Tovább javítja világrekorder autóját a Széchenyi-egyetem csapata

A SZEnergy Team csapata tavaly nyáron világcsúccsal diadalmaskodott Európa legnagyobb  energiahatékonysági versenyén, a Shell-Eco Marathonon. A győriek a páratlan siker után sem ültek ölbe tett kézzel, hanem tovább csiszolták járművüket: a siker kulcsa a konstrukció folyamatos fejlesztésében és optimalizálásában rejlik. A részletes tervekről a társaság szokásos éves design freeze eseményén számolt be, ahol a nyilvánosság értesülhetett az idei újdonságokról.

Emlékezetes: története legnagyobb sikerét elérve, mindenkit fölényesen maga mögé utasítva, hibátlan versenyzéssel nyerte meg a Shell-Eco Marathon városi kisautó kategóriáját a SZEnergy Team. Mindez világszinten is fokozhatatlan teljesítmény: előttük senki nem volt képes arra, hogy 284 km/kWh energiahatékonyságot produkáljon. Az autó valójában nem tett meg ekkora távolságot a versenyen, ez a szám mindössze a valóban teljesített futamok alapján számolt arányosított fogyasztást jelöli. Csupán az összevetés miatt jegyezzük meg, az elfogyasztott energiamennyiség két órányi vasalóhasználatnak vagy épp 35 csésze tea elkészítésének felel meg.

A Széchenyi István Egyetem csapata hosszú évek munkájával jutott el a csúcsra, hiszen a napelemes osztály megszűnése után 2013 óta versenyeznek városi kisautó (urban concept) kategóriában. Kívülálló számára úgy tűnhet, a végletekig optimalizálták autójukat, a produktum felülmúlhatatlan. Lehet-e még tovább javítani?

- Hirdetés -

Nos, nem csak lehet, kell is. Bár a tavalyi versenyen valóban mérföldkőhöz ért a csapat, ez közel sem jelenti azt, hogy az autóban ne lennének tartalékok és azt sem, hogy a versenytársak tétlenül ülnének a babérjaikon. Ahhoz, hogy ezt az eredményt meg tudják ismételni, nem elég a tavalyi autót leporolni, hanem további fejlesztésekre van szükség. Mindig jobbra kell törekedni, ez pedig maga a folyamatos innováció – ezt dr. Lakatos István professzor, a Közúti és Vasúti Járművek Tanszék tanszékvezetője is hangsúlyozta a csapat design freeze eseményén.

„Amikor a SZEnergy Team csapatát látom, mindig az innováció kifejezés jut eszembe. Ez az innovare latin szóból származik, amelynek jelentése, megújulás, újítás, ami nálatok kreatív mérnöki munkával és professzionális kivitelezéssel jön létre. Az innováció révén minden évben újabb és újabb autó gördül ki a garázsból, hiszen a jármű beltartalmában mindig megújul. Tavaly ez a munka remekül sikerült. Talán efölé már nehéz is menni, de a csapat szemlátomást készen áll arra, hogy meghaladja ezeket az eredményeket” – emelte ki köszöntőjében a tanszékvezető.

A design freeze minden mérnöki konstrukciót fejlesztő versenycsapat életében jelentős esemény, hiszen ilyenkor lezárul a tervezés, és elkezdődik a gyártás és a megépítés fázisa. Évek óta hagyomány, hogy a két fejlesztési szakasz között, egy zárt körű előadáson a partnerek, szponzorok, meghívott vendégek és a sajtó képviselői is megismerkedhetnek az aktuális évre vonatkozó fejlesztési irányokkal.

Mivel a SZEnergy Team hallgatói csapat, a bajnok autó változatlansága fel sem merül, hiszen a cél a szakmai utánpótlás-nevelés: a Széchenyi István Egyetemen az ifjú mérnökjelöltek valós projektekhez hasonló gyakorlati tapasztalatokat szereznek a tervezés, az építés és a versenyzés során, ezért fontos, hogy minden évben valami újdonságot szereljenek bele az autóba. Ez idén sem történt másként – már csak azért sem, mert többek között szabályváltozások is indukáltak néhány módosítást.

Krecz Dávid csapatvezető elsőként bemutatta, mi vár a csapatra az idei Shell-Eco Marathon versenyen. Az európai futamot ebben az évben a franciaországi Nogaro pályáján tartják május végén – mind az energiahatékonysági, mind az önvezető funkciókat tesztelő autonóm versenyszámot. Az előbbin két fő típust különböztetünk meg: a prototípus és a városi kisautó kategóriát. A hajtás belsőégésű, elektromos vagy hidrogéncellás lehet. A győriek SZEmission névre keresztelt járműve a városi kisautó kategóriában belül elektromos meghajtással indul.

A gépészeti részleg fejlesztéseit szintén Krecz Dávid mutatta be. Mint kifejtette, a legfontosabb változás a hagyományos autókból jól ismert tengelykapcsoló mechanizmus beépítése az autóba, amellyel képesek lesznek a szabadon futó és fix hajtás között váltani. Idén a szabályváltozások miatt több megállásra lesz szükség, ezért a regeneratív fékezést lehetővé tevő fix hajtásra is szükség lesz. Ezáltal a fékezés mechanikai energiáját is vissza tudja táplálni a rendszerbe az autó. A tengelykapcsoló beépítésével tetszőlegesen lehet majd váltani a két hajtás között, ami jelentős könnyebbséget jelent a futamok során.

