Študovali tanky, aby skonštruovali jedinečný terénny elektromobil

Aktuálny príbeh seriálu Úspešní Slováci je o trojici mladých konštruktérov, vysokoškolákov z Trenčína, ktorým sa podarilo skonštruovať malé terénne vozidlo s elektrickým pohonom.

24.05.2015 06:00
konštruktéri, terénne vozidlo Foto: ,
Elektrické terénne vozidlo vychádza z koncepcie štvorkolky. Konštruktéri so svojím dielom (zľava): Miroslav Bartoš, Dominik Malec a Daniel Siekela.
debata (36)

Podobá sa štvorkolke, ale namiesto kolies má pásy podobné tým, na akých jazdia tanky. Nápad vznikol na pôde Trenčianskej univerzity Alexandra Dubčeka a „tankový“ podvozok sa na malom elektromobile neobjavil náhodou. Všetci traja konštruktéri, Daniel Siekela, Dominik Malec a Miroslav Bartoš, sú študentmi fakulty špeciálnej techniky a špeciálna technika je už roky rokúce krycím názvom pre vojenskú techniku. Princíp a výhody tankových pásov tunajší študenti poznajú veľmi dobre.

„Pásy znižujú tlak na vozovku, preto majú oveľa väčšiu priechodnosť ako kolesá. Naše vozidlo je určené do málo únosných a ťažkých terénov, na bahnité cesty aj do snehu,“ povedal Miroslav Bartoš, rodák zo Spiša.

Špeciálnym vozidlom sa zaoberajú tri diplomovky

Traja mladí ľudia sú v piatom, záverečnom ročníku a pripravujú sa na obhajobu svojich diplomových prác. Terénne vozidlo s elektrickým pohonom bolo témou ich diplomoviek a dnes už je na svete jeho funkčný model. Pedagóg z fakulty špeciálnych technológií Ivan Kopecký, ktorý je vedúcim týchto diplomových prác, vraví, že ho návrh študentov prekvapil.

„Vlastne ma postavili pred hotovú vec, že už kúpili štvorkolku a chcú v rámci záverečných prác robiť jej prestavbu. Povedal som, že štvorkoliek je momentálne na trhu dosť, treba niečo originálne. Tak prišli s originálnym nápadom, pásovým podvozkom a elektropohonom,“ vraví Ivan Kopecký.

Každý z nich dostal za úlohu vyriešiť jednu časť vozidla. Daniel Siekela sa zaoberal návrhom podvozku a rámu, Dominik Malec riešil riadenie a bezpečnosť prevádzky, Miroslav Bartoš vypracoval konštrukciu elektropohonu.

„Podľa mňa najťažšie bolo zladiť všetky plány. Máme tri zadania diplomových prác, každý rieši niečo iné, inú časť vozidla, pritom to musíme riešiť ako celok, aby to do seba zapadalo, aby to bolo demontovateľné. Jeden sa musí prispôsobiť druhému, ten zase tretiemu, stále sme museli robiť kompromisy,“ opisuje kolektívnu prácu Dominik Malec.

Podoba s tankovými pásmi nie je vôbec náhodná. Foto: Milan Kráľ, Pravda
terénne vozidlo Podoba s tankovými pásmi nie je vôbec náhodná.

Svoje návrhy robili v 3D programoch, ktoré sa naučili na fakulte. V budúcom zamestnaní sa chcú uberať týmto smerom, vravia, že v dnešnej dobe sa začína konštruovať už len takýmto spôsobom. A k tomu množstvo výpočtov, či už kinematické, alebo pevnostné, aby si boli istí, že vozidlo vydrží záťaž počas prevádzky. S 3D modelom sa vlani prihlásili do súťaže KIA Innovation Award.

So svojím inovatívnym projektom získali prvé miesto a s ním spojenú dotáciu 5 000 eur na realizáciu projektu. Práve v čase, keď dávali dohromady jednotlivé návrhy, prišla finančná podpora, ktorú trojica študentov akurát potrebovala, aby mohla zhotoviť funkčný vzor terénneho vozidla.

Vznikla nová kategória vozidla

Pred týždňom funkčný vzor terénneho elektromobilu prvýkrát vyskúšali. Na prvú jazdu poslúžili chodníky a trávnik pred budovou fakulty v Trenčíne-Záblatí. Cesta od nápadu k realizácii študentom trvala dva roky. Museli si najskôr urobiť analýzu trhu, čo je dostupné a ako vozidlo skonštruovať.

