A brit cég technikai fejlesztései

A Prodrive új gyártási technológiája lehetővé teszi, hogy feltűnő színekben gyártsák a szénszálas kompozitokat.

Innentől kezdve a speciális kompozit alkatrészek meglepő, mély-fényű színekben is gyártható lesz a különböző iparágak legfokozottabb követelményeinek megfelelő minőségben. Az autóipari mérnöki tanácsadó cég és finommechanikai gyártási specialista Prodrive által fejlesztett új folyamat ötvözi a tervezők színeinek választási lehetőségét üvegszerű kikészítéssel, valamint azt a tartósságot, amit a fokozott igénybevételű alkalmazások követelnek meg.

Az új folyamat egy hat hónapon keresztül tartó házon belüli fejlesztés gyümölcse, a program a minőségre és a tartósságra fókuszált. „A technológiát üvegszerű lakk alatt látható ragyogó, mély árnyalatú vörös színnel és a brit verseny zöld árnyalattal hagytuk jóvá” – mondta elragadtatva Ian Handscombe, a Prodrive kompozit részlegének vezetője. „Ez egy lényeges lépés a hagyományos szánszálas elrendezésű kikészítésen túl, opciókat kínálva az exkluzív járműgyártáshoz és más luxustermékekhez.”

A szabadalmaztatott gyártási eljárás a technológiai innovációt ötvözi a magasfokú kézi technikával, ami kiegészíti a Prodrive gyorsan növekvő, ma már az Egyesült Királyság legnagyobb léptékű kompozit gyártását. Az ebből készült termékek ellenállóak a szilánkok behatolásával szemben, ellenállnak az UV sugárzásnak és mind színükben, mind felületükben nagyon egyenletesek. Elsőként várhatóan egy európai luxusautó gyártó fogja ezeket használni, amit hajókban és repülőgépekben történő alkalmazás követ majd.

A Prodrive a világelső a strukturális, félstrukturális és dekorációs célra készült kompozit alkatrészek gyártásában, melyeket az autó-, repülő-, valamint hajóiparban, biztonságtechnikában és egyéb iparágakban használnak. A gyár az utóbbi időben kétszeresére, szám szerint háromezer négyzetméteresre növelte a milton keynes-i gyártóterületét és olyan, nagy pontosságú automatizált rendszerekbe történtek befektetések, melyek lehetővé teszik, hogy különleges elvárások szerint, ugyanakkor megfizethető árszinten gyárthassanak.

Andrew

2013. június 17.

A Prodrive tökéletesíti értékmodellezési metódusát, melyet az elméletileg optimalizált Dakar és rallycross járműveinek fejlesztésében használ fel, miután az ilyen típusú versenyekre növekszik a globális érdeklődés.

Az új megközelítés több mint 50 százalékkal csökkentheti a versenyautók tervezésének költségét. Az egyik legnagyobb tapasztalattal bíró és legsikeresebb autósport konstruktőr, a Prodrive által kidolgozott folyamat szerint a tervezési erőforrásokra helyezik a hangsúlyt, hogy maximalizálják minden elköltött euró értékét. A Prodrive véleménye szerint a technika minden autósport formulában alkalmazható és „szinte garantálja” a sikeres versenyautó megszületését.

„Úgy gondoljuk, valódi értéket teremtettünk” – nyilatkozta David Lapworth, a Prodrive technikai igazgatója. „Legyenek azok akár az ügyfeleink, akik nyerni akarnak rögtön, vagy egy nagynevű márka, akikkel a nagyokat szeretnénk legyőzni, egy nagyon is megbízható megoldást kínálunk arra, hogy a tradicionális megközelítés költségének töredékéből fejleszthessünk rali- vagy pályaautót.”

A Prodrive eljárása az autósportban begyűjtött hatalmas tapasztalatát és a vállalat országúti autók tervezési tanácsadó részlegének értékmodellezési szakértelmét kombinálja. „Hatékony rendszer áll az autóipari mérnökök rendelkezésére, mely azt segíti, hogy a teljesítmény- és minőségi célokat meghatározott költségkeretek között érjék el” – mondja Lapworth. „Az Automotive Technology részlegünknél dolgozó kollégákkal történt együttműködés segített nekünk megérteni azt, hogy hogyan alkalmazzuk az értékmodellezési technikájukat egy olyan szigorú folyamatként, ami segít döntéseket hozni a tervezésben úgy, hogy eközben sokkal jobban korrelál a teljesítmény szempontú mérnöki befektetéssel, mint korábban.”

A folyamat középpontjában egy szigorú definíciója áll, mely szerint a járműteljesítmény érzékenységét vizsgálja a fontos alkatrészek karakterisztikájában történt módosítás alapján. „A legtöbb erőkifejtés arra fókuszált, hogy a számszerűsítse azokat a paramétereket, amin keresztül a rendszer teljesítménye definiálható, majd egy olyan modellt hozzon létre, amiben ezen paraméterek módosulásai összefüggnek a teljes járműteljesítmény változás mértékével” – magyarázza a Prodrive technikai igazgatója.

A folyamat első lépése az ideális jármű generikus modelljének létrehozása volt. Ezt követően specifikus célok kerültek meghatározásra a kulcsfontosságú teljesítményfaktorokra, például a súlyra, a súlyleosztásra, a tömegközéppontra, az aerodinamikai erőkre vagy a motorteljesítményre vonatkozóan. Az elemzés következő szakaszában az egyes komponensek közreműködési fokának definiálására került sor ezen teljesítményfaktorok szempontjából, lehetővé téve az egyes komponensek fejlesztése által generált teljes járműteljesítményi fejlesztésre vonatkozó szigorú definíció felállítását.

„Ebben a szakaszban már nagyon jól látható, mekkora a költsége azoknak a lépéseknek, hogy az autót versenyképessé lehessen tenni, lényegében euro pontossággal meghatározható gyorsasági kilométerenként egy másodperc a raliban és körönként egy másodperc a pályaversenyek esetében” – mondja Lapworth. „A megközelítés lehetőséget teremt arra, hogy nagyon gyors és nagyon pontos döntéseket hozzunk, biztosítva azt, hogy csak akkor invesztáljunk bele időt és pénzt, ha az a legtöbb értéket hordozza magában. A tervezési csapat minden tagja ismeri ezeket a paramétereket, éppen ezért nem pocsékol időt azzal, hogy túltervezzen egy alkatrészt vagy irreveláns teljesítménynövelési lehetőségeket keressen folyamatosan.”

A költségcsökkentés legnagyobb része a Prodrive mérnökei által megtakarított időből származik, de lényeges részt képez az is, amit Lapworth „érték kiegyensúlyozásnak” nevez. „A legtöbb konstruktőr olyan nyomás alatt van az idő szempontjából, hogy a döntéseit a tapasztalata alapján hozza, és annak megfelelően, hogy miben jó” – vélekedik Lapworth. „Ez azt is jelentheti például, hogy van egy tökéletesre csiszolt karosszériád, de azt a gyenge erőforrás miatt nem tudod teljes mértékben kihasználni. Megközelítésünk biztosítja, hogy az erőforrások csak azokra a területekre fókuszáljanak, melyek a legnagyobb hasznot hozzák, így az egyes rendszerek relatív teljesítménye kiegyensúlyozott lesz az autóban.”

A folyamat alapjait 2009-ben fejlesztették ki, amikor a Prodrive a 2011-es rali világbajnoki szabályok alapján készített el egy generikus raliautót. „Akkor még nem tudtuk, melyik lesz az az autó, amiben a terveinket alkalmazzuk, így azzal töltöttük időnket, hogy minden olyan jellemzőt megértsünk, ami a járműteljesítményre hatással van, majd átültettük ezt a tudást egy modell alapú folyamatba” – árulja el Lapworth. „Végül három autógyárral tárgyaltunk egy programról, és a MINI-t választottuk. Az eredmény a MINI World Rally Car, ami nagyon gyorsan előállt, sokkal kevesebb teszttel, mint a korábbi programok esetében, ugyanakkor az autó három dobogós helyezést szerzett az első hét versenyén és majdnem megnyerte a harmadik futamát. A program tervezési és fejlesztési költsége a normálisnak a töredéke volt, ténylegesen kevesebb, mint 50 százaléka annak, amit a Subaru Impreza WRC fejlesztésére költöttünk korábban.”

