Koncepce vozu - Rebels Racing

Koncepce vozu
Koncepce vozu
OBSAH DOKUMENTU
1 Úvod.........................................................................................................................................3
2 Základní technické údaje..............................................................................................................3
3 Koncepce vozu............................................................................................................................4
3.1 Podvozek ............................................................................................................................4
3.1.1 Rám.............................................................................................................................4
3.1.2 Zavěšení.......................................................................................................................4
3.1.3 Brzdy............................................................................................................................4
3.1.4 Ráfky...........................................................................................................................4
3.1.5 Pneumatiky...................................................................................................................4
3.1.6 Karoserie......................................................................................................................4
3.1.7 Kokpit...........................................................................................................................5
3.2 Pohon..................................................................................................................................5
3.2.1 Motor...........................................................................................................................5
3.2.2 Převodovka...................................................................................................................5
3.3 Spojka.................................................................................................................................5
3.3.1 Hnací ústrojí.................................................................................................................6
3.4 Elektronika & Mechatronika...................................................................................................6
4 Shrnutí ......................................................................................................................................6
5 Zdroje.........................................................................................................................................6
Rebels Racing Formula SAE/Student Team, 2008 ©
2/6
Koncepce vozu
1 Úvod
Základní koncepce vozu Rebels Racing R1
vychází z myšlenky využití jednoduchých,
osvědčených a spolehlivých technických
řešení, které již byly v minulosti úspěšně
v různých oblastech motorsportu aplikovány.
Vůz formulového typu s otevřeným kokpitem
a nezakrytými čtyřmi koly je konstruován
podle mezinárodních regulí Formule SAE [1].
Samotné technické předpisy pro tuto kategorii
jsou velmi otevřené. I zde však existuji určitá
omezení jako například: minimální rozvor
1525 mm, dva nezávislé brzdné okruhy brzdící
všechna čtyři kola nebo čtyřdobý motor
objemu do 610 cm3. Zvolená technická řešení
vozu Rebels Racing R1 jsou pak detailněji
uvedena v popisu jednotlivých konstrukčních
celků.
Obr.č. 1: Helsinki HPF07, zdroj fotografie:
www.metropolia-motorsport.fi
2 Základní technické údaje
Rámová konstrukce
Ocelový trubkový rám. Plechové a kompozitové nosné a výztužné panely.
Rozvor
1600 mm
Rozchod náprav (přední/zadní)
1230 / 1205 mm
Hmotnost vozu s jezdcem
300 kg
Rozdělení hmotnosti na nápravy
45 % / 55 %
(přední/zadní)
Max. rychlost
160 km/h
Zrychlení 0 – 100 km/h
3,9 s
Zavěšení
Lichoběžníková přední & zadní náprava (push rod systém), odpružení
vinutými pružinami s plynokapalinovými tlumiči pro každé kolo, zkrutný
stabilizátor na obou nápravách.
Kola
13´ disky z lehkych slitin, pneumatiky Hoosier - vpředu 20.5 x 6-13 R25A /
vzadu 20.5 x 7-13 R25A
Brzdy
Hydraulické kotoučové na všech kolech ø 220/190 mm (přední/zadní), 4pístkové třmeny vpředu, 2 pístkové vzadu.
Motor
Nepřeplňovaný motocyklový Honda 600RR (V4 600 cm3), upravené sací
a výfukové potrubí, povinný restriktor sání ø 20mm, modifikovaná
palivová soustava , systém mazání se suchou skříní.
Převodovka
Modifikovaná originální převodovka, počet rychlostních stupňů – 4,
sekundární převod řetězem.
Diferenciál
S omezenou svorností, pohon zadních kol.
Elektronika
Upravená motorová ECU, datalogging systém.
Mechatronika
Samostatná jednotka pro ovládání systému řazení(pneumatický aktuátor)
Rebels Racing Formula SAE/Student Team, 2008 ©
3/6
Koncepce vozu
3 Koncepce vozu
3.1 Podvozek
3.1.1 Rám
Rám svařený z ocelových trubek, nosné a výztužné
panely plechové a kompozitové. Toto řešení vychází z
konstrukční a technologické jednoduchosti, je rovněž
doporučováno konzultanty Formule SAE pro první vůz.
Součástí rámu jsou předepsané ochranné oblouky,
podpěry a výztuhy z 25 mm trubek. Minimální pravidly
povolený obsah uhlíku v oceli je 0,1%.
