Automobilový průmysl a doprava
Automobilový průmysl je jedním z nejrozvinutějších průmyslových odvětví České republiky. K hlavním trendům v této oblasti patří snižování spotřeby a nákladů, zvyšování efektivity výroby a zpřísňování ekologických požadavků a bezpečnostních standardů. Požadavky trhu na zavádění nových technologií přinášejí zvýšené investice do vývoje a inovací v dopravě. Naším cílem v oblasti automobilového průmyslu a dopravy je nejen zlepšit životní prostředí a design, ale i snížit spotřebu vozidel.
Případové studie
-
DESIGN ZÁVODNÍHO TAHAČE
Design závodního tahače MAN EVO 012/one pro Frankie Truck Racing Team
Záměrem projektu bylo vnést do prostředí okruhových závodů tahačů novou kvalitu z pohledu výtvarně technických parametrů. Nový atraktivní design závodního trucku v sobě integruje také technické prvky, jako jsou řešení aerodynamiky nebo chlazení motoru a brzd. Výchozí návrh designu byl veden snahou o docílení charakteristického a dynamického až dravého výrazu při zachování typických prvků tahačů značky MAN. Snahou bylo také vytvoření dojmu monopostu F1 v bočním pohledu na spodní ponton vozu bez kabiny.
Cíl projektu
Projekt byl realizován na základě poptávky majitele Frankie Truck Racing Teamu pana Františka Vojtíška. Cílem projektu byla snaha vnést do prostředí okruhových závodů mistrovství Evropy tahačů novou kvalitu z pohledu výtvarně technických parametrů. Komplexní návrh designu závodního trucku MAN EVO 012/one měl v sobě integrovat i některé technické prvky, jako řešení aerodynamiky nebo chlazení motoru a brzd.
Výzkum, vývoj a řešení
V první fázi prací na projektu vznikla řada studií od více autorů. Návrhové práce byly řízeny tak, aby byly zastoupeny různé přístupy nebo pojetí, jak koncipovat nosný výraz celkového designu. Vybraný návrh byl dále propracován z hlediska těchto specifikací v 3D softwaru a vyprofilován do podoby výchozí koncepce designu určené k realizaci. Výchozí návrh designu byl veden snahou o docílení charakteristického (neokoukaného) a dynamického až dravého výrazu při zachování typických prvků tahačů značky MAN. Při následné realizaci laminátové karoserie tahače byla pro získání výchozích dat využita optická digitalizace pomocí systému TRITOP a ATOS.
Dopad a výsledky projektu
Byl zpracován atraktivní design závodního trucku MAN EVO 012/one. Jedním z požadavků pro designérskou studii bylo vytvoření dojmu monopostu F1 v bočním pohledu na spodní ponton vozu bez kabiny, což se podařilo v rámci omezujících kritérií beze zbytku splnit. S nově navrženým truckem jezdec týmu Frankie OXXO Racing team Norbert Kiss vyhrál v roce 2012 závod tahačů v anglickém Donnington Park.
Napsali o nás
auto.cz - František Vojtíšek a MAN ČR míří do mistrovství Evropy tahačů
poster – Projekt MAN EVO 012/one
Řešitel projektu za VUT v Brně
doc. akad. soch. Ladislav Křenek, ArtD.
Finanční podpora
Prostředky průmyslového partnera, zadavatele projektu.
Řešeno pro
-
ADAPTIVNÍ SYSTÉM MAZÁNÍ OKOLKŮ
Nový systém adaptivního řízení, který umožňuje optimalizovat proces mazání okolků v kolejové dopravě
Předmětem spolupráce v rámci projektu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje byl generačně nový systém mazání okolků, který dokáže na základě aktuálních provozních podmínek a polohy na trati dávkovat optimalizované množství maziva. Vývoj se opírá o laboratorní výzkum tribologických aspektů kontaktu kola a kolejnice při aplikaci maziva za různých podmínek. Výsledky výzkumu jsou implementovány do unikátního řídicího systému, který v reálném čase vyhodnocuje interval aplikace maziva.
