Kacsándi Szabolcs [szabi]
2007-05-03 01:04:39
Előszóként - a szinte hangtalanul suhanó Trabant történetét ismertető cikkhez - elmondjuk, hogy Dr. rer. nat. Dieter Schulze barátunkkal közel két éve Budapesten találkoztunk. A Drezdában élő egyetemi tanár már akkor mesélt különleges autójáról, amelyet barátai, Franz Wey és Wilfried Wey segítségével épített. Elmondotta, hogy napi útjait már ezzel a kocsival teszi meg és már akkor kértük, tájékoztasson bennünket az érdekes kísérletről. Schulze mérnök megígérte, hogy ír majd a villamoshajtású Trabantról, de csak akkor, ha már további tapasztalatokról számolhat be. Nos, ennek ideje is elérkezett, és az alábbi cikket akkor kaptuk, amikor már az első 10 000 kilométeren túljutott a különleges jármű, amelyről bizonyára a magyar autósok is érdeklődéssel fogadják a részletes leírást.Mivel a levegőbe kerülő szennyezések csökkentése elsőrendű fontosságú kérdéssé vált, több országban folynak kísérletek elektromos hajtású gépjárművekkel. A mérgező hatású kipufogógázok kiküszöbölésére irányuló törekvések létjogosultságát ma már aligha vitatja valaki, ami azonban a használható megoldásokat illeti, a vélemények nagyonis eltérőek.
Az elektromos hajtás és vezérléseA továbbiakban egy elektromos hajtású személyautóról számolunk be, amelynek használatát 1970. január 15-én engedélyezték Drezdában, és amely azóta mint kísérleti jármű, már 10 000-nél is több kilométert futott igen jó eredménnyel.
Az akkumulátoros elektromos meghajtásnál - mint ismeretes - a tárolható energia mennyisége és vele a két feltöltés között a járművel megtehető út erősen korlátozott. A benzinüzemmel szemben ez döntő hátrány. Mivel a manapság rendelkezésre álló akkumulátorok súlya (ólomakku esetén 40 kg/kWó) meglehetősen nagy, a jármű hatékonyságának növelése nagyobb vagy több akkumulátor segítségével jelentős súlynövekedéssel jár. Nehezebb jármű viszont kevésbé gyorsul és lassabban közlekedik.Az akkumulátoros hajtásnak ilyen ellentétes tulajdonságai miatt gondosan mérlegelni kell: milyen menettulajdonságokat akarunk egy villanyautóval elérni.
A maximális energiaszükséglet a megkívánt leghoszszabb útszakaszra, annak jellege és az adott forgalmi helyzet alapján kiszámítható.
A mi esetünkben a következő értékkel számoltunk:
Megteendő út 20 km
Átlagos gördülő ellenállás tényező 0,05
Szintkülönbség 100 m
Gyorsítási ciklusok száma 10 m
Az emelési munka, elmozdulási munka és gyorsulási munka összegeként a járműsúly függvényében a következő energia-szükséglet adódik:
| Járműsúly, kg | Energiaszükséglet |
| 1000 | 1,25 X 10^6 kgm |
| 800 | 1 X 10^6 kgm |
| 500 | 6,4 X 10^5 kgm |
Ennek az energiamérlegnek a felállításakor elhanyagoltuk a légellenállás befolyását.
Elsőként egy hajtási célokra szolgáló - speciális, pozitív lemezekkel szerelt - 2 Gt 130 Aó típusú ólomakku 22 celláját alkalmaztuk. A katalógus adatai szerint ez az ólomakku kb. 250 kg. A 130 Aó kapacitás 5 órás kisütési időtartamra vonatkozik. Gyorsabb kisütés esetében a kapacitás csökken, a mi esetünkben 84 Aó 1 órás kisütésnél.
Egyórás járműüzem esetében az energiatartalék tehát kereken 3,7 kWó, illetve 1,36 X10^6 kgm (1 kWó = 3,672 X 10^5 kgm). Ez az érték nagyjából megfelel az 1,25 X 10^6 kgm energiaszükségletnek.
A Trabant-601-be az akkumulátort két, egyenként 11 cellás egységben építettük be. Hajtómotorként két "VEB VTA Lipcse GF IS" típusú soros kapcsolású elektromotort alkalmaztunk, a következő műszaki adatokkal:
| Névleges teljesítmény | 1,8 kW 40 V feszültségnél |
| Névleges fordulatszám | 1700/perc |
| Hatásfok | 83% Névleges fordulatszámnál |
| Súly | 50 kg |
Dr. Dieter Schulze a 10 000 Km-t futott Trabant-elektromobil mellett
A motorokat egymás felett helyeztük el a Trabant motorterében, és azokat közdarab beiktatásával összeépítettük a sebességváltóval. Az eredeti, kétütemű motorral hajtott gépjárműnél egyébként szükséges tengelykapcsoló ez esetben feleslegessé vált. Az elektromos hajtás vezérlése mechanikus úton történik, elektronika nélkül.
A gyorsításhoz, különböző emelkedőkhöz és sebességekhez minden egyes sebességváltó-fokozatban 3 elektromos kapcsolási fokozat áll rendelkezésre, tehát összesen 12:
| 1. fokozat | Előtétellenállás, 1. és 2. motor sorba kapcsolva. |
| 2. fokozat | 1. fokozat előtétellenállás nélkül. |
| 3. fokozat | 1. és 2. motor párhuzamos kapcsolásban. |
Az elektromos fokozatok kapcsolása vezérlőpályás kapcsolóhenger útján történik, kézi működtetéssel.
Az akkumulátorokat főként éjjel töltjük, kihelyezett stacioner töltőállomás segítségével. Szükség esetén útközben is feltölthetők bármely hálózati dugaszolóról; erre a célra az autóba egyenirányítót építettünk be. (Csupán szabályozható trafó közbeiktatása szükséges.)

