Slutsats och reflektioner

_________________________________________________________________________________

I detta avslutande kapitel presenteras svar på arbetets frågeställningar samt slutsatser och reflektioner från arbetet i stort.

_________________________________________________________________________________

Inledningsvis i rapporten önskade jag att lyfta upp ämnet och skapa intresse kring hur viktigt hybridfordonsaltenativet är för miljö och hållbarutveckling. I teoridelen presenterade jag information som skulle ligga till grund för att göra en teoretisk analys och jämförelse av framdrivningar. I resultat/analysdelen tog jag fram lämpliga lösningar för Precers nya konceptfordon (G2), dessutom gjorde jag en prestandajämförelse för framdrivningar, en prestandaanalys för Precers nya konceptfordon (G2), jämförde tre material, stål, aluminium och kolfiber, för drivaxlar och beräknade maximum- och minimumutväxlingar.

I detta arbete har jag försökt ta fram alla möjliga motor- och växellådearrangemang för framdrivningar, d.v.s. framhjulsdrift, bakhjulsdrift och fyrhjulsdrift. Sedan försökte jag ta fram för- och nackdelar för kombinationerna. I sista steget valdes det bästa alternativet för varje typ av framdrivning med hänsyn till låg vikt för Precers konceptfordon, G2.

Först och främst har alla tre typerna av framdrivningar för- och nackdelar. Den valda

framhjulsdriften är den dominerande framhjulsdriften på marknaden, d.v.s. den har växellåda, differential och slutväxel som en enhet (transaxel) med halva framaxlar och CV-drivknutar. De viktigaste fördelarna för den valda framhjulsdriftslayouten för G2 är: mest bränsleeffektiv, färre komponenter och lägre vikt samt mer utrymme inne i bilen. Nackdelarna är

servicekostnader och komplexiteten i upphängningssystemet.

För bakhjulsdriftsalternativet valde jag samma komponentkombination som för framhjuldriftalternativet. Bakhjulsdriftlayouten för G2 har fördelar som lägre

servicekostnader, färre komponenter och lägre vikt och nackdelarna är att den har det sämsta greppet på snö och isiga vägar.

Fyrhjulsdriftsalternativet har komponenter som växellåda, kardanaxel, kardanknutar, främre- och bakre differential, halva framdrivaxlar, halva bakdrivaxlar, haldexkoppling, elektroniskt styrd enhet och CV- drivknutar. Den valda fyrhjulsdriftslayouten för G2 har fördelar som bästa väggrepp, bästa prestanda, bästa framkomlighet, bästa prestanda i uppförsbacke, högst lastkapacitet och den största nackdelen är det höga inköpspriset och en högre bränsleåtgång jämfört med framhjulsdrift- och bakhjulsdriftalternativet.

Eftersom konceptfordonet är en seriehybrid som har pellets/metallbränsle som

bränslealternativ och pelletsalternativet drar 0,34 kg/10 km (tabell 2.1) blir fördelarna med bakhjulsdrift och framhjulsdrift inte så viktiga när det gäller att bestämma vilken

framdrivning som är bäst, emellertid är pellets ett miljövänligt bränsle. Eftersom konceptfordonet har en liten motor är fyrhjulsdriftens fördelar som nämndes ovan mer signifikanta och nackdelen som är högre bränsleförbrukning är också obetydlig för det valda

51

fyrhjulsdriftalternativet möjliggör också ett tvåhjulsdriftalternativ. Trots att fyrhjulsdriften är den dyraste lösningen, är det den lämpligaste lösningen för Precers konceptfordon för att få den högsta prestandan.

Eftersom det är mycket viktigt att spara så mycket vikt som möjligt när man väljer

framdrivningsalternativ är kolfiber det bästa alternativet bland de tre ovan nämnda materialen för drivaxlarna i konceptfordonet (G2). Resultatet visar att om man använder kolfiber i fram- eller bakhjulsdrift för halva drivaxlar kommer man spara totalt ungefär 9,69 kg. Från samma resultat kan man säga att man för en fyrhjulsdrift kommer spara ungefär 12,11 kg med en kardanaxel (längden är 1,25 m) och 19,38 kg för halva bak- och framdrivaxlar. Total viktbesparing för fyrhjulsdrift blir ungefär 31,49 kg. Resultatet visar också att

kolfiberdrivaxlar kommer att ge högsta egenfrekvens vilket medför den bästa prestandan. En annan slutsats är att kolfiber är det dyraste av de undersökta materialen vilket förklarar varför användning av kolfiber fortfarande är ovanligare jämfört med aluminium och stål. Att spara vikt är inte den enda viktiga parametern för fordonstillverkare och många tillverkare

prioriterar fortfarande lägre tillverkningskostnader, men för Precer Group är den viktigaste prioriteringen att utveckla miljövänliga lösningar och därför väljer jag det miljövänligaste materialalternativet för drivaxlarna.