Cíl projektu
Cílem projektu byl vývoj koncepčně nového „on-board“ systému zajišťujícího optimální mazání okolků kolejových vozidel. Motivací bylo snížení opotřebení kol a kolejnic, redukce hlukové emise, snížení energetické náročnosti a současná úspora maziva a snížení environmentální zátěže. Projekt byl založen na spolupráci výrobního podniku a výzkumného pracoviště a na kombinaci experimentálního vývoje a aplikovaného výzkumu v oblasti tribologie. Dílčím cílem bylo získat nové poznatky týkající se tvorby mazacího filmu ve styku mezi funkční plochou okolku a hlavou kolejnice, které povedou ke zvýšení účinnosti mazacího systému a zlepšení konstrukce jeho prvků.
Výzkum, vývoj a řešení
Základem pro vývoj systému byl experimentální výzkum, který probíhal v laboratořích Ústavu konstruování. Jeho cílem bylo stanovit na základě měření tření a opotřebení optimální množství a interval aplikace maziva za různých provozních podmínek a kontaminantů. Výsledkem je koncept řízení aplikace maziva založený na předpokladu limitní skluzové vzdálenosti, po kterou je mazivo schopno účinně snížit tření a opotřebení. K hodnocení okamžité skluzové rychlosti a zohlednění provozních podmínek slouží algoritmy implementované do řídicího systému. Spolu s inovovaným mazacím přístrojem byl řídicí systém dále testován v reálném provozu a optimalizován.
Dopad a výsledky projektu
Výsledkem projektu byl prototyp koncepčně nového „on-board“ systému zajišťujícího optimální mazání okolků. Systém byl na bázi modularity modifikovatelný pro všechny druhy kolejových vozidel. Systém byl provozně ověřen na tramvajové lince Dopravního podniku města Brna. V porovnání s běžně používaným intervalovým způsobem mazání bylo dosaženo snížení opotřebení až o 15 % při současném snížení spotřeby maziva o více než 50%.
Výsledky projektu byly publikovány na vědeckých konferencích:
- PALOUŠEK, D.; KOUTNÝ, D.; NÁVRAT, T. Pilot study of the wrist orthosis design process. RAPID PROTOTYPING JOURNAL, 2014, vol. 20, no. 1, p. 27-32. ISSN: 1355-2546.
- KOUTNÝ, D.; PALOUŠEK, D.; STOKLÁSEK, P.; ROSICKÝ, J.; TEPLÁ, L.; PROCHÁZKOVÁ, M.; SVOBODA, Z.; KREJCI, P. The biomechanics of Cycling with Transtibial Prosthesis: A Case Study of a Professional Cyclist. An electronic international Journal of Science, Engineering and Technology, World Academy of Science Engineering and Technology., 2013, vol. 84, no. 72, p. 390-396. ISSN: 2010-3778.
- MINAŘÍKOVÁ, O.; PALOUŠEK, D.; KOUTNÝ, D. Design of upper limb assistive device. Pracovni Lekarstvi, 2012, vol. 64, no. 2-3, p. 92-98. ISSN: 0032-6291.
- KOUTNÝ, D.; PALOUŠEK, D.; KOUTECKÝ, T.; ZATOČILOVÁ, A.; JANDA, M. 3D Digitalization Of The Human Body For Use In Orthotics And Prosthetics. An international Journal of Science, Engineering and Technology, World Academy of Science Engineering and Technology, 2012, vol. 2012, no. 72, p. 1000-1005. ISSN: 2010- 376X.
Napsali o nás
denik.cz - Tramvaje a vlaky doskřípaly. Díky vědcům z brněnské techniky
Řešitel projektu za VUT v Brně
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.
Finanční podpora
Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), Výzkum a vývoj adaptivního systému mazání okolků kolejových vozidel, FR-TI3/442, 2011-2013.
