miskolci egyetem anyagszerkezettani És ......napelemes villamos energiatermelés tapasztalatai...
TRANSCRIPT
MISKOLCI EGYETEM ANYAGSZERKEZETTANI ÉS ANYAGTECHNOLÓGIAI INTÉZET
Alumínium karosszéria alkalmazása a korszerű
személyautógyártásában; az alumínium autók szerepe az autóipari és környezetvédelmi törekvésekben
Műszaki Tudomány az Észak- Kelet Magyarországi Régióban
2014 konferencia; Szolnok, 2014. május 13. előadás
Kidolgozta:
Budai Dávid
PhD hallgató
Készült:
a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0029 a Járműipari anyagfejlesztések projekt keretében
A projekt szakmai vezetője:
Dr. Tisza Miklós
egyetemi tanár, tanszékvezető
Miskolc 2014
‒
Óvári Gyula Öreg helikopter nem vén helikopter
Csanády Gábor Idők és ideák, az idő szerepe az identitásban, kortárs építészeti kontextusban
Pokorádi László Rendszerek és modellek a műszaki tudományban
Vámosi Attila Nemlineáris osztályozásra vezető műszaki probléma megoldása SVC módszerrel
Szilágyi Attila, Takács György, Tóth Dániel Gördülőcsapágyak REMANENS élettartamának vizsgálata
Deák Krisztián, Kocsis Imre Csapágy meghibásodások méréstechnikája és rezgésdiagnosztikája mesterséges neurális hálók segítségével
Deák Krisztián, Kocsis Imre Gépek károsodása által előidézett kifáradásos csapágyhibák által generált tranziens impulzusok jelfeldolgozása ablakozott Fourier és Wavelet transzformációk segítségével
Domján Károly Az RPA pilóták/operátorok kiválogatására, kiképzésére és gyakoroltatására átépített 2.0-ás szimulátor konzol, és az abban rejlő esetleges orvosi felhasználás lehetősége
Makkay Imre Elektrooptikai eszközök légijárművek felderítésére
Buday Tamás, Lázár István, Tóth Tamás, Bódi Erika, Csákberényi-Nagy Gergely Kis méretű üvegházak és fóliasátrak energiaigényének biztosítása megújuló energiaforrásokból – a sekély geotermika lehetőségei
Csatári Nándor, Balla Zoltán, Hagymássy Zoltán, Nagy Orsolya, Vántus András, Kith Károly Mezőgazdasági biogáz üzemek technológiai összehasonlítása
Antal Tamás, Kerekes Benedek, Sikolya László Különböző szárítási eljárások (konvektív-, fagyasztva- és kombinált vízelvonás) összehasonlító vizsgálata
Balla Zoltán Bioetanol üzemek létesítésének technológiai kérdései
Hagymássy Zoltán, Vántus András, Csatári Nándor, Kith Károly, Balla Zoltán, Gindert Kele Ágnes Napelemes villamos energiatermelés tapasztalatai
Gindert-Kele Ágnes, Hagymássy Zoltán A röpítőtárcsás műtrágyaszórás vizsgálati módszerei
Békési Bertold, Náczi Róbert Hagyományos rendszerű és több elektromos energiát igénylő repülőgépek
Kavas László, Rozovicsné Fehér Krisztina
Korszerű kompozitok megjelenése a repülőgépek szerkezetében
Budai Dávid, Tisza Miklós Teljes alumínium karosszéria alkalmazása a modern személyautók gyártásában; az alumínium autók szerepe az autóipari és környezetvédelmi törekvésekben
Szőlői Ákos, Szűcs Máté Autóipari termékek fröccsöntésének analízise
Molnár András, Balogh András A termikus szórás szerepe a repülőgépgyártásban és karbantartásban
Libor József Endoszkópia alkalmazása gépjárművek üzemfenntartásában
Székely István, Juhász Tamara, Tóth Márton, Kolencsikné Tóth Andrea Savas bányavíz kezelésére irányuló laboratóriumi vizsgálatok
Mészáros Renáta, Zákányi Balázs, Halász András Effektív mikroorganizmusok hatása szénhidrogén szennyezők eltávolíthatóságára
Vanyorek László, Mészáros Renáta A pH valamint az egy és többértékű koaguláltató ionok hatása az oxidatív kezeléssel funkcionalizált szén nanocsövek felületi potenciáljára
Vanyorek László, Hutkainé Göndör Zsuzsa N dópolt bambusz szerkezetű karbon nanocsövek szintézise, felületmódosítása és alkalmazási lehetőségei a katalitikus folyamatokban
Hutkainé Göndör Zsuzsa, Zákányiné Mészáros Renáta, Muránszky Gábor, Vanyorek László Magas N tartalmú oxidált karbon nanocsövek adszorpciós tulajdonságainak összehasonlítása koffein adszorpció vizsgálatával
Zákányiné Mészáros Renáta, Muránszky Gábor Hagyományos vízkezelési eljárások élőlények hormonrendszerét befolyásoló vízszennyezőkre kifejtett hatása
Vermes Pál Változnak-e a karbantartás alapelvei?
