Magyar fejlesztéssel válhatnak csendesebbé a vonatok

A Knorr-Bremse szempontjából mennyire sikeres a 2016 óta zajló Ösztöndíjprogram?

Dr. Varga Attila: A kezdetektől fogva nagy az érdeklődés az egyetemi kutatók, hallgatók részéről. Évente 5-6 kutatócsoport nyeri el az ösztöndíjat. A beérkezett pályázatok száma azonban gyakran több, mint amennyit a keretünkből támogatni tudunk. Ilyenkor hosszú szakmai viták során kell döntenünk arról, mely pályázatok lesznek az évi befutók. Az elmúlt öt év alapján, amit biztosan kijelenthetek, hogy a közös munka minden esetben meghozta a gyümölcsét. A kutatók és a mérnökség olyan megoldásokat dolgoztak ki a felmerülő gyakorlati problémákra, melyből mindkét fél profitált. A közös eredményekből diplomatervek, doktori disszertációk, hatásfaktoros publikációk születtek, valamint a projekteket ipari esettanulmányként mutatják be az oktatásban. Vállalatunk tudományos eszköztára pedig új szoftverekkel, módszerekkel és tudással bővült az évek alatt.

Demus Tamás: A több éve tartó program során folyamatos volt az együttműködési területeken a tudáscsere. Ennek eredményeképpen sikerült mélyebb tudást szerezni mind egyetemi, mind céges oldalon. A Légellátás Fejlesztési Osztály a tavalyi év során csatlakozott külön témákkal a programhoz, a megkezdett közös munkát folytatni fogjuk, sőt, újabb témákat fogalmaztunk meg, amelyeket szeretnénk mélyebben megismerni. Az igény a vállalati oldalon és az egyetemi oldalon azt mutatja, hogy szükség van ilyen programokra, az így előálló tudás és tapasztalat egyaránt segíti mindkét felet. Külön öröm, hogy így közelebb tudjuk hozni az ipari gyakorlatot az egyetemi oktatáshoz és az ipari élet módszertanát is bővíteni tudjuk tudományos eszközökkel.

Születtek már olyan megoldások a programban, amiket azóta élesben is használ a Knorr-Bremse?

VA: Természetesen igen. Például az elmúlt években a „kis méretű felületi hibák hatása az öntvények kifáradására” című projekt keretén belül kidolgozásra került egy általános eljárás, mely alkalmas a felületi hibákkal rendelkező gömbgrafitos vasöntvény alkatrészek kifáradási ellenőrzésére. A módszer alapján a beérkező „nyers” alkatrészekről megállapíthatjuk, hogy selejtes darabok vagy a kis méretű felületi hibák ellenére kellő biztonsággal elviselik az igénybevételt.

DT: A jelen kutatás első szakaszát zártuk le, amely elméleti eredményeket adott. Ezeknek a konkrét beépítésére még nem volt lehetőség, azonban köszönhetően a kollégák és az egyetemi képviselők szoros együttműködésének, a modell kialakításakor és a számításkor szerzett tapasztalatokat, valamint ennek a konstrukciós kialakításra vonatkozó tanulságait folyamatosan építjük be az éppen futó fejlesztési munkákba. Így, ha közvetlenül nem is, de közvetetten máris profitálunk az együttműködésből. Emellett az elméleti munka elősegítette a termékeink működésének mélyebb megértését is, ezt a tudást a módszereink fejlesztésére tudjuk felhasználni.

Milyen előnyei származnak ebből az együttműködésből a vállalatnak? A diákok számára mi jelentheti a legnagyobb lehetőséget?

DT: Programjainkkal egyetemi tudásközpontokat kívánunk megszólítani, ahol egy-egy szakmai területen tapasztalt oktatók koordinálásával műhelymunka folyik, melynek különböző fázisaihoz tudnak hallgatók csatlakozni. Ebből számtalan előnyt tudunk kovácsolni. Vállalati oldalról olyan témákat tudunk kiemelni, amelyek vizsgálatához elmélyült eszköztárra, mélyebb tudományos megközelítésre van szükség. Így a jelenleg elérhető legújabb tudományos módszerek és eredmények folyamatosan épülnek be a vállalati eszköztárba. Sok esetben teljesen új megközelítéssel dolgozzuk fel a témákat, mely más nézőpontból mutatja termékeink és folyamataink működését. Ez újabb és újabb felismerésekhez, fejlesztésekhez és ötletekhez vezet, amelyek nagy mértékben elősegítik az innovációt.

