DTU-bil bliver dobbelt vinder i internationalt miljø-race
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

DTU-bil bliver dobbelt vinder i internationalt miljø-race

Illustration: Shell

I sidste forsøg slog DTU-studerendes hjemmebyggede bil den gældende banerekord og blev den mest brændstoføkonomiske bil med 374 km/l.

»Vi er alle sammen meget glade, for vi tog herned med et mål om at tage de to trofæer hjem, og det lykkedes. Vi har så ovenikøbet fået venner fra de konkurrerende hold, så det har været en god konkurrence,« siger Henning Si Høj, robotingeniør på DTU og vejleder for DTU Roadrunner-holdet.

De studerende læser henholdsvis elektronik, mekanik og automation på DTU. Nogle læser på bachelor-delen af deres uddannelse, mens andre er kandidatstuderende.

Et udvalg af de opstillede biler i brændstoføkonomisk kørsel, der var ialt over 150. Illustration: Shell

Hardware og burst

Bilens motor er fra en 50 kubik Yamaha-motorcykel, men modificeret kraftigt. Batteriet er også et 12V DC motorcykelbatteri. Sammen med tanken, der indeholder en kvart liter bioethanol, er det mere end rigeligt til at få bilen op på sin tophastighed på omkring 40 km/t.

»Motoren er mest effektiv, når den får fuld gas, så vores kører giver den fuld blæs i 10-15 sekunder, og så triller hun til det næste stop, stopper, og så sparker hun til den igen,« siger Henning Si Høj.

Hvert gram tæller. Derfor normaliseres førerens vægt, ved at der lægges ekstra vægt i bilen, hvis føreren vejer under 70 kg. Aerodynamikken spiller også en meget stor rolle. Derfor giver det mening at have så lille en person som muligt bag rattet. Det giver den største designfrihed, når skallens aerodynamik skal optimeres. I år kørte Sarah Conradsen bilen.

»Aerodynamikken er optimeret af de holdmedlemmer, som studerer mekanik. Først har de lavet en computermodel, som de har testet med programmer, der simulerer vindmodstand, derefter har vi lavet en lille model, som vi har testet i vindtunnel,« siger Henning Si Høj.

Ræser rundt med mindre regnekraft

Bilen fra DTU kort før starten af det autonome løb. Lidar og kamera kan ses på taget. Sarah Conradsen vil have hænderne oppe under hele løbet. Illustration: DTU Roadrunners

I år har deres bestræbelser hovedsaligt været fokuseret på at optimere motorstyringen. I modsætning til de seneste tre år har man dette år medregnet det medbragte batteri. Derfor har det været nødvendigt at optimere motorstyringen og bilens computerkerne.

»Det store skift er, at vi før har kørt på general purpose controller med høj ydeevne, men også med højt energiforbrug, I år kører bilens almindelige (ikke-autonome, red.) systemer udelukkende på vores selv-lavede printkort med ARM-mikroprocessorer. Alt koden, som er nødvendig til motorstyring og interface til køreren, har de studerende selv skrevet i C++,« siger Henning Si Høj.

Bedste autonome bil

I år har konkurrencen tilføjet en disciplin i autonom kørsel. Her skulle banen gennemføres på med en gennemsnitshastighed på omkring 18 km/t og indeholdt en kort sektion med stationære forhindringer, som bilen skulle navigere uden om. Til slut skulle bilen parkere i et aftegnet felt.

»Det er første år, bilen har skulle gennemføre banen autonomt, så vi er virkeligt tilfredse med at det lykkedes – i første forsøg endda,« siger Henning Si Høj.

De autonome systemer er også alle skrevet af studerende (i C++) og kører på en Intel NUC med Linux-styresystem på en lille almindelig bærbar uden skærm. Også her skal koden optimeres, da bilen skal træffe beslutninger i real-tid, med så lav forsinkelse som muligt.

Under den autonome konkurrence har der været en sikkerheds-fører med. Hun har siddet med hænderne oppe mod ruden under hele kørslen. Med installerede kameraer i bilen kunne dommerne overvåge kørslen og se, at køreren ikke styrede bilen på noget tidspunkt. Næste år forventes denne del af konkurrencen at være endnu sværere. Med sejren har DTU Roadrunners kvalificeret sig til at deltage næste år. Det samme har deres to konkurrenter fra i år.

