Zlatou medaili udělovanou v kategorii Inovace prokazatelně vzniklá ve smluvní spolupráci firem s výzkumnými organizacemi, získal na 60. Mezinárodním strojírenském veletrhu 2018 Miniexkavátor E192E. Na jeho vývoji se podíleli výzkumníci z FSI a FEKT VUT.
Dvoutunový exkavátor (bagr, rypadlo) s elektrickým akumulátorovým pohonem představila na veletrhu firma Bosch Rexroth spol. s.r.o. Na jeho vývoji se významnou měrou podíleli kolegové z Odboru reverzního inženýrství a aditivních technologií Ústavu konstruování VUT v Brně v rámci projektu Ministerstva průmyslu a obchodu.
Zásadní inovací je unikátní elektrický akumulátorový pohon, který zaručuje provoz bez exhalací a hluku spalovacího motoru. "Přetvořili jsme původní bagr tak, aby měl místo hlučného spalovacího motoru tichý elektrický motor a byl napájen pouze elektrickými akumulátory. Složitost problému byla dána hlavně sloučením tří různých systémů: mechanického, hydraulického a elektrického. Pracovní výkon stroje s novým druhem pohonu zůstává zachován," vysvětlil Josef Nevrlý z Odboru reverzního inženýrství a aditivních technologií, který je součástí Ústavu konstruování FSI VUT.
Díky náhradě vznětového motoru speciálním elektromotorem se podařilo snížit hladinu hluku až na 68 dB při minimální době provozu bagru až 7 hodin bez nutnosti nabíjení. Bagr dokáže zvednout břemeno až do hmotnosti dvou tun. Velký důraz byl kladen také na bezpečnost používání stroje, proto byl exkavátor doplněn kamerovým systémem Bosch Surround View.
Za vývojem stroje stála poptávka firem po stále ekologičtějším řešení zemních a stavebních strojů. V rámci konkurence se tak vývojáři snaží hledat nové cesty, mezi které patří například hybridní pohony. Tento bagr s kvalitativně novým pohonem tak najde využití nejen v uzavřených prostorách, chráněných areálech, ale také v nemocnicích, školách, jeslích nebo tzv. čistých provozech.
„Po předchozí spolupráci s firmou Bosch Rexroth, kdy jsme pracovali na tzv. rekuperaci pohybové energie, tedy jejího vyžití z brzdění těžkých vozidel k jejímu opětovnému rozjezdu, jsme se tentokrát vrhli tímto směrem. V bagru jsme museli vytvořit nový, úsporný systém řízení distribuce energie vzhledem k nutnosti koordinovat systém elektrický s hydraulickým. Elektrické akumulátory musely být vestavěny jen do původního rámu bagru,“ popsal některá úskalí Nevrlý.
Důležitým nástrojem při výzkumu bylo matematické modelování a počítačová simulace podstatných prvků a subsystémů bagru pro dosažení co nejefektivnější činnosti. Neméně důležitá byla měření na experimentálních stendech. V mechanické části došlo ke změně hlavně náhradou vznětového motoru za speciální třífázový synchronní elektromotor. K elektromotoru pak výzkumníci museli najít i vhodný hydrogenerátor s tlakovým regulátorem pro omezení maximálního tlaku oleje s ohledem na bezpečnost stroje. Důležitými součástmi nového systému jsou také nové speciální elektrohydraulické rozváděče a další elektronické prvky řízení.
Kromě již zmíněného Ústavu konstruování FSI se na vývoji podíleli také pracovníci z Ústavu automatizace a informatiky z téže fakulty a kolegové z Ústavu výkonové elektrotechniky a elektroniky FEKT.