hirdetés
hirdetés

Prototípus-tervezés

12 hónap alatt nulláról a prototípusig

Bemutatták az Amber One-t, Magyarország első könnyűszerkezetes elektromos sportautójának prototípusát.

hirdetés

Az Amber One projekt célja egy karbonkompozit utascellás, kerékagymotorral szerelt prototípusjármű megtervezése és a hozzá tartozó platform megépítése volt, elsősorban kutatási célból. A koncepció meghatározásánál fontos szerepet játszott a csekély tömeg, a nagy teljesítmény, a megfelelő járműdinamika, valamint a körülményekhez képest a biztonsági előírások betartása. A fejlesztés során a specifikáció meghatározásától az autó teszteléséig viszonylag nagy szabadságot kapott a csapat, ami magyarországi viszonylatban egyedülálló lehetőséget jelentett. A CAD-es tervezés PTC Creo 3.0-val történt.

A kulcs a hatékonyság – skeletonalapú rendszer

A projektre extrém kevés idő állt rendelkezésre (12 hónap), ezért fel kellett építeni egy teljes járművet leíró, teljesen paraméteres, többszintű és nagyméretű skeletonrendszert. A top-down tervezési filozófiát követő skeletonalapú rendszerrel változás esetén nincs szükség az alkatrészek manuális módosítására, hanem a folyamat automatizálható. Ezen a területen a csapat már sokéves rutinnal rendelkezett, amely a korábbi évek sikeres projektjei során alakult ki és gyarapodott. Az általuk kidolgozott felépítéssel egyrészt a járművel szemben támasztott követelmények végigvezethetők rendszer-, majd összeállítás-, végül komponensszintre, másrészt az alkatrészek egy jól működő egységbe integrálhatók. Ennek köszönhetően a fejlesztési idő jelentősen csökkenthető, és a hibajavítások is könnyebben kezelhetők.

Az Amber One megtervezésekor a különböző részegységek integrálására oda kellett figyelni (forrás: S&T)
Az Amber One megtervezésekor a különböző részegységek integrálására oda kellett figyelni (forrás: S&T)

Class-A surface-modellezés

A Creo 3.0 tervezőrendszer új felületmodellező modulja, a Freestyle lehetővé tette, hogy ugyanazon CAD-es környezeten belül állítsanak elő könnyedén és gyorsan Class-A felületeket, mint ahol a modellezés többi része is zajlik. A magasabb rendben is folytonos és szakadásmentes felületek előállítása azért jelentett nagy előnyt, mert nem kellett egy más programban készült mesterfelület importálásával és az ezzel járó kellemetlenségekkel bajlódni, emellett könnyen módosíthatták a jármű exteriorját és interiorját. A skeletonrendszerben történő felosztás után a burkolat-alkatrészek megkapták a felületeket, ahol a rögzítési technológiát, a csatlakozásokat, a peremezést, a falvastagságok megadását és a szerszámozást kellett megoldani. A parametrikus felépítésnek és a rendkívül sokoldalú felületmodellező eszközöknek köszönhetően a komplex kialakítással rendelkező burkolatelemek és a hozzá tartozó kompozit-, illetve fémkonzolok megtervezése sem jelentett gondot.

Range Extender beillesztése

A range extender generátora által leadott villamos teljesítmény a motorokat hajtó akkumulátort tölti. Ennek a folyamatnak a megvalósulásáért egy összetett rendszer felel, amely magába foglalja a belső égésű motort, az invertert, a hűtés-, a villamos, az üzemanyag-, a szívó- és a kipufogórendszert. A komplexitás miatt elengedhetetlen volt, hogy ezeknek az egységeknek az egymás és a járműmodell többi része közötti kapcsolódási pontjai megfelelően legyenek kialakítva. Ezt a modell megfelelően strukturált felépítése tette lehetővé. Egy main skeleton tartalmazta a szükséges csatlakozópontokat, illetve a részegységek vázlatos geometriáját, amelyek publikálása után került sor a teljes összeállítás részletes kidolgozására. A rendszer lehetővé tette, hogy bizonyos méretek módosítása után a tartószerkezet geometriája, a hűtés csatornái, villamos rendszer vezetékei, továbbá a burkolaton elhelyezett be- és kiömlő nyílások a változtatásoknak megfelelően automatikusan módosuljanak.