A csapat emellett új, saját tervezésű lengéscsillapítóra cserélné a korábbi, kereskedelmi forgalomban is kapható rugós tagot. Mivel az sokkal nagyobb terhelésre méretezett, ezért egy áttétel segítségével mesterségesen kellett növelni rajta a terhelő erőt. Az áttétel plusz tömeget jelentett, az új, speciálisan a járműhöz fejlesztett lengéscsillapító esetén viszont ez elhagyható, ami további tömegcsökkentést jelent az autó számára.

„Tavaly alapvető célkitűzésünk volt, hogy egy watt alatti fogyasztást produkáljon a jármű, amit sikerült is elérni, az autó versenyen is bizonyított. Ezt a célunkat idén is szeretnénk fenntartani, sőt, néhány százalékkal szeretnénk javítani a hatékonyságot” – jelentette ki Gulyás Péter, aki az elektronikai részleg fejlesztéseiről beszélt.

A járműben korábban a fontosabb telemetriai adatokat egy műszerfalba szerelt tablet segítségével láthatta a pilóta, a jövőben ezt egy kormánylapba integrált kijelző váltja fel. Ennek fogyasztása kisebb mértékű, mint ami a korábbi megoldást jellemezte. A már több mint hat éve használt motorvezérlő cseréjével ugyancsak elérhető némi energiaspórolás, ám nem csak ez indokolja a váltást: az új konstrukció hardveresen és szoftveresen is fejlettebb lesz, mint elődje.

A telemetria-rendszer segítségével az autó számos paramétere és menettulajdonsága mérhető, amit a jármű vezeték nélküli kommunikációval valós időben eljuttat a csapathoz, hogy az adatok elemzésével a mérnökök és a pilóta úgy tudja módosítani az autó beállításait, hogy az optimálisan teljesítse a futamot. Ez a rendszer most már integrált a meteorológiai állomással is, így az időjárási jellemzőkről szintén pontos adatokkal fog rendelkezni a csapat. Egy teljesen ismeretlen pálya esetében ez óriási előny, hiszen korábban csak nyilvános országtérképről tudták meghatározni a szélirányokat. Az új rendszer segítségével például pontosan megállapítható lesz, a szélerősség milyen mértékben befolyásolta a pálya geometriájához illesztett optimális menetdinamikát.

„Az autonóm szerelőpanelünket is átalakítottuk némileg. Ez tartalmazza az összes olyan egységet, amely az önvezető funkciókért felel, beleértve a szenzorokat és a szoftvereket futtató processzorokat is” – folytatta Gulyás Péter. „Mivel pilóta nélküli módban az autó sztereokamera segítségével detektálja a szabad útvonalat, ezért nagyon fontos, hogy egy újabb nVidia Jetson segítségével megdupláztuk a számítási kapacitást. Ami még fontosabb, hogy egy dedikált eszköz tudja majd ellátni a videó alapú képfeldolgozást, tehát nem kell megosztani a vezérlőegységünk kapacitását, hanem önálló hardver dolgozik majd ezen” – hangzott el.

Az önvezető funkciók kapcsán Unger Miklós, a SZEnergy Team autonóm részlegének vezetője árult el részleteket. Emlékeztetett, a csapat tavaly az előkelő 2. helyezést érte el az önvezető versenyszámban. Idén itt is a győzelem a cél, ám ezt két okból is nehéz lesz elérni: egyrészt tavalyhoz képest jelentősen szélesebb és erősebb mezőnyben kellene az élre állni, másrészt a szervezők módosítottak a verseny lebonyolításán, amely különálló feladatok (akadálykerülés, parkolás, szlalomozás) helyett egyetlen komplex, több részből álló feladatból fog állni. Ha elindult a rendszer, onnantól nincs beavatkozási lehetősége a csapatoknak a pálya végéig. Ez jóval bonyolultabb műveletet jelent, ami óriási kihívás mindenkinek, ezért komoly felkészülést igényel.

„Az autonóm funkciókat három szinten, három lépésben oldjuk meg. Kamera és Lidar szenzor segítségével érzékeljük a környezetetm és próbáljuk meghatározni neurális hálózat felhasználásával, hol van az autó előterében a vezethető szabad felület. Az útvonaltervezés során trajektóriát, azaz pályavonalat számolunk, ezt pedig egy útvonal-lekövető algoritmus fogja közvetíteni az autónak, egy sebesség- és kormányszög-paramétert továbbítva a szabályozás felé, ami irányítja az autót” – vázolta fel röviden az autonóm funkciók hátterét a részlegvezető. Hozzátette: egy állapotgépet is implementálnak majd, ami a sebességet módosítja aszerint, hogy éppen lát-e a rendszer stoptáblát, parkolóhelyet vagy vonalat.

Széchenyi István Egyetem