Saját motort fejlesztenének a BME cápái

A Budapesti Műszaki Egyetem hallgatói többféle járműépítő versenyen is kipróbálják magukat: az olvasóink találkozhattak már a robotépítőkkel, a pneumobilt készítőkkel vagy a motorosokkal, ezúttal pedig a világ egyik legnagyobb energiatakarékossági versenyén helyt álló csapattal, a GSZK Shark Teammel ismerkedhetnek meg. Pfeiffer Norberttel, a csapat műszaki vezetőjével beszélgettünk, aki elmondta, 2014 februárjában alakult meg a csapat azzal a céllal, hogy a Shell Eco-marathonon is megmutathassák a BME-sek a rátermettségüket.

– A Shell Eco-marathon verseny alapvetően két kategóriából tevődik össze. Ez alatt a prototípus és a városi kivitelt kell érteni, mindkettőt más követelményrendszer jellemzi. Ezen belül további kategóriák következnek az autók meghajtása alapján. A mi csapatunk a dízel prototípus kategóriában indult Zsigmond Ádám csapatkapitány vezetése alatt. Az autóhoz egy 220 cm³-es, egyhengeres szívó dízelmotort választottunk. Ez a piacon kapható legkisebb dízelmotor, ami szóba jöhetett. Ezt igazolta, hogy a Hollandiában látott dízel autók is – mint az a helyszínen kiderült – mind ezzel a típussal vagy ennek egy nagyobb változatával mentek – magyarázta Pfeiffer Norbert, hozzátéve, hogy az általuk készített autó egy háromkerekű jármű, amely egy hátsó hajtott és két kormányzott első keréken gurul. Az irányítását Ackermann kormányzással valósították meg. A csapat célja jelenleg az, hogy saját motort fejlesszenek. Ezt az első évben kockázatosnak találták, azonban már szereztek elég tapasztalatot és bátorságot ahhoz, hogy hamarosan belevágjanak a tervezésbe és gyártásba.

Álló sor, balról jobbra: Ulicska Dávid, Seres József, Kovács Richárd Viktor, Faragó Balázs, Kardos Tamás, Hárshegyi Zsolt, Kedves Bertalan, Farkas Szigfrid, Lukács Kristóf, Ibriksz Norbert, Ács László. Alsó sor balról jobbra: Pfeiffer Norbert, Kovács Dorina, Szávai Tivadar, Schuszter Zoltán, Horváth Mátyás, Simon Evelin, Zsigmond Ádám

– Idén amellett döntöttünk, hogy optimalizálunk egy a piacon kapható motort. A célunk az volt, hogy megfeleljünk a technikai és biztonsági vizsgákon, illetve tapasztalatot gyűjtsünk a versenyről és a többi csapatról. Így a következő évben a most optimalizált motort komolyabban tesztelés alá vetjük. A teszteredmények is segíteni fognak az új motor fejlesztésében, azonban ha elhúzódna a fejlesztés, rendelkezésünkre áll már egy versenyképes motor a következő futamra, ahol szeretnénk jó helyezést biztosító mért kört futni.

A technológiát tekintve a motoron komoly átalakításokat végeztek. Megmérték a motor karakterisztikáját különböző fordulatszámok és terhelések mellett. Vizsgálták a szelepkarakterisztikákat és szelepellenállást, a befecskendezés időzítését. A mérési eredmények alapján szimulációs modellt építettek, ahol meghatározták az optimumot. Ezt követően visszafejtették az optimális függvényeket, ami alapján elkészítették az új vezérműtengelyük bütyökprofiljait. Ez alapján megtervezték Catia szoftverrel a vezérműtengelyt. A 3D modell alapján egyik főszponzoruk, a Repszer Kft. elkészítette a CNC kódot és legyártotta a tengelyt, valamint egy új lendkereket. Kerámia bevonatot kapott a dugattyú felülete. A Catia szoftverhez licenceket kaptak a CAD-terv Mérnöki Kft. jóvoltából, valamint egy kéthetes oktatást is biztosítottak a csapatnak.

– A motor egy CNC forgácsoló gépekben használatos elektromágneses lamellás tengelykapcsolón keresztül csatlakozik a hajtáslánchoz. Ehhez a villamosmérnökeink készítettek szabályzót, mely a motor fordulatszámához illeszti a nyomatékot. Ez tömegre nagynak számít egy ilyen autónál, ugyanakkor rugalmas technológia az optimalizálhatóság szempontjából. Az autó törzse úgynevezett monocoque, magyar nevén talán teherviselő héjszerkezetként tudnám fordítani. Lényegében nincs külön alváz, a héjszerkezetre kerültek a felfüggesztések. Kétrétegű szén kompozit a burkolat, többrétegű szén kompozit merevítőkkel és teherviselő tűzfallal kialakítva. Emellett burkoló elemek készültek üveg kompozitból is. Ebben a Zivatarworks Bt. volt a segítségünkre, míg a Színművek Kft. a héjszerkezethez szükséges ősminták forgácsolásában segédkezett.

Elmondta, a Fogaskerékgyár Kft.-től szinte napi rendszerességgel kértek és kaptak is alkatrészeket, szakmai konzultációval egybekötve. A motorhoz és a hajtáslánchoz egyaránt számos alkatrészt gyártott nekik a cég. Egyetemi oldalról is rendszeres támogatást kapnak: az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék labor helyiség biztosításával, szakmai konzultációval, eszközökkel járult hozzá a csapat munkájához, illetve a BME-Audi Hungária K3 Kooperációs Kutatóközpont vásárolta meg számukra a motort. A GT3, Gép-és Terméktervezés Tanszék biztosított a kurzusokhoz termet, illetve szakmai konzultációban is gyakran segítségükre voltak. Emellett a MOGI, Mechatronikai és Optikai Intézettől is kaptak támogatást.

– Nagyon büszke vagyok a csapatra, hogy a tervezés és fejlesztés végén, amikor egyetemi tennivalóink is igen sok energiát igényelnek, hat teljes napon át minimális alvással összeépítette az autót. Tudni kell, hogy az autó egyes részeinek befejezésével még ekkor is adódtak problémák. Emiatt az autó teljes megépítése és festése is már Hollandiában ért véget. Utazás közben a buszban terveztük a lépéseket, hogy minél hatékonyabban végezzük a szerelést és készen legyünk. Sokan megcsodálták a szétválasztott paddockot, ahol a fólia mögött az héjszerkezet javítása, ragasztása és festése történt, míg a másik oldalon párhuzamosítva az alkatrészek összeszerelése és az elektronika bekötése zajlott. Amikor minden rész elkészült, összeraktuk azokat. Egy teljes napot finomítottuk még és végül az autó három apró gyorsan javítható hibával, elsőre átment a műszaki és biztonsági teszteken.

Pfeiffer Norbert elmondta, hamarosan megkezdik az autó tesztelését, melyhez először alkalmas pályát kell találniuk. A tesztekkel párhuzamosan, illetve az eredmények alapján nekilátnakk a saját motor fejlesztésének. A verseny óta több nagyobb és kisebb cég kereste meg a csapatot azzal a szándékkal, hogy szeretnék támogatni a munkájukat.