Az Amber One interiorja és exteriorja is Creo-környezetben került megtervezésre
Az Amber One interiorja és exteriorja is Creo-környezetben került megtervezésre

Kompozit vázrendszer

Az önhordó váz magába foglalja az ergonomikus, biztonságos utascellát, biztosítja a megfelelő merevséget és a többi részegység számára a csatlakozófelületeket. A szénszál erősítésű kompozitból készült váz modellezése leghatékonyabban felületmodellezéssel valósítható meg, ezért a geometriája ezzel a technikával készült el. Ennek megtervezése során igen hasznosnak bizonyultak a Creo 3.0 sokoldalú felületmodellező funkciói. A kompozitváz több héjelemből került összeragasztásra, amelyek csatlakozófelületei miatt fontos volt, hogy azokat egy skeletonpartban lehessen parametrikusan modellezni. Ezt követően a main skeleton szinten elkészült különálló héjelem-geometriákat az alacsonyabb szintekre már külön partokban publikálták, ahol ezek alapján az adott elemhez tartozó szerszámok is megtervezésre kerültek. Mivel a vázszerkezetnek volt a legtöbb közös csatlakozási pontja más részegységek komponenseivel, így a megtervezése során rendkívül hasznosnak bizonyult a Creo 3.0 által biztosított stabil modellfelépítési struktúra.

Automatizált futómű-kiszerkesztés

Ahhoz, hogy a futómű a feladatait optimálisan láthassa el, komplex térbeli szerkesztési műveleteket kell végrehajtani, hogy megkapják a geometriát és így a különböző bekötési és csatlakozási pontokat a futóműalkatrészek és az egyéb, például vázelemek között. Esetünkben meghatározták, milyen futómű-paramétereket kell megtartani a bekötési pontok elmozdítása esetén is, és a szerkesztési folyamatokat ez alapján végezték el parametrikusan.

Az Amber One részegységei
Az Amber One részegységei

A Creo segítségével sikerült elérni, hogy 39 bemenő paraméter megadása után a futómű geometriáját automatikusan kiszerkessze a program. Ennek segítségével ha például arra volt szükség, hogy a lengőkarok vázoldali bekötési pontjai máshova kerüljenek, vagy éppen az agymotorok hűtése miatt egy kerékcsonkállványon a csatlakozási pontot feljebb kellett helyezni, azt a futómű-paraméterek elállítása nélkül, gyorsan megtehették.

A hajtás-, szabályozó- és kiegészítő rendszerek

Elektromos hajtású jármű lévén nagyszámú elektronikai egységet kellett elhelyezni a járműben, illetve biztosítani kellett nekik a megfelelő rögzítést, az egymással való villamos összeköttetést (kábelkorbácsok), valamint a nagy teljesítményű modulok számára a vízhűtést. A projekt során saját fejlesztésű és vásárolt elektronikai egységeket helyeztek el a járműben. A vásárolt eszközöknél a gyártó a fejlesztők rendelkezésére bocsátott STEP modellt, illetve használati utasítást, ami alapján adottak voltak az egységek rögzítő-, illetve csatlakozási felületei, míg a saját fejlesztésű eszközöknél ezeket a szakemberek maguk definiálták egyeztetve a villamosmérnök kollégákkal.

Az Amber One teljes modellje, burkolatelemek nélkül
Az Amber One teljes modellje, burkolatelemek nélkül

A kábelkorbács, a fék- és a hűtésrendszer tervezése hasonló módon történt. Miután kijelölték és véglegesítették az elektronikai komponensek helyét, adott volt, hogy ezek csatlakozói hol helyezkednek el. Ezután kijelölték, hogy hol vezessék el a hozzájuk vezető kis- és nagyfeszültségű kábeleket, hűtéscsöveket és fékcsöveket, és végül az egész rendszer összeállt.

Konklúzió

A Creo 3.0 robusztus felépítésének, széles körű felhasználhatóságának és parametrizálhatóságának köszönhetően sikerült a projekt tervezési részét rendkívül hatékonyan és extrém rövid idő alatt elvégezni. Ez nagyban megkönnyítette a gépész fejlesztői munkát, ami nagyban hozzájárult a projekt sikerességéhez. A munka során összegyűjtött tudást és tapasztalatokat később további ipari projektekben és járművek fejlesztésében is fel lehet használni.

Az Amber One projekt munkatársai: Székely Béla, Szigeti Márk, Székely András, Makai Zoltán, Tarcsai Roland, Henczi Tamás, Szabó Bence, Sápi Zsombor, Lénárt Tamás, Bolyky Ákos, Korcsmáros Ádám, Urbán Bence, Kisillés Sándor, Bruncsics Benjamin.

Az alkatrészek átlátszóvá tételével jól látható a szerkezet
Az alkatrészek átlátszóvá tételével jól látható a szerkezet

(forrás: S&T Consulting)
hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés