Eltérő huzatok hőtechnikai vizsgálata és ülésfűtésre gyakorolt hatásuk numerikus szimulációs elemezése
Az ülésfűtés már régóta jelen van az autóiparban, gyártása egészen az 1960-as évekig nyúlik vissza. Mégis mindeddig inkább sorolták a luxuskiegészítők, mint az autók alapfelszereltség közé. Manapság azonban egyre gyakrabban megtalálható ez a kiegészítő a gépjárműveinkben, és az igény is megnőtt arra, hogy az alapfelszereltség része legyen. Ez magyarázható azzal, hogy az évek során az ülésfűtés előállítási költsége jelentősen csökkent, továbbá azzal is, hogy a gépjárművekkel szemben támasztott vevői, kényelmi igények jóval magasabbak lettek. Köthető továbbá az elektromos autók és e-mobilitás terjedéséhez, mivel a gépjárművek akkumulátorkapacitásának növekedésével egyre több elektromos energiaigényű komfort szolgáltatás valósítható meg a gépjárműveinkben is.
Ennek megfelelően az autóipar ezen igényét kielégítő, mostanra teljes mértékben csak ülésfűtésre specializálódott külső beszállító cégek jöttek létre hazánkban is. Az egykor egyszerű felépítésű, és technológiájú fűtés pedig egy összetett, szabványok által szabályozott, bonyolult termékké vált. Ennek az összetettebb fűtésnek a tervezését tovább nehezíti a mai ülések sokszínűsége, mivel minden ülésformára, illetve minden üléshuzatra más és más kialakítású fűtésre van szükség. A numerikus módszerek megkönnyíthetik a tervezési folyamatokat, azonban jól láthatóan ezen a területen még nem elterjedt hazánkban a szimulációk alkalmazása. Az anyagtulajdonságok pontos megismerésével, valamint numerikus módszerek tervezéstámogató alkalmazásával azonban a fejlesztési folyamat egyszerűsíthető, jó visszajelzést ad a tervezőmérnököknek. Ennek a gyakorlatba helyezését hivatott bemutatni a kutatás.
A dolgozatomat szakirodalomkutatással és a talált szakcikkek kiértékelésével kezdtem. Összegyűjtöttem a nemzetközi szakirodalomban fellelhető kutatásokat a hővezetési tényező mérésének módszereiről. Kigyűjtöttem az autóüléseknél használt huzatok fellelhető anyagspecifikációit, illetve az alkalmazható numerikus módszerek leírásait. Ezek segítségével három féle különböző mérési módszert állítottam fel peremvédett segédfűtőlapos hővezetésitényezőmérő-berendezés, tranziens vonalforrás és módosított tranziens síkforrás módszer alkalmazásával, melyek végrehajtása után megkaptam az adott huzatmintára jellemző hőtechnikai anyagtulajdonságokat. A méréseket három különböző, de azonos prémium autógyártótól származó üléshuzaton, valamint habszivacs betéten végzetem el. A kapott teljesítmény adatok segítségével 1D instacioner hővezetési numerikus modellt készítettem az ülésről. A numerikus szimulációt a véges térfogat módszer elvén alapuló explicit Euler módszerrel fejeztem ki. Az 1D-s modell segítségével megvizsgáltam az ülés felületén kialakuló hőmérsékletet különböző huzatok esetében. A modelleken beállított hőforrás (fűtés) paramétereit úgy korrigáltam, hogy elérjem a kívánt hatást, azaz az előírt felületi hőmérsékletet. Az eltérő mintákra kapott eredményeket összehasonlítottam és levontam a következtetéseket.
A dolgozat célja egy olyan, autóiparban alkalmazható hőtechnikai mérési eljárás, valamint működő 1D numerikus modell létrehozása, amely elégséges mértékben közelíti a valóságot és mellyel az üléshuzatok összehasonlíthatóak, a köztük lévő különbség nagyságrendje megállapítható. A különbség nagyságrendje szerint pedig eldönthető, hogy a tervezés során hogyan kell figyelembe vennie a tervezőnek az ülésre kerülő huzat típusát. Ezenkívül a modell célja még, hogy különböző huzatok esetén meghatározható legyen a szükséges teljesítmény a felületi hőmérséklet függvényében.