Szamosi Barna A minőség és a biztonság kapcsolata
Fenyvesi Csaba Erőművi rendszerek üzemeltetése során az emberi hibák számának csökkentési lehetőségei
Pántya Péter Lehetőségek a katasztrófavédelmi, tűzoltói beavatkozó biztonság növelésére
Békési Bertold, Papp István Pilóta nélküli légijárművek megbízhatósága
Bera József Gondolatok a környezetbiztonságról
Kántor Anita Katalin Pinceutcák az Érmelléken – érkeserű
Lámer Géza
Az építési folyamatok strukturált szervezése
Simon Pál Keresés tabu search algoritmussal
Oláh Béla Flow-shop ütemezési feladatokat megoldó genetikus algoritmus operátorainak érzékenységvizsgálata
Szabó Sándor, Sasovits Sándor, Sipos Attila, Százvai Attila Acél szakítása közben fellépő akusztikus jelek vizsgálata
Dudás László Térbeli forgódugattyús motorok evolúciója
Lámer Géza Az erők egyensúlyának egyedi feltételei centrális, párhuzamos, láncolt és kitérő erők esetén
Vántus András, Hagymássy Zoltán, Nagy Orsolya, Kith Károly A termelés tárgyi tényezőinek hatása az eredményességre
Szegediné Darabos Enikő, Lénárt László, Czesznak László, Hernádi Béla, Tóth Katalin Jelleggörbék előállítása a bükki és bükk-térségi vízszintadatokból
Kompár László, Szűcs Péter, Deák József, Palcsu László, Cserny Tibor, Egyed József, Gadóczi Mónika Izotóphidrogeológiai kutatások a nyírségben
Zákányi Balázs, Fejes Zoltán, Szűcs Péter, Hartai Éva, Less György, Turai Endre, Gyulai Ákos, Szabó Norbert, Vágó János, Cserny Tibor Hidrodinamikai modell készítése a tokaji-hegység területére
Szegediné Darabos Enikő, Tóth Márton, Lénárt László, Czesznak László, Hernádi Béla, Tóth Katalin
Vízszinteken alapuló karsztvízkészlet meghatározási módszer első eredményei a Bükkben
Zákányi Balázs, Cserny Tibor, Zöld Magor Nem vizes fázisú szennyezőanyagok mozgásának vizsgálata laboratóriumban és transzport folyamataik numerikus modellezése
Jobbik Anita, Székely Szabó Tamás A tight- és shale gáztárolók fluidumtranszportját befolyásoló főbb tényezők
Jobbik Anita, Szűcs Péter, Ginovszky Máté Meddő szénhidrogén kutak geotermikus hasznosíthatóságának korlátai
Virág Margit, Szűcs Péter, Fejes Zoltán, Csegény József A termálvízkészlet-gazdálkodás időszerű kérdései az észak-magyarországi régió területén
Dezső Gergely, Szigeti Ferenc, Százvai Attila A forgácsolási paraméterek hatása a forgácsolóerő nagyságára gyalulásnál
Budai István Fémemulziók – tömbi monotektikus ötvözetek fejlesztése