Dejligt at DTU kan det der selvom DTH lød bedre.
En gammel kandidat vil grumme gerne høre om spritmotorens virkningsgrad,middeltryk og stempelhastighed og kølevandstemperatur ifald den er vandkølet.
Naturgas er det eneste anstændige el og varme-brændsel ,som lader sig supplere ( en gang imellem) med vind,varm luft og solskin.
Hvis virkningsgraden er over 40% sker det bedst i 50 kubikanlæg i de frønnede rønner.

  • 3
  • 0

På billedet ser det ud som om der er rigeligt med plads (150-200mm) over chaufførens hjelm.
Med mindre der er et eksternt krav til de ydre dimensioner tyder på at der kan optimeres på det punkt.

  • 0
  • 0

Små motorcykelmotorer opnår den bedste virkningsgrad luftkølet, så det gætter jeg på den er. Interessant kunne det være, hvad de gør med olietemperaturen. Motoren er vel forvarmet, men er motoren decideret isoleret så de 10-15sek. burn-coast cyklus netop kan holde den varm?

Hvis det er den samme motor, som da jeg arbejdede på bilen for to år siden, er det en vandkølet knallertmotor, hvilket hjælper til at holde den varm (vandet varmes op forinden ved hjælp af en elkedel, vistnok ca. 80 grader). Jeg kan ikke huske hvad vi gjorde med olien, men dette er rigtig nok en stor udfordring da motoren kun kører omtalte bursts.

For to år siden var det nye tiltag at køre Miller-timing på knasterne, hvilket, så vidt jeg husker, medførte en virkningsgrad på op mod 45 %, men på grund af de stejle knaster holdt akslerne ikke ret længe, og vi vendte tilbage til de vante knaster.

  • 4
  • 0

For to år siden var det nye tiltag at køre Miller-timing på knasterne, hvilket, så vidt jeg husker, medførte en virkningsgrad på op mod 45 %, men på grund af de stejle knaster holdt akslerne ikke ret længe, og vi vendte tilbage til de vante knaster.

Tak for svaret og det med holdbarhed af knaster lyder ikke rigtigt som en showstopper.
Altså tydeligt over 40 i en halvtredskubik.
På methan måske endda mer da Oktantalle er højere så vidt jeg husker.

  • 0
  • 0

Hvis det er den samme motor, som da jeg arbejdede på bilen for to år siden, er det en vandkølet knallertmotor, hvilket hjælper til at holde den varm (vandet varmes op forinden ved hjælp af en elkedel, vistnok ca. 80 grader). Jeg kan ikke huske hvad vi gjorde med olien, men dette er rigtig nok en stor udfordring da motoren kun kører omtalte bursts.

Jeg antager pumpetabet på vandkølingen trodsalt er minimal så... holdet bag ved jo godt hvad de laver. Olien er forhåbentligt varmet op til langt over normal drifttemperatur, så den kan tåle at tabe et par grader.

En udfordring med den slags konkurrencer er at finde den bedste egnede donor til motor osv. Helt specialfremstillet er frygtelig kompliceret.

Hypereffektive motorer har også gerne tørsumpsmøring, men det findes nærmest ikke i den størrelse. De kan bedre kontrollere olietemperaturen (evt. med en større tank) og krumtappen har ikke samme modstand fra olie i sumpen.

  • 0
  • 0

Jeg var med i London og vinde guldet i år, så tænkte jeg lige kunne afklare et par ting.

Jeg antager pumpetabet på vandkølingen trodsalt er minimal så... holdet bag ved jo godt hvad de laver. Olien er forhåbentligt varmet op til langt over normal drifttemperatur, så den kan tåle at tabe et par grader.

Vandet i motoren står helt stille, på den måde kan det hjælpe med at holde motoren varm under kørsel, og så der er intet tab til pumpe. Olien bliver varmet op før kørsel vha. nogle små varmelegmer fra en 3D printer, og under kørsel holder olien sig rigelig varm ( >90 grader). I år i London tog vi isoleringen af motoren, da både vandet og olien blev for varm under kørsel, pga. det varme vejr som England oplevede under hele eventet

En udfordring med den slags konkurrencer er at finde den bedste egnede donor til motor osv. Helt specialfremstillet er frygtelig kompliceret.