A folyamatot a Prodrive aztán az Aston Martin le mans-i és endurance világbajnoki GTE autójának tervezésekor és fejlesztésekor is alkalmazta, ez hozzájárult ahhoz, hogy az előző generációs autókhoz képest növelt teljesítményt érjenek el kedvezőbb értéken. Az ilyen jellegű megközelítéssel kezelt új projekteknek köszönhetően a folyamat tovább finomodik, a Prodrive így biztos abban, hogy ez versenyképes autók előállítását garantálja a tradicionális programok költségének töredékéért.

A Prodrive szerepet vállal a rallycross-ban és a Dakaron

A Prodrive a rallycross-hoz és a terepralihoz alkalmas generikus autóinak fejlesztésére is felhasználja már ezt az eljárást, mint ahogyan arról Richard Taylor, a cég üzletfejlesztési igazgató beszámolt, aki a Subaru rali világbajnoki csapatát több világbajnoki címig vezette. „Látjuk, hogy a rallycross egyre fontosabb formula, már felkeltette a gyártók érdeklődését is, a nagy globális márkák is használják már ezt a sportágat marketing platformjukhoz” – mondta el Taylor. „Izgalmas dolog ebben versenyezni, nagyszerű nézni, a költségek pedig elfogadhatóak.”

Azt mondja Taylor, hogy a Prodrive alapos elemzésbe kezdett már ennek és a Dakarnak az előírásait illetően, keresve a kis nüanszokat, melyek lehetőséget biztosítanak a versenyelőny szerzésére. „A következő hónapokban elméletileg optimalizált modelleket fogunk mindkettőhöz fejleszteni, ami lehetővé teszi azt, hogy gyors ütemben tudjunk majd versenyképes autót készíteni” – zárta gondolatait.

Andrew

2013. július 13.

Egyedülálló, többfunkciós aktív aerodinamikai rendszert fejlesztett a Prodrive Automotive Technology. A Prodrive, mint az eredeti alkatrészek gyártója (original equipment manufacturer – OEM), nyolc hónappal a program megkezdését követően készítette el első működőképes prototípus rendszerét a 300 kilométer/órás sebességre is képes szuperautókhoz. A rendszer kevesebb, mint másfél évvel később gyártásra is készen áll a Prodrive banbury-i székhelyén külön az ennek az előállítására létrehozott üzemmel együtt.

A rendszer egy első és hátsó működtető rendszert is alkalmaz, ezek kontrollálják az autó leszorítóerejét, lehetővé téve azt, hogy a jármű folyamatosan változtassa az aerodinamikai erőket, így tartva optimumon az autó teljesítményét. Egyedülálló, hogy a hátsó aero rendszer különböző magassági és szögpozíciókat biztosít, ami egy olyan képességet eredményez, hogy vagy növeli a leszorítóerőt az optimális kezelhetőséghez, vagy csökkenti azt a Forma-1-ben használt DRS mintájára az egyenesben futott nagyobb sebesség elérése érdekében. Az első és hátsó rendszer együttesen használható, hogy az autó leszorítóereje egyensúlyban legyen.

A komplex, multidiszciplináris megoldás megalkotása egyaránt igénybe vette a Prodrive mechanikus, elektromos és hidraulikus rendszerekkel kapcsolatos szaktudását és az idő-kritikus programokon történő munkavégzéssel kapcsolatos tapasztalatait, melyet a főbb járműgyártókkal történt együttműködés során halmozott fel a cég. „Az alkalmazás egy nagyon igényes, biztonságra kritikus rendszer” – magyarázza a Prodrive programvezetője, Peter Tibbles. „A rendszernek extrém aerodinamikai terhelésekkel szemben kell ellenállnia, gyorsan telepíthetőnek kell lennie, míg a kivitelezésre és a súlyra szűkös keret állt rendelkezésre.”

A teljesítménnyel kapcsolatos elvárások a hátsó aero rendszer esetében megkövetelték a hidraulikus működtetést, melynek nyomása több mint 100 bar, háromszorosa-négyszerese például az automatizált kézi sebességváltók rendszerének. Ugyanilyen jelentős annak szükségessége, hogy költséghatékony legyen az összes alkatrész gyártási folyamata, hogy megfizethető legyen az alacsony gyártási volumen, melynek eredményeként sok alkatrész a Prodrive saját megmunkáló központjában kerül legyártásra.