Az ipari projektek kapcsán a hallgatók betekintést nyernek az ipari életbe, egy vállalat működésébe, mérnöki feladatok és problémák megoldásába. Ezzel lehetőséget kapnak arra, hogy az egyetemen tanultakat a gyakorlatban elmélyítsék, ezzel széleskörű látásmódra tehetnek szert, valamint rengeteg olyan tapasztalatot tudnak gyűjteni, amelyet a későbbi gyakorló éveik során alkalmazni tudnak. Mindezen túlmenően a legfőbb előny talán az, hogy így kialakítható egy olyan közös tudáscentrum, amely tudományos-szakmai bázisként tudja támogatni a vállalat (sőt más vállalatok) munkáját, az itt szerzett tapasztalat beépül a mérnökképzésbe és így hosszútávon versenyképesebb tudással rendelkeznek az egyetemen végzett hallgatók.

Jellemző, hogy az ösztöndíjas hallgatók később a Knorr-Bremse Budapestnél helyezkednek el mérnökként?

VA: Ösztöndíjas hallgatóink többnyire már a Gépészkar tanszékein dolgoznak demonstrátorként, illetve PhD kutatóként és a későbbiekben tudományos pályára készülnek. Esetükben sokkal inkább megfigyelhető, hogy az Ösztöndíj Program után tudományos tanácsadóként segítik munkánkat. Cégünknek van Gyakornoki Programja is. Ide olyan mérnökhallgatók jelentkezését várjuk, akik valódi ipari problémákat szeretnének megoldani teljes értékű csapattagként, miközben egy világszínvonalú csapat és csúcsminőségű eszközök, szoftverek segítik a munkájukat. Nem ritka, hogy gyakornokaink közül kerülnek ki új munkatársaink.

DT: Számtalan példa bizonyítja, hogy a projektfeladat mellett szoros emberi kapcsolatok is kialakulnak, sőt a mély szakmai munka nyomán a témák folytatódnak az egyetemi évek után is, és a végzett hallgatók immár az ipari szférát képviselve vesznek részt a további kutatásokban. A vasúti ipari szegmens szerteágazó tudást követel meg mérnökeinktől, ez a folyamatos kihívást jelentő környezet vonzó a hallgatók számára.

Milyen ötlet született a nyomástartó edény légtelenítésekor keletkező zaj csökkentésére? Hogyan valósítható meg ez az elgondolás?

VA: A tavalyi évben ösztöndíjasaink megalkották a légszárító berendezés numerikus modelljét. A felépített modell és az akusztikai megoldó megfelelő beállításai segítségével meghatározhatók a rendszer legfőbb zajkeltési mechanizmusai és azok elhelyezkedése, amely lehetőséget biztosít áramlástanilag megfelelő geometriák kialakítására. Ráadásul a kidolgozott vizsgálati módszer egy alap numerikus aeroakusztikai eszközként szolgál a vállalatunk mérnök kollégái számára, amellyel aeroakusztikai feladatokat tudnak megoldani, ezáltal zajos eszközöket továbbfejleszteni.

DT: A szimulációk rámutattak a konstrukciós kialakítás néhány olyan pontjára, ahol a geometriát tovább lehet optimalizálni. A keresztmetszetek megfelelő megválasztásával és az áramlási vonalak megfelelő irányításával a zajszint csökkenthető.

Milyen kihívások jöttek elő a tervezéskor?

DT: A jelenlegi projektmunka célja az volt, hogy találjunk olyan pontokat, ahol további optimalizáció lehetséges. Ez sikeres volt, ugyanakkor a szimuláció azt is kimutatta, hogy bizonyos körülmények között átlépjük a modell határait, a keletkező áramlás dinamikája jelentősen megváltozik, így további vizsgálatok is szükségesek. Ezen vizsgálatok egy több éves kutatómunkát irányoznak elő, hogy feltérképezzük a berendezés teljes belső működését.

