Muunnossähkökuorma-auton ajomoottorin ja voimansiirron yhdistäminen ja tuenta : selvitys ja suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyö on osaprojekti Helsingin liikelaitos Staran ja Tampereen ammattikorkeakoulun eRetrofit-hankkeeseen, jossa polttomoottorikäyttöisestä kuorma-autosta muunnetaan sähkökäyttöinen. Työssä oli tarkoituksena hahmotella kuorma-auton rungon mittojen pohjalta, minkälainen tila ajomoottorille olisi, jos alkuperäinen vaihdelaatikko ja kardaaniakseli haluttaisiin säilyttää. Osa polttomoottorin viemästä tilasta oli jo varattu muiden laitteiden käyttöön. Tavoitteena työssä oli tarkentaa ja parannella olemassa olevaa mallinnusta kuorma-auton rungosta sekä mallintaa muita voimansiirron komponentteja. Tämän pohjalta oli tarkoitus hahmotella ja mallintaa sähkömoottorille käytettävissä oleva tila sekä voimansiirron ja sähköisen ajomoottorin yhdistämiseen vaadittavia komponentteja. Lisäksi ajomoottorin tuennasta tuli tehdä suuntaa antava suunnitelma.

Valmistuneiden hahmotelmien pohjalta voitiin varmistua siitä, että osaprojektin loppuvaiheilla valittu ajomoottori mahtuu kaavaillulle paikalle. Hahmottelu voimansiirron yhdistämisestä ja siihen tarvittavista komponenteista sekä ajomoottorin suuntaa antavasta tuennasta saatiin tehtyä.

Kuorma-auton rungon käsin mittaaminen ja mittausten pohjalta tehdyt mallinnukset eivät tuoneet täydellistä mittatarkkuutta, mutta hahmotelmaan mittatarkkuus oli riittävä. Tällaisellakin menetelmällä tehty hahmotelma auttaa suunnittelussa paljon ja sen avulla saadaan hyvä kuva suunnitellun toteutuksen mahdollisuudesta. Tehtaalta saatujen valmiiden runkomallien tai skannauksen avulla olisi saatu mittatarkempi tulos. Vaihdelaatikon ja ajomoottorin yhdistäminen fyysisesti osoittautui kuviteltua monimutkaisemmaksi. Ajomoottorin tuennan suunnittelu jäi karkean mallin asteelle.

This thesis is a part of the eRetrofit project, where an internal combustion engine truck is converted to an electric vehicle. The project is led by Helsinki City Construction Services, Stara, and Tampere University of Applied Sciences. The purpose of this study was to evaluate what kind of space is left in the truck frame for the electric motor if the gearbox and drive shaft are kept intact as original parts. Some of the leftover space under the cab was already in use. The goal was to improve the model of the truck frame and model other drivetrain components. With those new and refined models, the aim was to sketch the usable space for the electric motor and gearbox. Sketching of parts for connecting the electric motor and gearbox was also a target. Finally, an approximate sketch for the electric motor supporting was made to this project.

The drive motor was picked quite late in terms of the timeframe set for this thesis. With the finished sketches and models, it could be ascertained that the motor could be fitted in the designed space. A draft of coupling the drivetrain and research of necessary parts andcomponents was made. Additionally, a directional sketch of the mounting of the motor to the truck frame was produced.

The truck was measured by hand to provide data for the modeling phase. While the precision was not exact, it was adequate for the drafts produced in the project. The drafts were, despite the imperfect measurement method, useful both in visualizing the situation and in evaluating the feasibility of the planned implementation. The modeling result could be made more precise with models of the truck frame from the manufacturer or with laser scanning. The coupling of the original gearbox and the motor were discovered to be much more complicated than anticipated. Only a rough model for the mounting of the electric motor was produced due to the limited time frame.