Egy alkatrész kulcsfontosságú szerepe a modern városi közlekedésben
- Világszerte egyre több város dönt az elektromos tömegközlekedés mellett
- Az akkumulátorok elektromos buszokban való egyedi elhelyezése különleges kihívás elé állítja a felfüggesztés alkatrészeit, például a légrugókat
- A tervezés, a kialakítás és az anyagokkal kapcsolatos szakértelem jelentős támogató szerepet játszik a jövő mobilitásában
Budapest, 2021. május 5. - Jelenleg nagyjából 12 millió ember él a kínai Sencsen városában – többen, mint Londonban vagy New York-ban. A Sencsennek otthont adó Gyöngy-folyó deltájának lakossága pedig a 45 milliót is eléri. A járművek, rengeteg ember, óriási zaj és nagy mennyiségű kibocsátás következtében a város számára a forgalom jelenti az egyik legnagyobb kihívást. Éppen ezért néhány évvel ezelőtt úgy döntött Sencsen vezetése, hogy teljesen újragondolja tömegközlekedésének koncepcióját, és ennek következtében mindössze nyolc év alatt teljes mértékben elektrifikálta a több mint 16 ezer buszból álló flottáját, amivel évente 1,3 millió tonnával csökkentette a szén-dioxid-kibocsátást, enyhítette a városban tapasztalható zajszennyezést és átfogó módon növelte a buszok utasainak biztonságát és kényelmét. Ezzel Sencsen kiváló példát mutat arra, hogyan lehet a jövővel kapcsolatos nagyratörő terveket beépíteni egy olyan nagyváros már korábban kialakult infrastruktúrájába, amely a modern városi mobilitás útjára szeretne lépni.
Continental AG
Amszterdamtól Santiago de Chiléig világszerte számos város követi Sencsen példáját, elektromos buszok rendelése és az elektrifikált flotta fokozatos bővítése révén. Ennek megfelelően a haszongépjármű-gyártók is fokozzák az ezen a téren tett fejlesztési erőfeszítéseiket, és olyan elektromos meghajtású buszokat építenek, amelyek legalább ugyanolyan biztonságosak és kényelmesek, mint korábbi dízeles elődeik. Ez pedig egy olyan terület, ahol a Continental mérnökei fontos támogató, sőt szó szerint fenntartó szerepet töltenek be.
A buszok felfüggesztései akkor és most
A buszok zavartalan és biztonságos közlekedéséért felelős alkatrészek egyike a legtöbb külső szemlélő számára teljesen láthatatlan: ez az alkatrész pedig nem más, mint a légrugó. Hagyományos acél laprugók helyett a haszongépjármű-gyártók már évtizedek óta modern, gumit és levegőt alkalmazó változatokat használnak a tengelyek, vezetőfülkék, sőt még az ülések felfüggesztésére is. Mindezt azért teszik, mert a szélsőséges hőmérsékleten vagy magas páratartalom során mutatott robusztusságuk mellett a légrugók úgy képesek alkalmazkodni az őket érő terheléshez, hogy közben nem engednek sajátfrekvenciájukból. A városi buszok kontextusába helyezve ez azt jelenti, hogy a kényelem és a biztonság szintje változatlan marad, függetlenül attól, hogy a busz csúcsforgalomban teljes kapacitását kihasználva halad, vagy késő este csak néhány utassal a fedélzeten közlekedik. Éppen ezért manapság az összes európai busz, és a világ városaiban közlekedő buszok többsége adaptív légrugókkal van felszerelve – beleértve a belsőégésű motorral rendelkezőket, valamint az elektromos meghajtásúakat egyaránt.
Azonban ez nem jelenti azt, hogy a mérnököknek ne kellene további kihívásokkal szembesülniük, amikor az e-mobilitás számára terveznek légrugókat. Noha az alapvető fizikai körülmények szerencsére nem változnak, az általános kialakítást, valamint a gyártók felől érkező egyedi követelményeket mindenképpen számításba kell venni.
Az akkumulátorok elektromos buszokban való egyedi elhelyezése különleges kihívás elé állítja a felfüggesztés alkatrészeit, például a légrugókat.
