Nagy tömegű komissiózó kocsik elektromos rásegítő hajtásának fejlesztése

Az ipari anyagmozgatás hatékonyságának növelését és a dolgozók fizikai terhelésének mérséklését célozta az a fejlesztés, amelynek keretében a KLS-2000 Kft., és alvállalkozóként az Universitas-Győr Nonprofit Kft. a Széchenyi István Egyetem kutatóinak bevonásával intelligens, elektromos rásegítő hajtással ellátott komissiózó kocsit fejlesztett. A fejlesztési munka során megvizsgálták a hajtáslánc kialakítási lehetőségeit, meghatározták a mozgatáshoz szükséges vonóerőt, valamint elemezték a rendszer várható energiaigényét is. 

A nagy tömegű komissiózó kocsik az autóipari gyártási és logisztikai folyamatok fontos eszközei. Az európai autógyárakban telephelyenként több száz, a gyár méretétől függően akár több ezer olyan terület működik, ahol ilyen kocsikkal történik az áruk továbbítása a gyártósorok megfelelő pontjaira. A kocsik össztömege a szállított termékektől függően akár a másfél tonnát is eléri. A depózás után ezeket esetenként 100–150 méteres távolságra, kézi erővel kell eljuttatni a gyártósorokhoz, ami gyakran több munkavállaló közreműködését igényli. 

Erre a problémára keresett műszaki megoldást a GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00213 azonosítószámú projekt keretében a vállalat. A KLS-2000 Kft. és alvállalkozóként az Universitas-Győr Nonprofit Kft. a Széchenyi István Egyetem kutatóinak bevonásával a projekt keretében intelligens, elektromos rásegítő hajtású komissiózó kocsi fejlesztését valósította meg. A vállalkozás a fejlesztéshez 199,76 millió forint vissza nem térítendő európai uniós támogatást nyert el, amely a projekt elszámolható összköltségének 62,94 százalékát jelentette. 

Két hajtási koncepció kidolgozása valósult meg 

A fejlesztési folyamat első szakaszában két eltérő hajtási konstrukciót vizsgáltak meg. Az egyik megoldás egy négykerekű komissiózó kocsira épült, amelynek két hátsó kerekét önálló villanymotorok hajtották. A másik koncepció egy külön hajtással rendelkező ötödik kerék alkalmazását irányozta elő. 

Az összehasonlító vizsgálatok eredményeként a négykerekű kialakítást választották. Ez egyszerűbb mechanikai rendszert eredményezett, kisebb gördülési ellenállást tett lehetővé, valamint kedvezőbb kormányozhatóságot biztosított. A két hajtott keréken kifejtett vonóerő szabályozásával a kormányzás rásegítésére is lehetőség nyílik. 

A fejlesztéshez meghatározott műszaki követelmények között szerepelt a differenciálható hajtás kialakítása, a legfeljebb 500 N-os vonóerő, a 0–6 km/h közötti elektromos hajtási sebességtartomány, valamint a maximum 48 V-os energiatároló rendszer alkalmazása. A maximális terhelhetőséget 1500 kilogrammban határozták meg. A konstrukcióval szemben támasztott követelmény volt továbbá, hogy kézi mozgatás során az elektromos rendszer a szükséges vonóerő 50 százalékát biztosítsa, illetve a vontatás közbeni akkumulátortöltés is megvalósítható legyen. 

Mérésekkel határozták meg a mozgatáshoz szükséges vonóerőt 

A hajtáslánc méretezéséhez laboratóriumi méréseket végeztek. A vizsgálatok célja a jármű mozgatásához szükséges vonóerő meghatározása volt. A mérőrendszer egy 5 kN-os erőmérő 

cellát, egy állítható közelségszenzort és adatgyűjtő rendszert tartalmazott. A vizsgálatok során különböző terhelési állapotokat és haladási sebességeket elemeztek. 

A mérési eredmények egyértelműen megmutatták a jármű tömegének hatását a szükséges vonóerőre. A 465 kilogrammos állapotban a megindításhoz 90 N vonóerőre volt szükség, míg 1565 kilogrammos tömegnél ez az érték 230 N-ra emelkedett. A kapott adatok alapján sebesség- és tömegfüggő menetellenállás-mezőt határoztak meg. A méréseket mindkét haladási irányban elvégezték, hogy a padlózat esetleges lejtése ne torzítsa az eredményeket. 

A számítások 24 kilométeres hatótávolságot mutatnak 

Az energiatároló rendszer méretezésének előkészítéséhez laboratóriumi sebességprofilt is rögzítettek. A mérések során átlagosan 0,04 m/s² gyorsulást tapasztaltak, amely azt mutatta, hogy a mozgatáshoz szükséges energia jelentős része a gördülési ellenállás leküzdésére fordítódik. 

A számításokat 1650 kilogrammos megengedett össztömeg és 75 százalékos átlagos motorhatásfok figyelembevételével végezték el. A vizsgált sebességprofil alapján 143,21 J/m energiafelhasználást határoztak meg. A 48 V-os, 20 Ah kapacitású akkumulátorcsomag alkalmazásával ez mintegy 24 kilométeres hatótávolságot eredményez. 

A végleges méretezéshez a laboratóriumi vizsgálatokat valós ipari környezetben végzett mérésekkel egészítették ki. Az alkalmazási helyszín padlózata, a tényleges munkaciklusok és a jellemző sebességprofil ugyanis egyaránt befolyásolja a rendszer energiaigényét. 

A projekt eredményeként olyan ember-gép együttműködésen alapuló rendszer fejlesztése valósult meg, amely elektromos rásegítéssel támogatja a nagy tömegű komissiózó kocsi kézi mozgatását. A fejlesztés célja az energiahatékonyabb, ergonomikusabb és biztonságosabb anyagmozgatás feltételeinek megteremtése volt.