„Najskôr to mal byť hybrid, potom sme sa rozhodli pre elektromotor, chceli sme ísť viac do ekológie. Myslím si, že najťažšie bolo skonštruovať podvozok, potom vyladenie motorov, ich uloženie a vytvorenie riadenia. Princípy, ktoré sme použili, sú výnimočné. Hlavne, čo sa týka podvozku a riadenia. Riadenie spája s podvozkom iba elektrická väzba, nie mechanická,“ hovorí Daniel Siekela, ktorý pochádza od Žarnovice.

Ako Daniel dodal, nešlo len o konštrukčnú prax, okolo projektu je množstvo vybavovania, zabezpečovania, organizácie, všetci traja teda získali znalosti aj z iných oblastí, nielen z konštruovania. Lákavé pre nich bolo aj to, že takáto kategória vozidla zatiaľ nie je.

„Štvorkolky máme, máme vozidlá aj na pásových redukciách, ale konkrétne takýto typ a hlavne s elektrickým pohonom, ktorý má dva motory a nezávislé riadenie bez mechanickej väzby, to je niečo výnimočné,“ zdôraznil Daniel Siekela.

Vrchný rám vozidla sa dá odklopiť a pozrieť sa na batérie, takýto jednoduchý prístup dovnútra elektromobilu je tiež výnimočným riešením. Dominik Malec študuje údržbu špeciálnej mobilnej techniky, myslel teda aj na to, aby všetko bolo ľahko demontovateľné, aby náhradné dielce boli dostupné a montáž úplne jednoduchá.

Dominik je autokrosový pretekár, zatiaľ jazdí ako hobby jazdec. Býva v Melčiciach-Lieskovom, pár kilometrov od Trenčína. Tam má veľkú dielňu a v nej trojica pracovala na skonštruovaní unikátneho vozidla. Má jeden zdroj energie, ktorým sú batérie a tie poháňajú dva elektromotory. Stroj zatáča tak, že jeden pás sa začne točiť inou rýchlosťou ako druhý. Ako to konštrukčne vyriešili, hovorí Miroslav Bartoš:

„Pre ľavý motor je jedna riadiaca jednotka, pre pravý motor druhá. Z týchto jednotiek je riadenie zvedené na rozdvojený potenciometer, ktorým riadite výkon obidvoch motorov naraz. Okrem toho je tam do série pripojený ďalší potenciometer, ktorý rozdeľuje výkon. Teda keď točíte volantom, jeden motor akoby pridával výkon a druhý uberal…“ Odborníci porozumeli a ostatní sa mohli presvedčiť, že to naozaj funguje.

Vyžiť by ho mohli farmári, záchranári aj vojaci

Do svojho vozidla študenti umiestnili obyčajné olovené akumulátory. Ich výhodou je, že sú lacné a ich nabíjanie je veľmi jednoduché. Stačí na to úplne jednoduchá nabíjačka, ktorá sa dá kúpiť na internete. Tak to urobili aj mladí konštruktéri, cez internet si objednali nabíjačku s napájacím napätím 48 voltov.

So súčasnými olovenými akumulátormi by malo vozidlo pracovať približne 1,5 hodiny. Ak by použili drahšie, moderné batérie, stroj by mohol vydržať v prevádzke 3 až 5 hodín. Ako zdôraznili autori nového vozidla, motory v ňom sú plne programovateľné, môže sa nastaviť aj rekuperácia, to znamená, že pri spomaľovaní alebo jazde z kopca vyrábajú elektrickú energiu a dobíjajú akumulátory.

Nové vozidlo verejnosti prvýkrát predviedol... Foto: Milan Kráľ, Pravda
terénne vozidlo, konštruktér, pretekár Nové vozidlo verejnosti prvýkrát predviedol Dominik Malec, autokrosový pretekár.

Na otázku, kde sa bude dať takýto elektromobil na pásoch využiť, majú jeho autori hneď niekoľko odpovedí. Je to predovšetkým terénne úžitkové vozidlo, ktoré sa dá využiť napríklad na prevoz materiálu, zvážanie dreva, kosenie strminy, oranie, ťahanie bremena navijakom, v zime na odhŕňanie snehu. Umožňuje pohyb v ťažkom teréne a úpravou, prípadne pripevnením nejakých mechanizmov sa môže využívať na rekreačné a športové účely, pre záchranárov, poľovníkov či ochranárov.

