Nowe laboratoria otworzyli prof. Celina Pezowicz, dziekan Wydziału Mechanicznego i dr hab. inż. Zbigniew Sroka, prof. uczelni, kierownik Katedry Inżynierii Pojazdów (fot. PWr)

Trzy laboratoria w Kampusie Braci Gierymskich zostały wyposażone w nowe sprzęty i stanowiska dydaktyczne. Na studentów czekają tam m.in. hamownie jednostek napędowych z różnymi rodzajami silników, makieta samochodu elektrycznego i laboratorium ze stanowiskami do analizy mechaniki płynów. Skorzystają z nich m.in. studiujący na – otwartym w październiku – kierunku inżynieria pojazdów i napędów niskoemisyjnych.

Na części nowych stanowisk dydaktycznych zajęcia trwają już od marca, inne właśnie zostały uruchomione i wkrótce skorzystają z nich studenci. Laboratoria znajdują się w budynku P-14 w Kampusie Braci Gierymskich, nad ich doposażeniem czuwali naukowcy z Katedry Inżynierii Pojazdów na Wydziale Mechanicznym.

– Zależy nam na tym, żeby studenci, którzy właśnie zaczęli naukę na naszym nowym kierunku – inżynieria pojazdów i napędów niskoemisyjnych – korzystali z jak najlepszego i najbardziej nowoczesnego sprzętu. Chcemy przygotować do wejścia na rynek pracy inżynierów z kompleksową wiedzą, bazującą nie tylko na teorii z wykładów, ale i na praktycznych umiejętnościach zdobywanych właśnie dzięki godzinom spędzonym z nami w laboratoriach – podkreśla dr hab. inż. Anna Janicka, prof. uczelni, zastępca kierownika Katedry Inżynierii Pojazdów.

Symulacje i analizy

W laboratorium układów napędowych elektrycznych i hybrydowych na studentów czeka sześć nowych stanowisk – cztery hamownie silników elektrycznych (w pełnej i mniejszej skali – w zależności od rodzaju silnika), stanowisko do badania i symulowania wszystkich linii komunikacyjnych w pojeździe elektrycznym oraz makieta pojazdu elektrycznego (konkretnie Toyoty Prius).

– Nowe stanowiska dają nam ogromne możliwości w kontekście zadań do wykonania w czasie zajęć ze studentami. W zasadzie ogranicza nas tylko wyobraźnia – dodaje Adam Kamiński, doktorant Szkoły Doktorskiej PWr i jeden z wykładowców na kierunku inżynieria pojazdów i napędów niskoemisyjnych.

W przypadku hamowni dydaktycy mogą prowadzić ze studentami różnego rodzaju analizy na czterech rodzajach silników: BLDC, czyli bezszczotkowym, bez sprzężenia zwrotnego, serwonapędzie, czyli bezszczotkowym ze sprzężeniem zwrotnym, silniku prądu zmiennego trójfazowego, który jest często stosowany także w przemyśle oraz na silniku prądu stałego, na którym oparte są choćby wszystkie elektryczne hulajnogi i rowery elektryczne.

– Z kolei stanowisko do badania i symulowania linii komunikacyjnych w pojeździe pozwala nam np. analizować proces ładowania i rozładowywania baterii. Mamy tu także symulator komputera pojazdu hybrydowego, dzięki czemu możemy podłączyć zewnętrzny diagnoskop i badać wszelkie zachowania takiego pojazdu bez konieczności wsiadania do faktycznego samochodu hybrydowego i jeżdżenia nim po mieście – opowiada doktorant.

W drugim z laboratoriów studenci będą uczyć się, korzystając z pełnoskalowej hamowni auta hybrydowego opartego o Toyotę Prius trzeciej generacji. Mogą np. badać zjawiska jonizacyjne w komorze spalania, czyli analizować przebieg napięcia prądu w układzie zapłonowym czy badać przebiegi ciśnień w komorze spalania.