Németh Alexandra Kitti, Marosné Berkes Mária, Károly Zoltán, Bódis Eszter A szikraplazma szinterelés, mint hatékony eszköz a szilíciumnitrid kerámiák tribológiai teljesítőképességének növelésében
Bodzás Sándor, Dudás Illés Spiroid lefejtőmaró elemzése és végeselem vizsgálata
Hegedűs György
Golyósanya szerszámprofiljának validálása virtuális forgácsolással
Kiss Dániel, Csáki Tibor Általános alakú nagy menetemelkedésű menetprofilok megmunkálása
Lukács Zsolt, Tisza Miklós, Gál Gaszton
Nagyszilárdságú acélok visszarugózásának kísérleti vizsgálata
Jászay Gino Richard Eltérő fektetett vezetékekre ható igénybevételek és azok laboratoriumi kísérletekkel való vizsgálati lehetőségei
Varga István, Dezső Gergely A nemlineáris rugókat tartalmazó gépjármű negyedmodell gerjesztett rezgéseinek vizsgálata
Nyitrai Csaba Toldások a spontán- és a műépítészetben
Truzsi Alexandra; Fórián Sándor, Bodnár Ildikó A Hortobágy-berettyó főcsatorna vízminőségének, kiemelten a víz ionösszetételének értékelése Maucha-féle csillagdiagrammal
Petrányi Andrea, Boros Norbert Tárolás és koaguláló szerek alkalmazásának hatása fürdő- és mosóvizek oldott szerves szén és mikrobiális minőségére
Buzetzky Dóra, Fórián Sándor Helyszíni mérések a Kösely főcsatornán
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
ALUMÍNIUM KAROSSZÉRIA ALKALMAZÁSA A KORSZERŰ SZEMÉLYAUTÓGYÁRTÁSÁBAN; AZ ALUMÍNIUM AUTÓK SZEREPE AZ
AUTÓIPARI ÉS KÖRNYEZETVÉDELMI TÖREKVÉSEKBEN
ALUMINIUM BODY IN THE PRODUCTION OF MODERN CARS; FUNCTION OF THE ALUMINIUM VEHICLES IN THE FUTURE OF THE
AUTOMOTIVE INDUSTRY AND ENVIRONMENT PROTECTION
Budai Dávid
PhD hallgató, Tudományos vezető: Prof. Dr. Tisza Miklós
Műszaki Tudomány az Észak-kelet Magyarországi Régióban 2014
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
Tartalom 1.Környezetvédelmi problémák
2.EU környezetvédelmi törekvései
3.Lehetőségek az emisszió csökkentésére
4.Tömegcsökkentési tendenciák
5.Alumínium az autókban
6.Alumínium autók gyártásának sajátosságai
7.Technológiák
8.Fenntarthatóság
9.Felhasznált irodalom
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
1. Környezetvédelmi problémák
• A Föld átlaghőmérséklete folyamatosan növekszik
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
1. Környezetvédelmi problémák
• A légkör CO2 koncentrációja soha nem volt még ilyen magas
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
1. Környezetvédelmi problémák
• Üvegházhatású gázok csökkentésére a Kyotói nemzetközi szerződés határértékeket rögzített a fejlett országok számára.