A ako študenti špeciálnej techniky si bez problémov vedia predstaviť aj jeho vojenskú verziu so zbraňovým systémom alebo ako bezposádkové prieskumné vozidlo na diaľkové ovládanie.

S výrobcami zatiaľ nerokovali

So záujemcami o prípadnú sériovú výrobu zatiaľ nerokovali, nebol na to čas, veď ešte pred pár dňami bolo vozidlo len na papieri, je to absolútna novinka. Odbornej verejnosti ju predstavili včera na 22. medzinárodnom strojárskom veľtrhu v Nitre. „Sme presvedčení, že to význam má, potrebujeme však vedieť, akým smerom sa uberať, čo ľudia potrebujú, čo chcú, na čo sa máme zamerať,“ povedal Daniel Siekela.

„Myslím si, keby sa spravil prototyp a odstránili sa nejaké drobné nedostatky, ktoré sa vždy vyskytnú, má to šancu. Hlavne preto, lebo ide o ekologický pohon. Nielenže nezamoruje prostredie, ale nemá ani žiadne olejové náplne, ani v prípade havárie nezamorí pôdu alebo vodu. Dá sa použiť dokonca aj v interiéri. Toto ešte nie je prototyp, o ňom sa dá hovoriť až vtedy, keď sú už odskúšané vlastnosti a parametre. Toto je funkčný vzor, ktorý ešte neprešiel oficiálnymi skúškami,“ pripomenul Ivan Kopecký z fakulty špeciálnej techniky.

Budú raz elektromobily prevažovať?

Doprava bez emisií je cieľom Slovenskej asociácie pre elektromobilitu, ktorá pod vedením Petra Badíka podporuje rozvoj zázemia pre osobné aj úžitkové elektrické autá.

Má vozidlo vytvorené trenčianskymi vysokoškolákmi šancu dostať sa do sériovej výroby?
Je to zatiaľ vo fáze prvého prototypu. Pri úspešnej komercionalizácii nejde ani tak o to, ako konštruktéri zvládnu prvotné technické riešenie, to zjavne zvládli, ale o to, akí úspešní budú v komerčných faktoroch, ako je predaj, propagácia, manažment. Podobných projektov je vo svete veľa. Ktorý sa presadí, závisí najmä od excelentnosti tímu.

Čo je podľa vás najväčšou prekážkou rozvoja elektromobility na Slovensku?
Predovšetkým je to nedostatočné povedomie o skutočných vlastnostiach elektromobilov, o ich cenách a nákladoch na prevádzku. Za ďalšiu veľkú prekážku považujem ignorovanie a nezáujem o ekologický rozmer elektromobilu. A napokon je prekážkou aj neexistujúca finančná alebo aspoň nefinančná podpora zo strany štátu.

Je reálne, že na Slovensku budú v dohľadnom čase prevažovať elektromobily nad ostatnými druhmi vozidiel?
Slovensko je súčasťou globalizovaného sveta, v ktorom technologické inovácie nepoznajú hranice. Aj keď s istým omeškaním nakoniec vždy dorazia moderné trendy aj k nám a spotrebitelia ich akceptujú rovnako ako všade inde. Elektromobilita je ešte stále vo fáze, keď si ako odvetvie ešte len razí cestu k mainstreamovému zákazníkovi. Keď sa však v tomto najširšom segmente prejaví, dorazí tento trend aj k nám. Vtedy sa počty predaných elektrických áut začnú počítať v desaťtisícoch.

Kedy možno očakávať výraznejšiu zmenu?
Môj odhad je, že k prvému zlomu dôjde už v roku 2020, keď na slovenských cestách uvidíme okolo 10 000 elektrických vozidiel. Potom sa ich počet bude každý rok dramaticky zväčšovať. Viac ako polovičný podiel na počte áut sa na Slovensku tak rýchlo nedosiahne. V SR je v prevádzke asi 1 milión automobilov, ročný predaj nových áut je približne 70 000 kusov. Takže aj keby sme veľmi rýchlo šli s predajom elektromobilov trebárs aj k jednej polovici predaných áut, bude trvať ešte minimálne ďalších 10 rokov, aby dosiahli prevahu na celkovom počte.

(mk)

© Autorské práva vyhradené

36 debata chyba
Viac na túto tému: #elektromobil #konštruktér #Úspešní Slováci