Continental AG
Egyrészt az elektromos buszok általában nehezebbek, mint dízelmotoros elődeik. Az egyenként akár 450 kg-ot is elérő akkumulátor egységek összesen három tonnát is meghaladó többletsúlyért felelhetnek, a mérettől, hatótávolságtól és egyéb tényezőktől függően. Egy másik fontos szempont az akkumulátorok pozíciója: ellentétben az elektromos személygépkocsikkal, ahol az akkumulátorokat általában az utastér alatt helyezik el, a buszok esetében gyakorlati okokból a tetőre rögzítik őket. Először is, minél kevesebb meghajtásért felelős alkatrész kerül az utastér alá, beleértve az akkumulátor egységeket is, annál lejjebb lehet vinni a padlót, ami így fokozott akadálymentességet eredményez a nagyobb hézagok és lépcsőfokok kiváltásával. Másodszor, az így megnövelt beltér nagyobb rugalmasságot ad a gyártóknak a belső kialakítás kapcsán, például nagyobb ablakokat helyezhetnek el. A harmadik praktikus ok pedig az, hogy a busz tetején történő hőmérséklet-szabályozás megkönnyíti az akkumulátorok által termelt hő eloszlatását, ami fontos tényező, mivel az elektromos akkumulátorok 20° és 40° Celsius között működnek a leghatékonyabban.
Mérnöki kihívások
A busz tetején való elhelyezés további kihívásokkal jár a stabilitás és statika szempontjából, ami kihat az általános biztonságra és az utasok kényelmére egyaránt. A tetőt érő többletsúly miatt magasabbra kerül a busz egyensúlypontja, aminek következtében nőnek a gördülő és emelkedő mozgások során fellépő erőhatások. A tengelyek légrugóinak ezeket a megnövekedett erőket kell ellensúlyozniuk annak érdekében, hogy a busz stabil maradjon kanyarodás vagy fékezés közben. És ahhoz, hogy ezt a súlyt meg tudják tartani, az elektromos buszok és egyéb haszongépjárművek légrugóinak nagyobbaknak is kell lenniük: a légrugók átmérőjéhez adott minden egyes milliméter növeli azok merevségét, hogy ellen tudjanak állni az e-buszban elhelyezett súlyok által létrehozott erőnek.
Continental AG
Azonban a nagyobb méret azt is jelenti, hogy a légrugóknak több helyre van szükségük, ami újabb kihívást jelent a mérnökök számára. Ez különösen akkor releváns, amikor a gyártók a kerékagymotoros megoldást választják elektromos járműveikben, mivel a kerekek körüli hely igencsak korlátozott. Ebben az esetben a légrugóknak a fékekkel, a kormányművel, és egyéb alkatrészekkel kell megküzdenie a helyért. A rutinos mérnökök tapasztalata és szakértelme – mind a technológia, mind a fejlesztés terén – kulcsfontosságú ahhoz, hogy valamennyi gyártóvállalat számára egyedi igényeket kielégítő megoldásokat lehessen kínálni.
Jártasság a gumiban - és azon túl
Az anyag kellő ismerete fontos szerepet játszik a légrugók fejlesztésében. A gumiharang membránja általában egy nagyteljesítményű, természetes, vagy szintetikus kaucsukon alapuló vegyületből, illetve kétrétegű szintetikus vászonból áll, amely rugalmassá és kopásállóvá teszi a membránt, még megterhelő, nagy ózonkoncentrációjú és extrém hőmérsékletű környezetben is.
Ezenkívül az alapanyagokkal kapcsolatos szaktudás rendkívül fontos a könnyűsúlyú konstrukció és a kialakítás szempontjából, különösen az energiahatékonyság és a CO2 kibocsátás tekintetében. Mindennek tükrében a Continental egy olyan könnyű légrugót fejlesztett ki, amely egy acél vagy alumínium helyett üvegszállal erősített poliamidból készült integrált innovatív legördülő dugattyúval rendelkezik. A hőre lágyuló műanyagok alkalmazása nagy tervezési szabadságot kínál és testreszabott, kényelemorientált kialakítási megoldásokat tesz lehetővé. Különösen az e-mobilitás területén a könnyű súly nagy előnyt jelenthet, mivel ezek az alkatrészek hozzájárulhatnak az akkumulátor nagyobb tömegének ellensúlyozásához, ami megnövekedett hatótávolsághoz vezethet. Az eredmény: ezek a városi buszok által is használt könnyű légrugók a busz tengelyének típusától függően az egyes légrugó modulok akár három kilogrammos súlymegtakarításához vezethetnek. Ez pedig csak egyike azoknak a támogató funkcióknak, amelyeket a Continental alkatrészei szolgáltathatnak a városi mobilitás egy fenntarthatóbb jövőt megcélzó átalakítása során. És annak tudatában, hogy világszerte már több mint félmillió elektromos autóbusz járja az utakat, és számuk minden évben növekszik, ez a támogatói szerepkör a jövőben csak bővülni fog.
Takács István
országos vállalati kommunikációs vezető / Head of Country Communication
Continental Hungaria Kft. (Budaörs)