Alustadynamometrin kehittäminen
Laitinen, Joonas (2018)
Laitinen, Joonas
Savonia-ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018060111810
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018060111810
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön aiheena oli suunnitella ja rakentaa ensisijaisesti henkilöautojen suorituskyvyn mittaukseen soveltuva alustadynamometri, joka kertoo moottorin suorituskykyarvot graafisessa muodossa kierrosnopeuden funktiona. Työn yhteistyökumppanina toimii yksityisyrittäjä Jyrki Laitinen ja dynamometri on tarkoitus sijoittaa Kerkonkoskella sijaitsevaan Koskenlahden pajaan. Valmiilla dynamometrillä on tarkoitus harjoittaa pienimuotoista liiketoimintaa moottoreiden tehonmittauksen ja säätötyön merkeissä.
Lähtökohtana toimi tämän opinnäytetyön tekijän syksyn 2017 aikana laatima luonnos pyörrevirtajarrullisesta alus-tadynamometristä Erikoistumisprojekti 2 -kurssilla. Laaditun luonnoksen pohjalta hankittiin dynamometrin rullat ja tiedonkeruuseen tarvittava dataloggeri jo ennen tämän työn aloittamista. Kokonaiskonstruktio oli siis selvillä ja tämän työn pääpaino oli yksityiskohtien suunnittelussa, laitteen rakentamisessa ja testauksessa.
Dynamometrin suunnittelussa hyödynnettiin SolidWorks CAD -ohjelmistoa, jonka avulla osien sijainnin ja laitteiston kokonaistilantarpeen hahmottaminen oli helppoa. Osien lujuuksia tarkasteltiin tarvittavilta osin Ansys FEM -simulointiohjelmalla. Dynamometrin suunnittelua määritti merkittävästi jo aiemmin hankitut rullat. Suunnittelu aloitettiin pyörrevirtajarrun mitoituksella ja siitä edettiin laakerien ja akselien välisten liitosten suunnitteluun. Viimeisenä suunniteltiin laitteen teräsrunko. Haasteita suunnittelussa aiheutti muun muassa pyörrevirtajarrun sijoittaminen rullien väliin siten, että rullien välinen etäisyys ei kasva liian suureksi. Myös rajallinen budjetti, tiukka aikataulu ja melko vähäinen kokemus suunnittelutyöstä aiheuttivat ongelmia projektin aikana.
Työn lopputuloksena syntyi kokonaisuudessaan erittäin hyvin toimiva alustadynamometri. Laitteessa ja testaustilassa on edelleen kehitettävää, mutta pienet puutteet ovat korjattavissa. Dynamometrin käyttö vaatii myös paljon harjoittelua, jotta saadaan luotettavia tuloksia ja laitteiston käyttö ja moottoriin tehtävä säätötyö on sujuvaa. Jo tällä hetkellä olevien käyttökokemusten perusteella dynamometrin avulla voidaan aloittaa pienimuotoinen liiketoiminta kesällä 2018. Työn myötä saavutettuihin tuloksiin voidaan olla työn yhteistyökumppanin kanssa erittäin tyytyväisiä.
Lähtökohtana toimi tämän opinnäytetyön tekijän syksyn 2017 aikana laatima luonnos pyörrevirtajarrullisesta alus-tadynamometristä Erikoistumisprojekti 2 -kurssilla. Laaditun luonnoksen pohjalta hankittiin dynamometrin rullat ja tiedonkeruuseen tarvittava dataloggeri jo ennen tämän työn aloittamista. Kokonaiskonstruktio oli siis selvillä ja tämän työn pääpaino oli yksityiskohtien suunnittelussa, laitteen rakentamisessa ja testauksessa.
Dynamometrin suunnittelussa hyödynnettiin SolidWorks CAD -ohjelmistoa, jonka avulla osien sijainnin ja laitteiston kokonaistilantarpeen hahmottaminen oli helppoa. Osien lujuuksia tarkasteltiin tarvittavilta osin Ansys FEM -simulointiohjelmalla. Dynamometrin suunnittelua määritti merkittävästi jo aiemmin hankitut rullat. Suunnittelu aloitettiin pyörrevirtajarrun mitoituksella ja siitä edettiin laakerien ja akselien välisten liitosten suunnitteluun. Viimeisenä suunniteltiin laitteen teräsrunko. Haasteita suunnittelussa aiheutti muun muassa pyörrevirtajarrun sijoittaminen rullien väliin siten, että rullien välinen etäisyys ei kasva liian suureksi. Myös rajallinen budjetti, tiukka aikataulu ja melko vähäinen kokemus suunnittelutyöstä aiheuttivat ongelmia projektin aikana.
Työn lopputuloksena syntyi kokonaisuudessaan erittäin hyvin toimiva alustadynamometri. Laitteessa ja testaustilassa on edelleen kehitettävää, mutta pienet puutteet ovat korjattavissa. Dynamometrin käyttö vaatii myös paljon harjoittelua, jotta saadaan luotettavia tuloksia ja laitteiston käyttö ja moottoriin tehtävä säätötyö on sujuvaa. Jo tällä hetkellä olevien käyttökokemusten perusteella dynamometrin avulla voidaan aloittaa pienimuotoinen liiketoiminta kesällä 2018. Työn myötä saavutettuihin tuloksiin voidaan olla työn yhteistyökumppanin kanssa erittäin tyytyväisiä.