De faktorer som påverkar maximumutväxlingen är maximumlast (1100 kg) och den högsta lutningen (30 ⁰), det är alltså med dessa som utgångspunkt som man gör beräkningarna. Det beräknades att maximumutväxlingen är 6,67:1 och att totalutväxlingen i så fall är 23,67:1. Minimumutväxlingen beräknades för fordonets maximum hastighet (115 km/h) med 600 kg fordonsvikt. Resultatet för minimumutväxlingen är 0,57:1 och totalutväxlingen är i så fall 2,02:1.

Sammanfattningsvis visar det sig att det är möjligt att både ha prestanda och miljövänliga lösningsalternativ för Precers konceptfordon för att Precers hybridteknik möjliggör en sådan lösning. Det vore inte en överraskning att se hjulsmotoralternativet på marknaden inom kort trots att det ännu inte är en mogen teknik (mycket forskning krävs för att lösa

utväxlingsproblemet för detta alternativ). Jag hoppas se många fordon med en sådan teknik inom kort eftersom det ger störst viktbesparing för hybrid- och elbilar och det skulle bli ett mycket stor steg för minskning av koldioxidutsläppen.

52

5. Tackord

Denna rapport är en del av examensarbetet som är det sista momentet i min utbildning för att bli högskoleingenjör inom Maskinteknik vid Karlstads Universitet. Arbetet har utförts under våren 2014 på uppdrag av Precer Autotech i Karlstad och motsvarar 22,5 högskolepoäng. Jag vill passa på att tacka Martin Larsson som har varit min handledare på Precer Autotech. Han har varit till stor hjälp under projektets gång med värdefull information och

infallsvinklar. Jag vill även tacka min handledare på Karlstads universitet, Mikael Åsberg, för den hjälp jag har fått under projektet.

Merdan Özkayalar Karlstad, Juni 2014

53

Referenslista

______________________________________

[1] SKF (2013). Pressmeddelande. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://mb.cision.com/Main/637/9357288/82687.pdf [2014-04-15].

[2] Chaikin, D. (2004). How It works: The Drivetrain. Popular Mechanics. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://www.popularmechanics.com/cars/how-to/repair-questions/1302716

[2014-04-15].

[3] Erjavec J. (2010). Automotive Technology: A systems Approach [Elektronisk]. Clifton Park, NY 12065-2919, USA: Delmar Publishers.

[4] Engineer Student (2010). Understanding Gears. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://www.engineerstudent.co.uk/understanding_gears.html [2014-04-15]. [5] Nice, K. (2000). How Torque Converter Work. HowstuffWorks. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://auto.howstuffworks.com/auto-parts/towing/towing- capacity/information/torque-converter2.htm [2014-04-10].

[6] Mechanical (2011). Planetary or Epicyclic gear train gear train. [Elektronisk].

Tillgänglig: http://mechanicalmania.blogspot.se/2011/07/planetary-or-epicyclic-gear-train-gear.html [2014-04-10].

[7] Hearst men’s network (2014). Car and Driver. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.caranddriver.com/features/zfs-8-speed-automatic-transmission

[2014-04-15].

[8] Worldcarfans (2005). 500.000 multitronic for Audi. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.worldcarfans.com/10503249294/500000-multitronic-for-audi/lowphotos [2014-04-10].

[9] Wikipedia (2013). Differentialväxel. [Elektronisk]. Tillgänglig:

54

[10] Mr.Clutch Auto Service Center (2014). Services: Differential Rebuilding. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.mrclutchnw.com/services/differential-rebuilding/ [2014-04-15]. [11] Göransson, K. (red.) (2001). Prestanda Fordonskunskap Bas.

Malmö: Gleerups Utbildning AB.

[12] Syrjämäki, G. (1999). Fordonsteknik, chassilära med karosserilära . Stockholm: Liber. [13] ATV Parts Connection (2012). CV Joint. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://atvpartsconnection.com/howto_terms.php [2014-04-10]. [14] Driveline 101 (2014). U-Joints. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.4crawler.com/4x4/CheapTricks/Driveline-101.shtml [2014-04-15]. [15] A E., Schwaller. (1999). Motor Automotive Technology.

Albany, New York, USA: Delmar Publishers.

[16] SmartTrac Computer Systems, Inc. (2000-2014). A short course on Automatic

Transmissions. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://www.carparts.com/transmission.htm [2014-04-15].