– I co najważniejsze, jako że mamy dostęp do „wnętrza” komputera, możemy ustawiać pewne parametry z poziomu diagnoskopu i później weryfikować zachowania pojazdu. Np. ustalić, że przekazujemy prąd tylko do jednego z silników albo zmieniać kąt wyprzedzenia zapłonu i sprawdzić, jak to wpłynie na pracę całego układu. W ten sposób studenci będą mogli w ramach ćwiczeń prowadzić takie symulacje, które firmy z branży motoryzacyjnej wykonują w procesie produkcyjnym – podkreśla Adam Kamiński.

Korzystając z hamowni, studenci będą mogli np. symulować odzysk energii, do jakiego dochodzi, gdy samochód zjeżdża „z górki” albo odwrotnie – symulować zmienne obciążenia, jakim poddawany jest pojazd w czasie przyspieszeń.

Na wyposażeniu laboratoriów znalazł się także elektryczny samochód osobowy (marki Volkswagen VW ID.3 Pro Performance 150 kW). Będzie wykorzystywany zarówno do celów dydaktycznych, jak i badań (w tym także prac dyplomowych). Student może być wyłącznie pasażerem wykonującym pomiary przy pomocy mobilnej aparatury, nieingerującej w strukturę pojazdu i gromadzącej dane na temat wszystkich układów znajdujących się w pojeździe.

Praktyka i jeszcze raz praktyka

Jak tłumaczą badacze z Katedry Inżynierii Pojazdów, stanowiska zostały zbudowane w oparciu o technologie stosowane w pojeździe Toyota Prius, bo dadzą studentom najwięcej możliwości nauczenia się i analizowania ich działania.

– Rozwiązania zastosowane w tych samochodach są nowoczesne i bardzo interesujące, a jednocześnie proste do zrozumienia. A do tego mamy na wyposażeniu skrzynię biegów z takiego pojazdu, jedną z pierwszych tego typu – tłumaczy Adam Kamiński. – W nowszych użytkownicy mają zablokowaną praktycznie całą obsługę w interfejsie komunikacyjnym, czyli mówiąc wprost: niewiele mogą w nich podziałać. W naszym przypadku mamy pełne „wejście” do naszego stanowiska od strony zwykłego interfejsu diagnostycznego, a studentom możemy przekazywać także mnóstwo dokumentacji na temat rozwiązań technologicznych w tym pojeździe.

Z kolei w Laboratorium Mechaniki Płynów przygotowano siedem stanowisk pozwalających na badania najróżniejszych procesów w mechanice płynów – od przepływu płynu w zwężce, po symulacje na kadłubach statków pływających (w małej skali).

– Dzięki nim pokazujemy studentom w praktyce to, czego uczą się na wykładach – zaznacza dr hab. inż. Maciej Zawiślak, prof. uczelni, kierownik Laboratorium Mechaniki Płynów. – Wymagamy od nich np. wyliczania przepływu laminarnego czy korzystania z Równania Bernoulliego z dobieraniem odpowiednich współczynników w zależności od warunków. Jeśli jednak nie będą mieli okazji, żeby zobaczyć na własne oczy, jak ten płyn faktycznie płynie i jak się zachowuje w różnych układach, to w ich głowach zostaną tylko wzory na kartce. Dlatego ćwiczenia na tych stanowiskach są tak istotne.

– W tym laboratorium studenci prowadzą badania procesów jednostkowych w mechanice płynów, by potem umieć przełożyć te zachowania na bardziej skomplikowane układy inżynierskie – dodaje prof. Janicka. – Myślę, że możemy być jedyną lub jedną z nielicznych takich jednostek badawczych w Polsce skupionych wokół pojazdu, która jest tak kompleksowo wyposażona w laboratoria pozwalające na analizy zjawisk wpływających na konstrukcje pojazdów.

Prof. Janicka dodaje także, że katedra stawia na przekazywanie interdyscyplinarnej wiedzy, bo z tym wiążą się chociażby nowe typy pojazdów niskoemisyjnych. Dlatego studenci inżynierii pojazdów i napędów niskoemisyjnych poznają zagadnienia związane nie tylko z mechaniką i elektryką, ale także m.in. elektroniką czy inżynierią środowiska.

Inżynieria pojazdów i napędów niskoemisyjnych to kierunek Wydziału Mechanicznego, który oferujemy studentom od ubiegłego roku. Tegoroczna rekrutacja na Politechnice Wrocławskiej zacznie się 1 czerwca.

Lucyna Róg