Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa (LUT) on sähkötekniikan huippuosaamista. Saimaan ammattikorkeakoulussa on puolestaan vahvaa konetekniikan suunnitteluosaamista sekä liiketaloudellista että kaupallista osaamista. Kun molemmilla oppilaitoksilla on vielä yhteisissä tiloissa sijaitsevat laboratoriot, oli olemassa järkevät perusteet myös yhteisille hankkeille.
Varsinkin sähköiseen voimansiirtoon liittyvien hankkeiden voi sanoa olleen hyvin kiinnostavia. Cambus-projektissa on suunniteltu ja rakennettu hybridibussi, jossa on tutkittu energiatehokkaamman sähkövoimansiirron mahdollisuuksia.
Projektia varten on hankittu käytetty bussi, jonka vanha tekniikka on korvattu pienellä (2,5 litraa) dieselmoottorilla, jonka teho välitetään vetoakselille ajotilanteesta riippuen joko täysin sähköisesti tai mekaanisesti.
HuGOR- ja In-HuGOR-projekteissa on etsitty ratkaisuja liikkuvien työkoneiden sähkövoimansiirron yhteen tärkeään ongelmaan: koneiden voimansiirron edellytetään tuottavan suuren vääntömomentin joissain työvaiheissa ja riittävän suuren pyörintänopeuden toisissa työvaiheissa.
”Viimeisimmät projektimme ovat lähteneet liikkeelle juuri tästä lähtökohdasta. Ensin kehitimme sähkömoottorin perään kytkettävän 2-portaisen vaihdelaatikon. Suunnittelu tehtiin sähkömoottorin ehdoilla ja tavoitteena oli kehittää mahdollisimman yksinkertainen, nopea ja hyvällä hyötysuhteella toimiva laite. Vaihteisto ei tarvitse toimiakseen hydrauliikka eikä pneumatiikkaa, eikä siinä ole kitkakytkimiä”, kertoo Simo Sinkko, joka on Driven projektipäällikkö.
Tämä projekti poiki melko pian keksinnön. Syntyi ajatus, että planeettapyörästöllä toteutettu vaihteisto olisi mahdollista integroida suoraan sähkömoottorin rakenteeseen yhteen ja samaan runkoon. Näin syntyisi pienikokoinen ja kevyt moottori-vaihteistopaketti, joka sopisi fyysisesti vaikka traktorin pyörän napaan.
Vastaavaa rakennetta ei ollut vielä tiedossa missään päin maailmaa, joten idealle oli mahdollista hakea patenttia. Ratkaisussa on nähtävänä etuja perinteiseen voimansiirtoon nähden siksi, että sen avulla olisi mahdollista jättää traktorista tai muusta vastaavasta koneesta pois raskaat vetoakselit ja koko vaihteisto. Ne korvautuisivat kevyillä sähkökaapeleilla.
Patenttia on haettu myös itsesuunnitellulle vaihteensiirtimelle. ”Me kutsumme sitä puhekelatoimilaitteeksi. Sillä saavutetaan helposti solenoidia suurempi liikematka sekä voima, rakenteen ollessa mekaanisesti erittäin yksinkertainen”, kertoo Simo Sinkko.
Sähkökäyttö antaa myös mahdollisuuden energian hetkelliseen varastoimiseen kondensaattoreiden avulla, minkä ansiosta dieselmoottorin voisi korvata pienemmällä. Tuloksena olisi merkittävä painon ja polttoainekulujen säästö. Samalla työkoneen rakennetta voisi kehittää hyvin vapaasti, koska voimansiirto ei olisi enää sidottu akseleihin ja muihin mekaanisiin komponentteihin.
In-HuGOR-projektin moottorista on valmistettu protokappale, jota on ajettu testipenkissä tietojen keräämiseksi käyttöön liittyvistä kysymyksistä. Korkeakoulun laboratoriotiloihin sijoitetulla moottorilla on muun muassa selvitetty jäähdytyksen toimintaa ja mitoitusta sekä vaihdonsiirron ohjauksen käytännön toimivuutta.
Projektiryhmä on päätynyt järjestämään vaihteensiirron sähköisesti. Menetelmä ei ole työkonetekniikassa ollut yleinen siihen liittyneiden käytännön ongelmien vuoksi. In-HuGORissa vaihtotapahtumalle on annettu aikaa vain millisekunteja, jona aikana sakarakytkin joko irrottaa tai kytkee planeettapyörästön kehän voimansiirtoon. Samanaikaisesti moottorin teho on pudotettava alas ja pyörintänopeudet synkronoitava.
