Egyéb2011 április 22

Az Energiacentrum csapat járműbemutatója a VI. Széchenyi futamra

Az Energiacentrum csapat járműbemutatója a VI. Széchenyi futamra

Az idén április 29-e és május 1 –között megrendezésre kerülő VI. Széchenyi futamon Győrben az Energiacentrum csapata a Hidrocar fantázianevű hidrogén-hibrid járműve is bemutatkozik. A csapat a versenyszabályzatnak megfelelően elkészített a jármű bemutatását szolgáló prezentációt, melynek tartalmáról néhány részletet megismerhetnek az érdeklődők az alábbi néhány sorban....

A kutatási program terméke:

A Hidrocar elnevezésű demonstrációs jármű egy hazai kutatás fejlesztés végterméke. A hidrogén termelő és tároló rendszer gyakorlati alkalmazhatóságának bemutatására irányuló kutatási program egy olyan demonstrációs jármű fejlesztését és kivitelezését tűzte ki célul, amely egy termelő és tároló egységből kinyerhető hidrogén gáz felhasználásával képes mozogni.



A kutatásban résztvevők:

MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézete
Műszaki Egyetem Gépjárművek Tanszéke
VHJ Kft.
Accusealed Kft

A konzorcium a kutatás-fejlesztés finanszírozására fordítható összeget a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivataltól nyerte.

A jármű benevezését a Széchenyi futamra az Energiacentrum (Kautéla Zrt.) támogatja. A járművet a verseny során Lőrinc László a Kautéla Zrt. vezérigazgatója mutatja be.

A jármű alkalmazási területei:

- Hidrogén termelő és tároló rendszer (HTTR) akkumulátorainak vizsgálata.
- Elektromos hajtás, fékezés közbeni visszatáplálás elemzése.
- Akkumulátorok és ultrakapacitású kondenzátorok összekapcsolásának, komplex üzemeltetésének kutatása.
- Elektromotorok járműszintű szabályozásának vizsgálata.

A jármű műszaki adatai:

- Honda benzinmotor 400 cm3, 10 kW teljesítményű
- Váltóáramú szinkron generátor, 7 kVA hasznos teljesítmény, 230 V
- Kefe nélküli egyenáramú villanymotorok, 2 db, 48 V névleges feszültség, 6 kW teljesítmény
- Hidrogén akkumulátor
Lithium-ion akkumulátorok, 2 db, egyenként 24 V, 200 Ah kapacitású
- Ultrakapacitású kondenzátorok, 22 db, egyenként 3000 F

Hatótávolság:
- Villamos energiával kb. 80 km
- Hidrogénakkumulátorral + 40 km
- Etanol E85 keverékkel +100 km

A meghajtás egységei:

A HTTR egység

A hidrogén termelő és tároló rendszerben összegyűlt hidrogént egy Honda gyártmányú belsőégésű motoros aggregát hajtóanyagaként hasznosítjuk. A hidrogén kinyeréséhez szükséges meghajtó egység a HTTE részét képezi. Az elektromos energiát a 48 V-os lítium-ion akkumulátortól kapja, működését a jármű központi vezérlő egysége szabályozza.




Generátor

A váltóáramú generátor a Honda aggregát összeépített részét képezi
A generátor jellemző műszaki adatai:
- elektronikus vezérlésű, egyfázisú váltóáramú szinkron generátor
- feszültsége 230 V
- névleges teljesítménye:7 kVA
- frekvenciája 50 Hz
- meghajtó fordulatszáma: 3000 1/min
- 2 db. egyenként 16 A-es csatlakozó




Áramátalakítók

A váltóáramú generátorhoz két AC/DC átalakító csatlakozik.
Az egyik átalakító a névleges 220 V feszültségű váltóáramot 48 V névleges feszültségű egyenárammá alakítja át. Ez tölti a szuperkapacitású kondenzátor egységet és a lítium-ion akkumulátorokat.
A másik áramátalakító a 220 V névleges feszültségű váltóáramból 12 V feszültségű egyenáramot állít elő a belsőégésű motor indítását és a jármű világítását kiszolgáló hagyományos ólomakkumulátor töltéséhez.
Ez valójában egy klasszikus, önszabályzó akkumulátortöltő berendezés, amely maximálisan egy adott erősségű áramot állít elő, mely az akkumulátor töltöttségével fokozatosan csökken, névlegesen 0 A értékig. Az átalakító mértékadó maximális töltő áramerőségét az ólom akkumulátor kapacitásához igazítottuk, ez 10 A-re adódott.


Lítium-ion akkumulátorok

A demonstrációs jármű hajtásrendszerében az elektromos energiatároló és kiegészítő puffer szerepét a lítium-ion akkumulátor tölti be. A lítiumion akkumulátorok nagy előnye, hogy túltöltésre, ill. túlterhelésre nem érzékenyek. A megvásárolt akkumulátor 48 V névleges feszültségű, 200 A•h kapacitású. Töltése akár 58 V feszültég értékig is folytatható.




Szuperkapacitású kondenzátor egység

A demonstrációs jármű intenzív gyorsításakor vagy hirtelen fékezésekor olyan nagy erősségű áram (300-400 A) jelentkezhet, amely károsíthatná az akkumulátort. Az ilyen csúcsáramot a szuperkondenzátor egység képes felvenni vagy leadni. Az akkumulátor és a kondenzátor egység közötti villamos energiaáramlást a központi elektronika szabályozza az akkumulátor igényeinek megfelelően.
A szuperkondenzátor egységet 22 db. Maxwell gyártmányú, egyenként 3000 Farad kapacitású, 2,7 V feszültségű kondenzátor sorbakapcsolásával alakítottuk ki.