• szén-dioxid (CO₂) • metán (CH₄) • dinitrogén-oxid (N₂O) • fluorozott szénhidrogének (HFC-k) • perfluorszénhidrogének (PFC-k) • kénhexafluorid (SF6) • nitrogéntrifluorid (NF₃)
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
10,20%
7,30%
1,70%
14,00%
20,30% 11,60%
31,00%
2,90% Mezőgazdaság
Ipari folyamatok
Illékony kibocsátások
Lakó- és kereskedelmi ingatlanok üzemeltetése Közlekedés
Gyáripar/Építőipar
Energetika
1. Környezetvédelmi problémák Üvegházhatású gázok forrása
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
2. EU környezetvédelmi törekvései
A kibocsátás csökkentése érdekében az EU rendeleteket hozott, amiben az új személygépkocsikra vonatkozóan határértékeket állapít meg. A rendelet a 2610 kg referenciatömeget meg nem haladó M1, M2, N1 és N2 kategóriájú járművekre alkalmazandó. • benzinmotorral, földgáz- vagy PB gáz-üzemű motorral és • dízelmotorral felszerelt személygépjárművek • kisteherautók • személy- vagy áruszállításra szolgáló • különleges rendeltetésű haszongépjárművek
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
2. EU környezetvédelmi törekvései Az Euro 5-ös szabvány követelményei:
Dízelüzemű gépkocsikból származó kibocsátások:
• szén-monoxid: 500 mg/km • részecskék: 5 mg/km • nitrogén-oxidok (NOx): 180 • szénhidrogének és nitrogén-oxidok együttes kibocsátása: 230 mg/km
Benzinüzemű, földgáz- vagy PB-gáz-üzemű járművekből származó kibocsátások:
• szén-monoxid: 1000 mg/km; • nem metán szénhidrogének: 68 mg/km; • összes szénhidrogén: 100 mg/km; • nitrogén-oxidok (NOx): 60 mg/km
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
2. EU környezetvédelmi törekvései
Személygépkocsiknál 2020-ra
• 95 g/km CO₂ kibocsátás értéket kell elérni • az új autók 95%-nak,
2021-től
• Az új autók 100%-nak.
A számítások szerint 100 kg megtakarított tömeg (típustól függően):
• 3 g/km és 13 g/km közötti kibocsátás-csökkenést jelent.
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
3. Lehetőségek az emisszió csökkentésére
• Közvetlen tömegcsökkentés: Tömegcsökkentés azáltal, hogy az alkatrészeket könnyebb anyagokból készítjük.
• Közvetett tömegcsökkentés: Járulékos tömegcsökkenés azáltal, hogy egyes alkatrészek méretét, illetve a felhasznált anyagok mennyiségét csökkentik, olyan módon, hogy a teljesítményük ne változzon.
• Elsődleges fogyasztáscsökkentés: Üzemanyag megtakarítás azáltal, hogy kisebb tömeget kell mozgatni.
• Másodlagos fogyasztáscsökkentés: Járulékos fogyasztáscsökkenés azáltal, hogy a hajtáslánc elemeit optimalizálják (hosszabb áttételek, vezérlés módosítása, stb.).
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
3. Lehetőségek az emisszió csökkentésére
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
4. Tömegcsökkentési tendenciák
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
5. Alumínium az autókban
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
5. Alumínium az autókban
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
5. Alumínium az autókban
• Alumínium alkalmazásával maximálisan 40% tömegcsökkenést lehet elérni.
• Nagyszilárdságú acéloknál ez az érték 11%.
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai Alumínium alkatrészek gyártása: • Speciális eszközöket és tudást igényel • Nem elegendő az acél alapanyagokat alumíniumra cserélni
Az alumínium: • Sűrűsége közel harmada • Alakváltozó képessége közel fele az acélénak
Az alumínium autógyártásra való átállás jelentős költségeket jelent az autógyártóknak, amit jelenleg csak a válság ellenére növekvő eladásokat produkáló prémium autógyártók engedhetnek meg maguknak.
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
6. Alumínium autók gyártásának sajátosságai
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
1. Extrudált elemeket nagy számban tartalmazó vázszerkezet
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
1. Extrudált elemeket nagy számban tartalmazó vázszerkezet
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
2. Térbeli vázszerkezet nagy kiterjedésű sajtolt elemekkel és vékony falú öntvényekkel.
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák 2. Térbeli vázszerkezet nagy kiterjedésű sajtolt elemekkel és
vékony falú öntvényekkel.
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák 3. Lemez alapú önhordó karosszéria
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák 3. Lemez alapú önhordó karosszéria
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
Az alumínium autók gyártásában megtalálhatók a hagyományos alakító eljárások, mint:
• Lemezalakítás, • Hajlítás, • Mélyhúzás, • Hidroform alakítás, • Öntés, • Extrudálás, • Forgácsolás.
