht naar de meest geschikte materiaalsoort. Onder toeziend oog van de materiaalkundeleraar kwamen ze tot de conclusie dat 7075 T6 aluminium de beste keus is. In de tractorpullingwereld ook wel ‘vliegtuigaluminium’ genoemd; het wordt vaker voor drijfstangen gebruikt. Maar de studenten gingen een stapje verder: ze onderzochten de mogelijkheid om het materiaal te veredelen, met behandelingen sterker te maken. Met precipitatieharden zou de drijfstang nog sterker worden. Het materiaal veroudert dan echter sneller.
Het ontstaan van haarscheurtjes in de drijfstangkappen kwam door ‘vermoeiing’, in de volksmond metaalmoeheid genoemd. Bij steeds wisselende belasting kan een metaal na verloop van tijd breken bij een spanning ver onder de breukspanning. Bij staal bestaat hiervoor een ondergrens; als de wisselende belasting maar laag genoeg is, heeft de constructie een oneindige levensduur. Aluminium heeft deze ondergrens echter niet en bezwijkt na verloop van tijd. Zo bepalen de studenten de maximale spanning die mag optreden om de vereiste levensduur te halen: twintig minuten draaien bij 6.000 toeren per minuut betekent dat de drijfstang 120.000 spanningswisselingen moet overleven.
Met deze maximale spanning slaan de studenten aan het ontwerpen. Ze berekenen de drijfstang op de computer met een speciaal rekenprogramma dat werkt volgens de ‘eindige-elementenmethode’: die deelt de drijfstang op in duizenden stukjes, en bepaalt van elk deeltje de optredende spanning.
Ze ontdekken dat de drijfstang in de V8 te smal is om met twee bouten naast elkaar de drijfstangkap vast te zetten. Dan blijft te weinig materiaal over, waardoor de spanning te hoog oploopt. Maar bij een aangepast ontwerp met enkele drijfstangbouten ontstaat onder de kop van de drijfstangbout een piekspanning bij een scherpe hoek. Ook dat beperkt de levensduur drastisch.
Elke ontwerpwijziging rekenen ze opnieuw door. Dat brengt nieuwe kritische plekken aan het licht. Ook houden de stagiairs rekening met de walsrichting van de aluminium plaat waaruit de drijfstang wordt gefreesd. De walsrichting bepaalt de richting van de metaalkristallen, bepalend voor de treksterkte in de betreffende richting.
Na vele stappen ontstaat zo een geoptimaliseerde drijfstang waarbij de optredende spanningen laag genoeg zijn om de vereiste levensduur te halen. De nieuwe drijfstang is ook flink lichter dan de oude, 1.470 in plaats van 1.900 gram!
Doordat de studenten regelmatig hun docenten raadplegen, raken die enthousiaster. De drijfstang is het gesprek van de dag in de docentenkamer. Uiteindelijk wordt het drietal voor de stage beloond met een 9!
Het team zei in 2016 nog: ‘waar ingenieurs stoppen, gaan wij verder’. Nu is het precies andersom en is het de ingenieur die het team verder helpt. Dit alles geeft aan dat tractorpulling een stormachtige ontwikkeling heeft doorgemaakt. Het niveau is tegenwoordig zo hoog dat specialistische kennis en gereedschap noodzakelijk zijn voor de volgende stap.
En student Jan? Die maakt nu deel uit van het team. Hij heeft inmiddels zijn diploma en brengt zijn eigen expertise in. “Het lijkt mij wel wat om een nieuw setje cilinderkoppen te ontwerpen volgens de laatste Prostock-regels, met behulp van flowsimulatie op de computer. En een nieuw frame? Ach, dat zal er ook nog wel een keer van komen. Trouwens, bij de klap in IJzendoorn was alles kapot, behalve de nieuwe drijfstangen!”, zo besluit Jan.
Auteur: Ruben Fortuin
Lees ook: Kijkje achter de schermen bij tractorpullingteam The Judge
Gerelateerde tags: Red Attraction, Tractorpulling