Kerékagymotorok

A demonstrációs jármű hátsó kerekeit egy-egy beépített elektromotor áttétel nélkül, közvetlenül hajtja. A motorok kefenélküli, elektronikusan szabályozott egyenáramú motorok.
Ezeket a motorokat vezérlésükkel együtt az Intermotor Kft. fejlesztette és kivitelezte.

A motor jellemző adatai:

- névleges teljesítménye: 6 kW
- névleges szültsége: 48 V
- fordulatszáma 0…1000 1/min tartományban fokozatmenetesen szabályozható

A motor a 15 coll átmérőjű keréktárcsában foglal helyet, állórésze a tengelycsonkhoz, forgórésze a kerékagyhoz kapcsolódik.




A jármű vezérlése

A demonstrációs jármű vezérlése és szabályozása kiterjed a haladás dinamikájára, a jármű fékezésére, a hajtott kerekek fordulatszámának és nyomatékának kanyarodás közbeni differenciálására.

A vezérlés az alábbi egységekből áll:

- Központi elektronikus egység
- Kerékagy motorok teljesítmény elektronikai egysége




Jeladók

- Gázpedál Hall-jeladó



- Fékpedál Hall-jeladó



- Kormány Hall-jeladó




A jármű formája és a kocsitest

A jármű alváza és felépítménye egységes önhordó kocsitestet képez. Az alvázat egy 120 x 60 x 3 mm méretű acél négyszögcső alkotja.



Ehhez kapcsolódnak a gumirugós torziós tengelyekkel összeépített alsó keresztlengőkarok és a felépítményt képező acélcső hálózat. A négyszögcső belsejében vezetjük a hidraulikus fékcsöveket, az elektromos kábeleket. A felépítmény 22 x 2 mm méretű hidegen vont acélcsőből készült, a csövek a jármű külső körvonalait is követik, ezáltal már burkolat nélkül is teljes formájában megjelenítik a járművet. A külső burkoló idomokat üvegszálas mű-anyagokból formázzuk.


A jármű futóművei

A jármű futómű-rendszerének tervezésekor elsősorban az üzemeltetési körülményekből indultunk ki, vagyis figyelembe vettük a jármű 50 km/h maximális sebességét, a mérések és a bemutatók helyszínének útviszonyait.
A konstrukció kialakításakor arra törekedtünk, hogy minél több, a hazai autóalkatrész kereskedelemben vásárolható elemet alkalmazzunk és csak speciális alkatrészek egyedi gyártására szorítkozzunk.
A jármű kerekeit a kerékagy motorok befoglaló méretei alapján választottuk ki.
A gumiabroncsok 195/45 R 15 méretűek, a könnyűfém keréktárcsák méretjele 7jx15H2, ET35, D60, 4x100.
Az első és a hátsó futóművek típusának kiválasztásakor meghatározó szempont volt a felfüggesztési rendszer minimális helyfoglalása, vagyis arra törekedtünk, hogy a viszonylag kisméretű kocsitestben minél nagyobb hely álljon rendelkezésünkre a különböző rendszerelemek beépítéséhez. E célból legalkalmasabbnak bizonyult a háromszög-trapéz keresztlengőkaros rendszer torziós gumirugózással kombinálva. Az első és hátsó futóművekhez azonos alsó és felső lengőkarokat, tengelycsonkokat terveztünk.




A jármű kormányrendszere

A jármű mindkét futóműve kormányozott, az első futóművet Ackermann-rendszerű kormánymechanizmussal egészítettük ki, míg a hátsó futómű elmozdulás vezérlésű önkormányzott szerkezetű.
Az első tengely kormánymechanizmusát a négyütemű Trabant gépkocsi kormányzási elemeit felhasználva terveztük és gyártottuk.
A kerékagyakat, a nyomtávrudakat, a fogasléces kormánygépet, a kormánykerék tengelyét és csapágyágyazását eredeti kivitelben alkalmaztuk.
Egyedi konstrukció az elkormányzási tengelyt képező függőcsapszeg és műanyag csapágyazása, a trapézkarok, a kormánykerék agyrésze. A kormánygépet görgőkkel megvezetett segédrudazattal egészítettük ki a nyomtávrudak belső csuklóinak optimális pozicionálása érdekében.




A jármű fékrendszere

A jármű fékrendszere elektrohidraulikus hibrid felépítésű. Erre a kerékagymotorok már ismertetett speciális tulajdonsága, a féküzemre átállíthatósága ad lehetőséget. A hátsó kerekek fékezésére elegendő az elektromos rekuperáló fékezés, a nagyobb kerékfékerőt igénylő első kerekeknél hidraulikus tárcsaféket alkalmaztunk.
A jármű fékezését fékpedállal vezéreljük, melynek pozícióját Hall-jeladó érzékeli és tájékoztatja a jármű központi vezérlőegységét, amelyik megfelelő féknyomatékot állít be a hátsó kerekekbe szerelt elektromos motorokon.
A fékpedál egy bizonyos (beállítható) elmozdulása után működésbe hozza a hidraulikus főfékhengert és ez által kifejti a megfelelő féknyomatékot az első kerekeken.




Április 29-e és Május 1-e között Győrben Önt is várja a VI. Széchenyi Futamon az Alternatív Hajtású Járművek versenyén az











NRGENS