[17] Naunheimer, H., Bertsche, B., Ryborz, J. & Novak, W. (2011). Automotive Transmissions: Fundamentals, Selection, Design and Application [Elektronisk]. Verlag Berlin Heidelberg : Springer.

[18] Mechanical (2011). Advantages Disadvantages of Rear Wheel Drive. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://mechanicalmania.blogspot.se/2011/07/advantages-disadvantages-of-rear-wheel.html [2014-04-15].

[19] Wikipedia (2014). Four-Wheel drive. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://en.wikipedia.org/wiki/Four-wheel_drive#Early_1900s [2014-04-10]. [20] NodeThirtyThree (2014). 4 Wheel Drive Systems. [Elektronisk]. Tillgänglig:

55 http://www.4wds.co.nz/ [2014-04-15].

[21] J K., Ball & Stone R. (2002). Automotive Engineering Fundamentals [Elektronisk]. Warrendale, PA 15096-0001, USA: SAE.

[22] Nunnally, B. (2010). CaddyInfo. Cadillac All Wheel Drive-using the Haldex System. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://caddyinfo.com/wordpress/cadillac-all-wheel-drive-using-the- haldex- system/ [2014-04-15].

[23] Wikipedia (2014). Transfer case. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://en.wikipedia.org/wiki/Transfer_case [2014-04-15].

[24] ARB Air Locker (2000). Improvements to the front axle. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://dodgeram.org/ki4cy/4x4/dynatrac/front_axle.htm [2014-04-15].

[25] MotorSportsCenter.com (2005). Volvo XC70 D5-power and pleasure with all-wheel drive. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://www.motorsportscenter.com/article_165.shtml

[2014-04-05].

[26] BorgWarner (2011). Haldex GenerationV. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.borgwarner.com/en/Haldex-AWD/products/Literature/Borg%20- %20Haldex%20GenV%20Sheet%20Europe%20PRINT%206-11.pdf [2014-04-18].

[27] vBulletin Solutions, Inc. (2014). Kilometer Magazine. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://forums.kilometermagazine.com/showthread.php?5880824-Mk5-DSG-AWD-transfer-case-conversion-question [2014-04-18].

[28] Abtopebio (2013). [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.autoreview.ru/archive/2008/06/saab_aero/Haldex-3_1024.jpg [2014-04-18]. [29] Bmw-syndikat (2010). [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.bmw-syndikat.de/bmwsyndikatforum/topic236225w2_Umfrage__Allrad_Ja_Nein_Warum__ BMW-Talk.html [2014-04-20].

56

[30] A L., Dykes. (2013). Alphabet Soup: 4x4 4WD vs AWD Where’s the differential. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://www.thetruthaboutcars.com/2013/06/alphabet-soup-4x4-vs-4wd-vs-awd-wheres-the-differential/ [2014-04-20].

[31] Hellgren, J. (2010). Nya tider-nya fordon: Teknik för framdrivning av morgondagens fordon. Lund: Studentlitteratur AB.

[32] A E., Fuhs .(2009). Hybrid Vehicles and the Future of Personal Transportation [Elektronisk]. New York, USA: CRC Press.

[33] Ehsani, M., Gao, Y. & Emadi, A. (2010). Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles: Fundamentals, Theory, and Design [Elektronisk].

New York, USA: CRC Press.

[34] Precer Group (2014). Precer Bioracer two. [Elektronisk]. Tillgänglig:

http://www.precer.se/Files/Precer_Group_BioRacer_two_Data_Sheet_B.pdf.

[35] M F., Ashby & D R H., Jones. (2002). Engineering Materials 1: An Introduction to their

Properties and Applications [Elektronisk]. Oxford, UK: Butterworth-Heinemann.

[36] Björk, K. Formler och tabeller för mekanisk konstruktion. Spånga: Karl Björks Förlag HB

[37] Yang, B. (2005). Stress, Strain, and Structural Dynamics: An Interactive Handbook of

Formulas, Solutions, and MATLAB Toolboxes [Elektronisk]. Saint Louis, USA: Elsevier

Science & Technology

[38] Wikipedia (2013). Dunkerley’s method. [Elektronisk]. Tillgänglig: http://en.wikipedia.org/wiki/Dunkerley's_method [2014-04-15].

[39] W D., Callister. (2007). Materials Science and Engineering: An Introduction [Elektronisk]. New York, USA: John Wiley & Sons. Inc.

[40] R N., Jazar. (2008). Vehicle Dynamics: Theory and Applications [Elektronisk]. New York, USA: Springer.