Řešeno pro
-
EFEKTIVNÍ REDUKCE HLUKU MALÉHO MOTOCYKLU
Lokalizace zdrojů hluku na malém motocyklu za účelem snížení výsledného hluku s ohledem na předpis pro schválení do provozu
Projekt se zabýval experimentální identifikací problémových částí konstrukce malého motocyklu s ohledem na výslednou hlučnost vozidla. V rámci řešení byla realizována normalizovaná zkouška vnější hlučnosti motocyklu. Po následné analýze výsledků proběhla experimentální identifikace potenciálních problémových bodů konstrukce, na které by se měl výrobce zaměřit při přípravě motocyklu pro schvalovací proces. Projekt byl řešen ve spolupráci s výrobcem motocyklu Blanenskou firmou Blata s.r.o.
Cíl projektu
Cílem projektu byla příprava nového typu motocyklu pro schvalovací zkoušky s ohledem na výslednou hlučnost vozidla. Výrobce motocyklu chtěl ještě před akreditovanou zkouškou ověřit, zda jím navržený motocykl splňuje předepsanou normu na vyzařovaný hluk za provozu. Dále bylo cílem spolupráce nalézt místa, která nejvíce přispívají k vyzařování hluku z motocyklu, a výrobce by pak mohl podle potřeby v uvedených místech aplikovat efektivní opatření pro snížení hluku.
Výzkum, vývoj a řešení
Nejprve bylo realizováno měření celkového akustického výkonu podle normalizovaného průjezdového testu. Motocykl tedy projel stanovenou dráhu při předepsaných otáčkách motoru a nastavení plynové přípusti. Po analýze výsledků měření proběhla experimentální identifikace dominantních zdrojů hluku na motocyklu. Identifikace byla realizována měřením sondou akustické intenzity na síti definovaných měřicích bodů. Pro účely testu byl motocykl umístěn na válcovou brzdu. Výsledkem zkoušky jsou hlukové mapy, které popisují rozložení hluku na motocyklu. Na základě zjištěných výsledků mohl výrobce podle potřeby efektivně navrhnout konstrukční úpravy omezující celkový vyzařovaný hluk při provozu motocyklu.
Dopad a výsledky projektu
Na základě výsledků projektu byl výrobce motocyklu schopen ověřit připravenost nového výrobku pro následné schvalovací zkoušky. Schvalovací zkoušky jsou ekonomicky nákladné a bylo proto výhodné ověřit předem, zda je konstrukce schopna splnit hlukové limity, které si nemohl výrobce měřit vlastními silami. V případě problému pak bylo možné efektivně zakročit a navrhnout potřebná opatření.
Řešitel projektu za VUT v Brně
Finanční podpora
Prostředky průmyslového partnera, zadavatele projektu.
Řešeno pro
Zjistit více
webové stránky laboratoře vibroakustiky -
HYDROSTATICKÝ SYSTÉM PRO REKUPERACI ENERGIE
Nový hydrostatický systém pro rekuperaci kinetické energie užitkových vozidel pracujících v cyklickém start-stopním režimu
V rámci mezinárodního projektu EUREKA CZ byl vyvinut, sestaven a v reálných podmínkách otestován funkční vzorek rekuperačního hydrostatického modulu. Ten využívá kinetickou energii brzděného vozidla přeměňovanou na hydraulickou energii, která se použije při následném rozjezdu pro odlehčení pohonu. Dochází tak k významným úsporám paliva pro pohon vozidla, zvýšení efektivity i ekologie provozu.
Cíl projektu
Základní myšlenkou u rekuperačního hydrostatického modulu bylo využít kinetickou energii brzděného vozidla, která se běžně maří brzděním a neúčelně mění v teplo a opotřebení brzd, na hydraulickou energii využitelnou při následném rozjezdu vozidla. Tím se odlehčuje pohánějící spalovací motor, dosahuje se významné úspory pohonných hmot (až kolem 25 %), zvyšuje se ekonomická efektivita a dosahuje se i ekologického zlepšení provozu. Tento systém je výhodný zejména u vozidel s často opakovaným cyklem brzdění – rozjezd jako jsou např. vysokozdvižné vozíky, silniční válce atd.