„Az alapoktól terveztük meg a teljes rendszert, kivétel ez alól néhány szabadalmaztatott szenzor és hidraulikus szelep. Az autóipari alkalmazáshoz még ezeket is jóvá kellett hagyatni” – mondja Tibbles. „A hidraulikai elemeket nehéz volt megtalálni az általános kínálatban. Az autóiparban használatos standard hidraulikai elemeknek általában nem elégséges a nyomásértéke, de a gyártási mennyiség és az időzítés kizárta a különleges alkatrészek gyártását. Az autósportban használt termékek tömeggel, időzítéssel és gyártási mennyiséggel kapcsolatos elvárásoknak kell, hogy megfeleljenek, de megfizethetetlenül drágák, az iparban megtalálható hidraulikai alkatrészek ugyanakkor megfelelnek a teljesítménnyel kapcsolatos elvárásoknak, viszont nagyok, nehezek és nem minősítettek az autóipari alkalmazásra.”

A Prodrive a saját, autóipari és autósporttal kapcsolatos mérnöki szaktudásával volt képes megoldani ezt a problémát. „Harminc éves hidraulikai tapasztalattal rendelkezünk, melyet az autósportban csiszoltunk, ez teszi lehetővé azt, hogy különleges, könnyű és nagyteljesítményű alkatrészeket hozzunk létre. Az autósportban és az autóiparban szerzett mérnöki tudásunk kombinációja biztosította, hogy olyan megoldást fejlesszünk, ami megfelel a teljesítménnyel, időzítéssel és költségekkel kapcsolatos törekvéseknek.”

Tibbles példákat is mond arra, hogy hogyan optimalizálták a technológiát különféle módokon, felhasználva különböző elemzési módokat. „A fő követelmény a nagy aerodinamikai terhelés és a biztonsági szempont, de a végeselem analízist használva biztosítottuk azt, hogy minden felesleges anyag eltávolításra kerüljön, mielőtt a késztermék létre nem jön.”

Az időzítéssel kapcsolatos kihívás egy olyan követelményt is támasztott, hogy azt a minőségi szintet biztosítsák, mely nem csak a kisszériában gyártott szuperautókra, hanem a nagy volumenű járművekre is jellemző. „A szuperautók nagy részét kevés használatra terveznek, mivel azok gyakran lesznek privát gyűjtemények darabjai, így kevés kilométert futnak” – mondja Tibbles. „Ügyfeleink az aerodinamikai rendszer strukturális integritásában és a kifáradással szembeni ellenállásában hosszú kilométereken keresztül akarnak bizalmat, ami egyenértékű az évtizedeken keresztül történő állandó használattal.”

A Prodrive ezt a kihívást szofisztikált szimulációk és analízisek alkalmazásával oldotta meg, amiket kiterjedt tartóssági tesztekkel kombináltak. A vizsgálat elvégzése magában foglalta, hogy házon belül tervezték meg és készítették el azt a tesztberendezést, mely képes volt mind az autó első, mind a hátsó részét reprezentálni. Az új aerodinamikai rendszer három teljes élettartamos vizsgálaton esett át a berendezésen, azon másfél millió kilométer autóhasználatnak megfelelő tesztet teljesített. „Az aktív aero rendszer prototípusához, valamint a tesztberendezéshez házon belül készítettük a teljes szoftvert” – árulja el Tibbles. „Hogy szimuláljuk a kísérletek során az aero terhelést, egy olyan eszközt terveztünk, ami képes volt az aero rendszeren különböző terheléseket létrehozni, lehetővé téve számunkra, hogy teljes mértékben kiértékeljük a rendszert, mielőtt az felszerelésre került volna egy autóra.”

A saját készítésű gyors prototípus rendszert, a µProteus-t alkalmazva a Prodrive hetek alatt képes volt az első fejlesztési lépések megtételére, ez támogatta az első prototípust. A hidraulikai rendszereket és a vezérléseket a MATLAB-bal együttesen szimulálták, hogy meghatározzák a rendszer konfigurációit és a vezérlési elvét. „Az aktuátor hosszú működési útja miatt kétségeink voltak a bal és a jobb oldali mechanizmus szimmetriájának fenntartásával kapcsolatban” – magyarázza Tibbles. „A szimulációk precízen megmutatták, hogy az emelőrendszernek pontos vezérlésre van szüksége, a döntésre ugyanakkor egy jóval egyszerűbb módszert tudunk használni, amivel csökkenteni lehet a hidraulikus szelepek számát és egyszerűsíteni a vezérlési feladatokat.”

Andrew

2013. december 14.