DI Günter Wessner Ingenieurprojekt: Entwicklung ... - HTL Hollabrunn

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DI Günter Wessner Ingenieurprojekt: Entwicklung ... - HTL Hollabrunn

DI Günter Wessner

Ingenieurprojekt: Entwicklung eines Fahrwerks für ein Elektromotorrad

(Schuljahr 99/00)

Im Schuljahr 98/99 wurde mit dem Aufbau eines Elektromotorrades begonnen. Die

rechtzeitige Fertigstellung im Sommer 1999 erlaubte die Teilnahme am EVN-Cup in

Teesdorf, die mit einem 2. Platz in der Kategorie IV (Solar- und/oder elektrisch angetriebene

Leichtbaufahrzeuge) belohnt wurde. Ermutigt durch diesen Erfolg wurden die Ziele für dieses

Projekt entsprechend in die Höhe geschraubt.

Fahrwerk

An oberster Stelle des Lastenhefts stand dieses Jahr die Verbesserung des Fahrwerks bei

gleichzeitiger Gewichtsreduktion. Neben der Fahrwerksgeometrie ist eine verwindungssteife

Rahmenkonstruktion für ein zufriedenstellendes Fahrverhalten von entscheidender

Bedeutung. Als Rahmen schien ein Brückenrohrrahmen am geeignetsten. Die wesentlichen

Vorzüge dieses Rahmens sind eine vergleichsweise hohe Rahmensteifigkeit bei gleichzeitig

Abbildung 1: 3-D-Darstellung des

Rahmens

relativ geringem Gewicht. Zusätzliche

Gewichtseinsparung ergab sich durch

Abbildung 2:Torsionssteifigkeit

die Verwendung von Aluminium. Durch

Verwendung eines FEM-Programmes konnte das Steifigkeitsverhalten des Rahmens

untersucht und optimiert werden (Abbildungen 1 und 2). Die Verwendung einer modernen

USD-Gabel die die Aufnamhe einer großzügig dimensionierten Bremsanlage erlaubt, sollte

für ausreichende Bremsstabiltät sorgen.

Abbildung 3:Schwinge

Die Hinterradführung wurde mit einer Aluminium-

Schwinge und einem progressiven Hebelsystem

ausgestattet. Der Spannungsnachweis für die

Schwinge ist ebenfalls mit Hilfe der FE-Methode

erbracht worden (Abbildungen 3 und 4).

Abbildung 4: Spannungsnachweis für die

Schwinge

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Motor

Der Asynchronmotor erreicht eine maximale Leistung von ca. 10kW und wird von insgesamt

4 Batterien gespeist. Die ausgezeichnete Leistungs- und Dremomentencharakteristik erlaubt

den Verzicht auf ein schaltbares Getriebe. Die hohe Motordrehzahl von über 9000U/min ließ

die Konstruktion einer primären Getriebeübersetzung mittels Zahnriemen sinnvoll

erscheinen. Das zusätzliche Gewicht der Primärübersetzung wird aber durch die mögliche

Verwendung handelsüblicher

Kettenräder für das Hinterrad

ausgeglichen. Dadurch kann die

Sekundärübersetzung rasch an

unterschiedliche Anforderungen, die

sich durch eine andere

Streckenführung im Renneinsatz

ergeben können, angeglichen

werden.

Abbildung 5: Motorleistung und Drehmoment

Aerodynamik

Die Verkleidungsteile gewährleisten eine bessere Integration des Fahrers in das Motorrad.

Die rahmenfeste Verkleidung verbesserte zudem den Windschutz, was in einer um 5km/h

höheren Endgeschwindigkeit (ca. 120km/h) ihren Niederschlag fand.

Das Gesamtgewicht konnte auf ca. 143kg reduziert werden. Gegenüber dem

Vorjahresmodell brachte die konsequente Leichtbauweise eine Gewichtseinsparung von ca.

7kg.

Projektpartner

Wesentlichen Anteil am Zustandekommen

dieser Projektarbeit hatten

aber auch eine Reihe von Firmen,

die durch ihre engagierte Mitwirkung

erst den Aufbau dieses Motorrades

ermöglichten. Den untenstehenden

Firmen sei an dieser Stelle herzlich

gedankt:

Abbildung 6: Elektromotorrad vor dem Renneinsatz

Abbildung 6: E-Motorrad vor dem Renneinsatz

Carbo-Tech/Salzburg Karbon-Teile

Castolin + Eutectic/Wien –Hr. Friedrich Aluminium-Schweißen

Edelhauser/Obersulz mechanische Fertigung

ELBAK/Brunn am Gebirge Batterien

Hentschl/Krems Verkleidungsteile, Zubehör

Krameß/Wolkersdorf Sponsoring

Technische Alternative/Amaliendorf Motor/Steuerung

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EVN-Cup

Wie letztes Jahr, fanden auch diesmal Rennen für Elektrofahrzeuge, diesesmal aber auf dem

Semperit-Reifentestgelände in Kottingbrunn statt (19./20. August 2000). Die seit vielen

Jahren stattfindende Veranstaltung erfreut sich immer größerer Βeliebtheit. Bei strahlend

schönem Wetter kamen an den beiden Tagen lt. Angaben des Veranstalters ca. 20.000

Zuschauer um die technischen Entwicklungen zu bestaunen und die Rennen zu verfolgen.

Dieses Ereignis findet auch bei vielen Medien großen Anklang (z.B. ORF, Radio NÖ...).

Die HTL-Hollabrunn gab eine Nennung in der Klasse IV- „Solar- und/oder elektrisch

angetriebene Leichtbaufahrzeuge – bis 150kg“ ab.

Der nur 800m lange Rundkurs ließ bereits nach Bekanntwerden des Teilnehmerfeldes eine

gewisse Dramatik erkennen. Insgesamt waren 20 Teams aus ganz Europa (Italien, Schweiz,

Deutschland, Ungarn, ...) am Start.

Im Lauf der ersten Trainingssitzungen wurde der gerade in dieser Kategorie außerordentlich

große Unterschied in den erzielbaren Geschwindigkeiten offensichtlich.

Die langsamen Fahrer stellten je nach Streckenabschnitt ein nahezu unüberwindbares

Hindernis – vor allem beim Überrunden – dar, und beeinflußten – wenn auch ungewollt – den

Rennverlauf. Schlußendlich konnte aber ein respektabler 4. Gesamtrang „erfahren“ werden.

Die erfolgreiche Teilnahme wird zum Anlaß genommen, auch im nächsten Jahr wieder an

diesem Rennen teilzunehmen und durch weitere technische Verbesserungen wieder ganz

vorne dabeizusein.

Rang Nr. Fahrer Nat. Bewerber Fahrzeug Gesamtzeit Runden

1 31 Haimböck Stefan AUT Techn. Alternative BP-Solar Streetflyer 19:22,196 26

2 37 Betti Thomas ITA Itavel Scooter 19:55,617 26

3 32 Lunato David ITA Casini Franco Fanton 20:14,649 26

4 26 Slancar Martin AUT HTL-Hollabrunn. Spirit o.t. mech. 20:26,041 26

5 47 Nicolini Luca ITA Itavel 20:37,350 26

6 40 Sberlati Stefano ITA Itavel Scooter 20:15,210 24

7 33 Centanaro Aurelio ITA Itavel Scooter 19:22,647 23

8 48 Vorarlberger Heinz AUT AC-Power-Bike A-Race-Bike 19:44,962 22

Martin Slancar (26) knapp hinter dem später zweitplatzierten Italiener Thomas Betti (37)

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