Motortér kapcsolóhengerrel, egyenirányítóval és hajtómotorral

Trabant-szerelvényfal a kapcsolóhenger szembetűnő karjával

Csomagtér akkumulátorokkal
Üzemi tapasztalatok 10000 km utánMiután a Trabantot 100 km-es úton üzemképesség és forgalombiztonság szempontjából megvizsgáltuk, Drezda városi forgalmában került kipróbálásra. A kocsi majdnem naponta közlekedett a lakás és a munkahely között, a csúcsforgalmi időszakban. A forgalom sűrűségétől függően a villamos menetidejével szemben 50-60% volt a megtakarítás.
A Gt-akku és az elektromos hajtás igénybevételét két lépcsőben növeltük. Kezdetben a 3. fokozatban csak a motorok mérőtekercsei voltak párhuzamosan kapcsolva, a forgórészek soros kapcsolásban maradtak. Később, 2000 km után a forgórészeket is párhuzamosan kapcsoltuk; ezáltal megnövekedett az áramerősség és a kocsi sebessége. A két terhelési lépcső főbb adatai:
| | 1. lépcső | 2. lépcső |
| Max. áramerősség | 150 A | 240 A |
| Átlagos áramerősség | 60 A | 100 A |
| Max. sebesség | 30 km/ó | 40 km/ó |
| Hatótávolság sík úton | 40 km | 35 km |
| Felgyorsulás a legnagyobb sebességre | 20 mp | 23 mp |
Nyolcezer km megtétele után a Gt-akkut négy indítóakkumulátorra (egyenként 12 V és 105 Aó) cseréltük. Ez az akkukészlet (a 4 volttal magasabb feszültség, a jobb feszültségstabilitás áramelvételnél és a kb. 50 kg-mal kisebb súly) 45-47 km/ó-ra növelték a maximális sebességet. Az áramerősségek a Gt-akkuval szemben alig változtak, a hatótávolság viszont 25 km-re csökkent.
Az akkukészlet mindkét változata, a különböző sebességek feltüntetésével az 5. ábra alsó részén látható. Az ábra felső részén oszlopos ábrázolásban tüntettük fel a feltöltési költséget márkában, 100 km-enként, 1000 km-es út megtétele esetében. Az értékek az évszaktól függően (lásd havi középhőmérséklet) 1,85 M/100 km és 2,65 M/100 km között ingadoznak. Üzemzavar, kopás, elhasználódás alig lépett fel.

Az akkumulátortöltési költségek (Márka/100 km) szemléltetése

Sötét Jelzéssel a villamos motorok, vonalkázva a kapcsolóhenger és pontozottan az akkumulátorok elhelyezésének ábrázolása
Az eddig megtett 10 000 km után még nem lehet végleges megállapításokat tenni az egyes akkutípusok élettartamát és alkalmasságát illetően. Miután a Gt-akkut 8000 km után kicseréltük, annak gyártója, az összállapotot értékelve, az elérhető élettartamot legalább 20 000 km-ben jelölte meg.
Az indítóakkuk előnyei járműüzemnél ismeretesek. Mivel azonban rövid tartamú, nagy energialeadásra épültek, élettartamuk kisütési ciklusokban számítva lényegesen rövidebb, mint a már említett, speciális pozitív lemezekkel szerelt akkumulátoroké (ciklusarány 1:5). A megfelelő akkumulátorok kiválasztásánál és beszerzésénél értékes segítséget nyújtott a Galvánelemek Berlini Gyárának kutatóosztálya, amiért külön is köszönetet mondunk Dr. Belaschk és Walter uraknak - fejezi be az AM szerkesztőségének küldött tájékoztatóját Dr. Dieter Schulze.