Lige nu kører økobilen med en Yamaha knallert motor, dog er den hæftigt modificeret. B.la. har vi lavet elektronisk indsprøjtning, og lavet (designet og prgrammeret) vores helt egen ECU. En ny helt speciel lavet motor er i poduktion, men vi ved ikke hvornår den bliver implementeret, da den skal testes ind indstilles først. Den nuværede motor har en komprissionsforhold på 14.5, og den nye motor kommer (så vidt jeg husker) til at have komprissionsforhold på 21.

For to år siden var det nye tiltag at køre Miller-timing på knasterne, hvilket, så vidt jeg husker, medførte en virkningsgrad på op mod 45 %

Jeg var selv med til at teste Miller timing. Miller timingen gav desværre ikke en højere virkinggrad. Da bilen skal standse en gang pr omgang og stadig holde en gennemsnitshastighed på 25 km/t , har bilen brug for lidt optræk, hvilket en Miller timing ikke giver nok af. Men dette skal afprøves igen når den nye specialfremstillede motor er klar.

På billedet ser det ud som om der er rigeligt med plads (150-200mm) over chaufførens hjelm.
Med mindre der er et eksternt krav til de ydre dimensioner tyder på at der kan optimeres på det punkt.

Da vi kører Urban Concept kategorien er der et minimumskrav til højden på bilen. Ud over det skall der være luft over hjelmen, så styrtbøjlen kan gøre dens arbejde, i tilfælde af uheldet er ude.
I år har vi også haft en meget lav chauffør, hvilket vi ikke altid kan være sikre på vi kan finde. Da det ville være meget dyrt at støbe nye højde tilpassede skaller til bilen hvert år, har vi været nød til at lave skallerne i en højde hvor de fleste små personer kan være med. Jeg tror ikke man kan være meget mere end 170 cm høj, og stadig passe ind in bilen. Ydeligere kører bilen aldrig meget over 40 km/t, så aerodynamikken er ikke det vigtigste aspekt på at få bilen til at gå langt på literen.

  • 6
  • 0

Jeg kan godt forstå at kortene holdes tæt til kroppen.
På den anden side er DTU et offentligt drevet lærested.
Må vi ikke godt se nogle tegninger,kurver og grafer af de motorer?
Det er det mest spændende der foregår i Danmark ,bortset fra vindmøller selvfølgelig.
I min barn og ungdom var eta 40% noget med diesel og motorer større end kirker og nu laver I snapseglas motorer der giver mere udfra destilleret kartoffelsprit

  • 1
  • 0

Vi prøver skam ikke at holde kortene tæt på kroppen, tværtimod prøver vi at være åbne omkring det vi laver. Grunden til jeg ikke kan forstælle dig hvad virkningsgraden af motoren er, er at vi ikke har lavet nogen kraft/moment kurver de sidste mange år (og jeg kan umildbart ikke finde dem som er lavet). Dette skyldes vi fokusere mere på Shell Eco-Marathon, og derfor kigger vi sjældent på motores virkningsgrad isoleret. Når vi tester motoren kører vi bilen (på et rullefelt) op til en forudindstillet hastighed hvorefter vi lader vi den rulle/coast indtil den har nået en ønsket distance, hvorefter vi enten bremser bilen ned, eller accelerer den op igen. På den måde kan vi simulere at vi kører rundt på årets bane. Ud fra disse simuleringer kan vi så udregne vores forbrug i km/L.

Når vi laver/tilpasser vores motorkort kører vi bilen op til ca. 40 km/t, derefter kigger vi på luftoverskudkoefficienten (lambda) som motoren har haft ved de forskellige omdrejningstal. Ud fra dette kan vi så øge eller mindste hvor længe vi har dyserne åbne ved de forskellige omdrejningstal, og på den måde få en luftoverskudkoefficient på omkring 1.2 ved de fleste omdrejningstal. Det er planen at dette en dag skal gøres gennem et "closed loop", så bilen selv optimere sig mens den kører.

Jeg vil gerne prøve at lave en bereging på hvad virkingsgraden er af en acceleration, baseret på den data vi kan hive ud af motoren. Dette vil så inkludere opstart, gearskift, luftmodstand, rullemodstand osv. derfor vil motorens virkningsgrad være højere end det estimat jeg kan give.

Når den nye motor er blevet produceret, vil der blive lavet kraft og moment kurver for den, samt en isoleret virkingsgrad vil blive fundet, men der kan godt gå lang tid endnu før det sker.

  • 5
  • 0