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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