Mekkora jelentősége van ennek a zajcsökkentésnek a vasúti fékrendszerek piacán?

DT: A zajcsökkentés kifejezetten hangsúlyos fejlesztési irány a vasútiparban. Kiterjedt kutatások folynak a vasúti járművek területén ez irányban. Több olyan kialakítás is napvilágot látott, amelynek ez a célja, többek között speciális csapágyazási megoldások, fékbetétek anyaghasználata vagy éppen a járműdinamika zajszintre történő optimalizálása. Vevőink gyakran kérnek különböző zajcsökkentő megoldásokat, amelyek a burkolatoktól kezdve az üzemállapot részletes befolyásolásáig terjednek.

Mennyivel lehet olcsóbb vagy hatékonyabb így a fékrendszerek gyártása?

VA: Elsősorban az a célunk, hogy a jelenlegi költségek mellett csendesebb termékeket hozzunk létre.

DT: A futó fejlesztésekben kialakított új geometriai megoldások első körben a zajszint csökkenését eredményezik. Ezen kialakítások olyanok, amelyek a meglévő konstrukciós megoldáshoz illeszkednek, hasonló elemekből, hasonló módon épülnek fel. Így lényegében a költségszint megtartása mellett a termékek jobb teljesítményével számolhatunk. Ez minőségi javulást hoz termékeinkben, a jelenlegi gyártási folyamatok lényegi megtartása mellett.

Milyen irányban folytatódhat a kutatás?

VA: Nagyon biztatóak az eddig elért eredmények, hiszen ezeket már közvetlenül fel tudjuk használni a tervezési fázis során. A numerikus módszertanon még finomítani kell, mert különböző üzemállapotok esetén nem mindig írja le a valóságot az általunk megkövetelt pontosságnak megfelelően. Ezen felül az idei évben mikrofontömbös akusztikai mérések segítségével szeretnénk igazolni a modell helyességét. Ezután pedig paraméter-érzékenységi vizsgálatok segítségével lehet elérni a csendesebb működést. Továbbá a légszárító berendezésekhez kapcsolódóan van még egy futó ösztöndíjas projektünk, melyben a légszárítóban lévő desszikáns halmazon keresztül áramló levegőt vizsgáljuk. Célunk a két projekt eredményeinek figyelembevételével az optimális berendezés kialakítása (mind zaj és mind szárítási teljesítmény szempontjából).

DT: A kutatás fő iránya a légszárító berendezésben kialakuló áramlások pontosabb leírását célozzák, különös tekintettel az előforduló különböző üzemállapotokra. Ez instacioner modellek alkalmazását igényli, amelyek felállítása, finomhangolása sok időt vesz igénybe. Párhuzamosan természetesen a jelenlegi eredmények beépítése is elindul, különböző fejlesztésekben már szempontként vesszük figyelembe az itt tanultakat. Ugyanakkor igyekszünk a többi projekt kutatási eredményeit is felhasználni, például a porózus anyagon keresztüli áramlás eredményeit, valamint a teljes berendezésre vonatkoztatott CFD analízist.

Mikor lehet kézzelfogható eredménye a pályázatnak, azaz mikor juthatnak el oda, hogy az ötlet alapján csökkentik a nyomástartó edény légtelenítésekor keletkező zajt?

VA: Nagyon sok munka áll még előttünk ahhoz, hogy az eredményeket ténylegesen implementáljuk a mindennapi munkába, de úgy gondolom, hogy jó úton haladunk. Az idei évben elvégezzük a validációs méréseket, és ezek után kezdődhetnek az érzékenység vizsgálatok.

DT: Jelenleg folyamatban van egy termékfejlesztési projekt, ahol már élesben tudjuk a kapott eredményeket alkalmazni. Tekintve a fejlesztések hosszú átfutási idejét, ennek tényleges megjelenésére még jó néhány hónapot várni kell.