Ezeket az eljárásokat, illetve szerszámaikat az alumínium tulajdonságainak megfelelően módosítják, de működési elvük megegyezik az acélt alakító szerszámokéval.
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
Alumínium alakíthatóságának növelése:
• Hevített közegű hidroform alakítás Az eljárásban a 250...300 °C hőmérsékletre hevített gáz vagy folyadék a közvetítő közeg. A és B oszlopok, üzemanyagtartályok alakítására használják.
• Inkrementális alakítás
Az inkrementális lemezalakításnál rendszerint egy egyszerű gömbvégződésű alakító szerszámmal (bélyeggel), matrica nélkül, az alakító szerszámelem mozgásának térbeli vezérlésével, elemi alakítási lépések sorozatával, bonyolult, nagymértékű alakváltozást igénylő alkatrészek viszonylag egyszerűen, költséghatékonyan gyárthatók
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
Inkrementális alakítás
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
7. Technológiák
A lineáris dörzshegesztés elve alapján egy forgó szerszámot süllyesztünk bele az egyesítendő alapanyagok illesztési vonalába addig, amíg a szerszám váll része fel nem fekszik a lemez felületén, majd ott adott sebességgel mozgatjuk. Ezáltal egyrészt súrlódási hő keletkezik, ami lágyítja az anyagot, másrészt egy tengelyirányú sajtolóerő lép fel.
Szereléstechnológia Lineáris dörzshegesztés
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
8. Fenntarthatóság
Ha egy átlagos európai autót veszünk, amelyben 140 kg alumínium található és életútja során 200.000 km-t tesz meg (15.000 km/év), valamint rendelkezik a fogyasztáscsökkentési módszerek mindegyikével, akkor közel 40%-al könnyebb, mint egy hagyományos acél szerkezetű autó. Ebben az esetben a számítások szerint:
• 1 kg beépített alumínium 1 kg-mal csökkenti az autó átlagtömegét. • Minden egyes kg alumínium alkalmazása 18 kg CO₂-től óvja meg a környezetet az
autó hasznos életútja alatt. • Minden egyes kg alumínium alkalmazása 17 kg CO₂ emisszióval csökkenti a
környezet terhelését az autó teljes életciklusa alatt. • Az Európai Unióban jelenleg folyó gyártási ütemmel számolva ez azt jelenti, hogy az
autók a teljes életútjuk alatt 40 millió tonna CO₂-tól óvják meg a környezetet
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
8. Fenntarthatóság
Az alumínium autók 95%-ban újrahasznosíthatók
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
9. Felhasznált irodalom Európai Bizottság Kommunikációs Főigazgatóság, Közérthetően az Európai Unió szakpolitikáiról - Éghajlat-politika, Belgium 2014, ISBN: 978-92-79-24716-3, pp 8.
Christoph Koffler - Klaus Rohde-Brandenburger, On the calculation of fuel savings through lightweight design in automotive life cycle assessments, International Journal of Life Cycle Assessment (2010) 15:128-135 European Environment Agency, Monitoring CO2 emissions from new passenger cars in the EU: summary of data for 2012, Denmark
The Alu-maximised Car Study, ika-RWTH-Aachen University, 2003, Germany
Tisza Miklós – Kovács Péter Zoltán – Lukács Zsolt, Inkrementális alakítás tanulmány, Miskolci Egyetem Mechanikai Technológiai Tanszék, 2011, Miskolc, pp 40.
Meilinger Ákos, A lineáris dörzshegesztés technológiai paramétereinek megválasztása, Hegesztéstechnika, ISSN: 1215-8372, 2012/2, pp 27-30.
European Aluminium Association, Aluminium In Cars, Belgium, 2008 (digitális dokumentum, http://www.alueurope.eu/pdf/Aluminium_in_cars_Sept2008.pdf)
Fotók: Jaguar Land Rover Limited Audi AG Group Lotus
Miskolci Egyetem Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
Köszönöm a figyelmet! A cikkben ismertetett kutató munka a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 projekt eredményeire alapozva a TÁMOP-4.2.2/A-11/1-KONV-2012-0029 jelű projekt részeként – az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.