Silnik przyszłości

Jak wiele imprez i uroczystości także uroczyste posiedzenie Senatu Politechniki Warszawskiej z okazji Dnia PW odbyło się w formie zdalnej.

Rektor PW prof. dr hab. inż. Krzysztof Zaremba przypomniał najważniejsze wydarzenia w historii Uczelni, która – jak się okazało miesiąc później – wygrała EngiRank (European Ranking Of Engineering Studies), w którego części ogólnouczelnianej porównano 81 uczelni z 13 krajów Europy Wschodniej i Południowej.

Podczas listopadowego wydarzenia symbolicznie przekazano Medale Politechniki Warszawskiej i Młodego Uczonego oraz Nagrody Siemensa: w XXV Konkursie o dla naukowców i zespołów badawczych oraz X dla Absolwentów w zakresie Automatyki i Robotyki i IV dla Absolwentów w zakresie Elektrotechniki. Wyniki konkursów ogłoszono we wrześniu br.

Korzystna współpraca

– Nagroda Siemensa, za którą stoi już 25-letnia historia, w świecie nauki jest postrzegana jako bardzo ważne wyróżnienie. Jej laureatów wybiera Jury składające się z pracowników firmy Siemens oraz przedstawicieli najważniejszych uczelni technicznych w naszym kraju. Stąd rosnące z roku na rok zainteresowanie Konkursem, wysoki poziom zgłoszeń oraz prestiż Nagrody. A dzięki wsparciu firmy otrzymują szansę wdrożenia swojego pomysłu oraz jego praktycznego wykorzystania, co bezpośrednio wpływa na rozwój polskiej nauki i myśli technicznej – powiedział prof. dr hab. inż. Krzysztof Zaremba.

A Dominika Bettman, prezeska zarządu Siemens Polska oraz członkini Rady Uczelni Politechniki Warszawskiej, dodała: – Siemens Polska od lat inwestuje w rozwój nauki i technologii. Przyznawane przez nas nagrody to z jednej strony zastrzyk finansowy pozwalający na dalszy rozwój nauki oraz promocję ważnych osiągnięć w technice, a z drugiej – wyraz naszego ogromnego uznania dla polskich naukowców i absolwentów uczelni wyższych. Dotychczas do konkursu zgłoszono ponad 1000 projektów, a 100 nagrodzono.

Uznanie za silnik

Za najlepsze badania naukowe jury uznało pracę: Silnik do zabudowy w kołach samochodów elektrycznych o zwiększonej gęstości mocy autorstwa zespołu pracowników Sieci Badawczej Łukasiewicz - Instytutu Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL: mgr inż. Piotr Dukalski – kierownik, dr inż. Tomasz Wolnik, dr inż. Bartłomiej Będkowski i mgr inż. Tomasz Jarek. (Rozwiązanie to opisywaliśmy na łamach PT 26/2019)

- Nasza przygoda z silnikami do zabudowy w piastach kół samochodów elektrycznych rozpoczęła się od zapytań ze strony potencjalnych klientów, bo nasz Instytut jest w Polsce liderem w zakresie projektowania i komercjalizacji napędów dla elektromobilności. Przypomnę, że taki silnik zaproponował Ferdynand Porsche na przełomie XIX/XX w. – wyjaśnia Piotr Dukalski.

- Zapytania dotyczyły różnych pojazdów: od małych samochodów miejskich przez samochody osobowe do ciężkich transporterów górniczych. Silniki w kołach, które mają spełnić duże wymagania pod względem momentu obrotowego i mocy wymagają zastosowania bardzo kompaktowej konstrukcji, nowych materiałów i niezwykle wydajnego układu chłodzenia. Cała konstrukcja musi się zmieścić w kole, a w samochodach elektrycznych bardzo istotna jest jak najmniejsza masa silnika, ponieważ jest masą nieresorowaną samochodu. Dlatego wyzwania multidyscyplinarne obejmują m.in. elektrotechnikę, elektronikę, mechanikę i materiałoznawstwo.

Takie rozwiązanie w samochodach elektrycznych otwiera nowy rozdział w przemyśle samochodowym. Eliminuje mechanizmy pośredniczące w przeniesieniu momentu obrotowego pomiędzy silnikiem i kołem, zwiększa sprawność napędu, oferuje nowe możliwości sterowania pojazdem (np. przy wchodzeniu w zakręt), zwiększa przestrzeń (np. na zabudowę baterii) oraz bardziej aerodynamiczny kształt samochodu.

Wcześniej, w ramach programu Lider VII (2016) projekt Innowacyjne rozwiązania napędu bezpośredniego pojazdów elektrycznych otrzymał 1,17 mln zł dofinansowania NCBiR.

Przyciągnąć inwestorów

Obecnie prace, finansowane z wielu innych źródeł, są kontynuowane w ramach różnych przedsięwzięć, z różnymi inwestorami, bo zainteresowanie jest spore i dotyczy nie tylko samochodów elektrycznych, ale również innych elektrycznych pojazdów, jak np. łodzie elektryczne.

- To różne projekty prowadzone przez członków nagrodzonego zespołu precyzuje Piotr Dukalski. - Można powiedzieć, że nakreślają one zarys programu z portfelem projektów. Prace prowadzone są również pod innym kątem niż sam silnik, bo uwzględniają wpływ jego masy na pracę zawieszenia i sterowność pojazdem. Nawiązaliśmy współpracę, potwierdzoną umową z Akademią Techniczno-Humanistyczną w Bielsku Białej. Powstał tam niezwykły zespół złożony ze świetnych obliczeniowców oraz praktyków związanych z przemysłem samochodowym, których praca jest znakomitym i koniecznym uzupełnieniem. A także z innymi instytutami Sieci Badawczej Łukasiewicz, co otworzy nowe kierunki rozwoju oferowanych silników do zabudowy w piastach kół.

Ku wdrożeniom

Nagroda Siemensa to jedna z najstarszych nagród naukowych w Polsce przyznawanych przez firmę komercyjną. Konkurs promuje wybitne, a zarazem praktyczne osiągnięcia w dziedzinie techniki i badań naukowych związane z zakresem działalności firmy Siemens, prowadzone przez pracowników instytucji akademickich i pozaakademickich oraz absolwentów uczelni wyższych w Polsce w zakresie m.in.: elektrotechniki, energetyki, elektroniki, teleinformatyki, automatyki, transportu szynowego, inżynierii biomedycznej i inżynierii środowiska.

Za wyniki badań naukowych przyznawana jest Nagroda Badawcza Siemensa, za wybitne prace doktorskie – Nagroda Promocyjna Siemensa.

Łączna wartość nagród finansowych tegorocznej edycji to 106 000 zł.

Nagroda Badawcza Siemensa jest dla laureatów bardzo prestiżowym i niezwykle cieszącym wyróżnieniem, gdyż uwzględnia kontekst nauk stosowanych, o którym często zapominamy w kraju, i kontekst wdrożenia. - A największą satysfakcją z realizacji nagrodzonej pracy jest możliwość zaoferowania bardzo aktualnego rozwiązania, stanowiącego przyszłość motoryzacji - nienakreślonego w ramach teoretycznych rozważań, ale jak najbardziej rzeczywistego w postaci rzeczywistych prototypów, których kolejne wersje wciąż powstają.

Najnowszy prototyp silnika ma moc znamionową ciągłą 60 kW, maksymalny moment obrotowy 750 Nm i znamionowy 450 Nm oraz maksymalną prędkość obrotową -1400 obr./min.

boj.