Výzkum, vývoj a řešení
Časový postup řešení projektu se odvíjel od jeho hlavních etap. Jednalo se o konstrukční návrh, výrobu a použití prototypu laboratorního rekuperačního stendu, simulaci a testování matematických modelů dynamiky rekuperace a posléze návrh, výrobu, modelování, simulaci a optimalizaci rekuperačního hydrostatického modulu pro reálný stroj. Vedle těchto zařízení byl také sestrojen ve zmenšeném měřítku hydromobil, který sloužil ke studiu a aplikaci hydrostatické rekuperace kinetické energie vozidla. Hydromobil navazoval na experimentální hydrostatický stend. Modely byly sestavovány v prostředí Matlab/Simulink v návaznosti na četná měření mechanických, hydraulických, elektrických a pneumatických veličin silničního válce Ammann AP 240 H.
Dopad a výsledky projektu
Výstupem projektu je funkční vzorek rekuperačního hydrostatického modulu, který byl testován v reálných podmínkách na vybraném typu vozidla – válci Ammann AP 240 H. Vyvinutý modul je prvním prototypem rekuperačního systému, který funguje za nízkých pracovních rychlostí vozidla do 9 km/hod, což je typické např. pro silniční válce. Hydrostatický rekuperační modul je v celosvětovém měřítku unikátní a vyvolal velký zájem.
Výsledky měření na experimentálním stroji, kterým byl pneumatikový silniční válec AMMANN AP 240 H, odpovídaly teoretickým předpokladům a výsledkům simulací pro daný typ pracovního cyklu určeného výrobcem stroje. Stroj prošel provozními zkouškami. Nejvyšší úspora paliva dosažená díky vyvinutému rekuperačnímu modulu byla cca 26 %, což odpovídá úspoře cca 31 l/100 km. To je předpokladem pro úspěšné komerční využití. Hodnota dosažené úspory je daná množstvím kinetické energie dostupné v dané aplikaci pro rekuperaci. V případě jiných aplikací s vyšším množstvím kinetické energie vhodných k rekuperaci lze očekávat vyšší úspory paliva.
Výsledky projektu byly publikovány na vědeckých konferencích:
- NEVRLY, J. FICHTA, M. JURIK, M. et al.: Use of experimental stand for research kinetic energy recovery. In: Proceedings of the 22nd International Conference on Hydraulics and Pneumatics. CAHP, Prague, Czech Republic, October 23 - 25, 2013.
- NEVRLY, J. NEMEC, Z. NOSKIEVIC, P.: Use of Matlab/Simulink and Amesim for simulation of hydraulic recovery of kinetic energy. In: Proceedings of The 4th International conference ANTiM, University „UNION – Nikola Tesla“, Belgrade, Serbia, 24 – 26th April 2014.
- NEVRLÝ, J. NĚMEC, Z. JURÍK, M.: Effectiveness of kinetic energy recovery explored by means of experimental stand. In: Proceedings of the 20th International Conference Engineering Mechanics 2014, Svratka, Czech Republic, May 12 – 15, 2014.
- NĚMEC, Z. NEVRLÝ, J.: Influence of short-circuit valve on hydraulic recovery of vehicle kinetic energy. In: Proceedings of the 55th International Conference of Machine Design Departements 2014, Czech Technical University in PRAGUE. Beroun, 2014.
- PANÁČEK, T.; KLAPKA, M.; NĚMEC, Z. Optimization of valve manifold timing sequence using differential evolution algorithm. In Engineering mechanics 2014, Book of full texts. 1. Prague, Institute of Thermomechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic. 2014. p. 468 - 471. ISBN 978-80-214-4871-1.
Vysílali v TV a napsali o nás
ČT 24 - Týden v regionech
ČT 24 - Milénium
ČT 24 - Události v regionech plus
idnes.cz - V Brně staví neobvyklý hybrid, energii získává přečerpáváním kapaliny
Řešitel projektu za VUT v Brně
prof. RNDr. Ing. Josef Nevrlý, CSc.
Finanční podpora
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy ČR (MŠMT), Rekuperační hydrostatický modul pro užitková vozidla, EUREKA CZ, LF12029, 2012-2014
Řešeno pro
Bosch Rexroth, spol. s r.o. (ČR), AMANN (Švýcarsko), TBH Žilina (Slovensko)