Obr.č. 2: Rám UWRacing 06, zdroj
fotografie: www.uwracing.com
3.1.2 3.1.2 Zavěšení
Lichoběžníková přední i zadní náprava
(push rod systém) je odpružena vinutými
pružinami s plynokapalinovými tlumiči
na každém
kole
a
zkrutným
stabilizátorem na obou nápravách. Spolu
s uchycením kol k náboji pomocí
4 závrtných šroubů je tento komplet
standardním
konstrukčním
řešením
většiny
konkurenčních
vozů,
což potvrzuje i jeho dlouholetá historie
ve Formuli SAE.
3.1.3 Brzdy
Hydraulické kotoučové brzdy na všech kolech
o rozměru ø220 mm + 4-pístkové třmeny vpředu
a ø190 mm rotory + 2-pístkové třmeny vzadu byly
zvoleny zejména s ohledem na nízkou hmotnost
a požadovaný brzdný moment.
3.1.4 Ráfky
Použití 13´ disků z lehkých slitin je standardní
provedení většiny konkurenčních vozů a nejlépe
vyhovuje odlišným charakterům jednotlivých disciplin.
3.1.5 Pneumatiky
Pneumatiky značky Hoosier jsou ve Formuli SAE velmi rozšířené především s ohledem na dostupnost
relevantních technických údajů nutných k vývoji vozu. Volba rozměrů 20.5 x 6-13 R25A vpředu
a 20.5 x 7-13 R25A vzadu pak vychází z osvědčených řešení při aplikacích těchto pneumatik.
3.1.6 Karoserie
Materiál karoserie tvoří kombinace kompozitu, hliníkového plechu, makrolonu a plátna. Obsahuje
Rebels Racing Formula SAE/Student Team, 2008 ©
4/6
Koncepce vozu
aerodynamické prvky se zaměřením na zvýšení účinnosti sání a chlazení. Protože však nízká provozní
rychlost nevyžaduje sofistikovanější a obsáhlejší řešení aerodynamiky, nebude této oblasti věnována
výraznější pozornost. Příď vozu obsahuje povinný absorbér nárazu z hliníkové voštiny, jehož otestováni
podléhá pravidlům Formule SAE.
3.1.7 Kokpit
V kokpitu se nachází veškeré ovládací prvky,
volant s multifunkčním displejem a kontrolními
diodami nahrazujícími otáčkoměr, karbonová
(resp.laminátová) sedačka tak, jak je běžné
u závodních vozů. Řazení je ovládané pomocí
pádel na volantu (fly-by-wire) společně s ruční
spojkou pod volantem určenou pro rozjezd.
Z tohoto řešení vyplývá i použití lehčí 2–pedálové
soustavy. Cely systém tak urychluje a pilotovi
usnadňuje řazení.
3.2 Pohon
3.2.1 Motor
Nepřeplňovaný
motocyklový
čtyřválec 600 cm3 (Honda CBR600
RR)
s
upraveným
sacím
a výfukovým potrubím, povinný
restriktor
sání
ø20
mm,
modifikovaná palivová soustava,
systém mazání s modifikovanou
(suchou) skříní. Samostatná vodní
chladící soustava bez chlazení
oleje a paliva a s náporovými
chladiči.
3.2.2 Převodovka
Modifikovaná originální motocyklová převodovka
s omezením počtu rychlostních stupňů na 4.
Důvodem jsou jednak nízké maximální rychlosti
na závodních tratích a zároveň úspory rotačních
setrvačných hmot.
Řazení
mechatronické
(pneumatický aktuátor, pádla pod volantem)
pro zkrácení
řadícího
času
a
usnadnění
ovládatelnosti vozu.
3.3 Spojka
Poloautomatická nebo antihoppingová spojka pro usnadnění řazení bez vypínání spojky resp. stabilizaci
vozu při řazení na nižší rychlostní stupně.
Rebels Racing Formula SAE/Student Team, 2008 ©
5/6
Koncepce vozu
3.3.1 Hnací ústrojí
Sekundární převod je řetězový. Diferenciál s omezenou
svorností pro zvýšení trakčních schopností vozu. Pohon
zadních kol prostřednictvím upravených hnacích hřídelů
ze sériového vozu.
3.4 Elektronika & Mechatronika
Obr.č. 3: Diferenciál Torsen, zdroj
fotografie: www.torsen.com
Upravená motorová ECU. Systém sběru dat (datalogging
systém) k monitorování všech důležitých provozních funkcí
vozu. Variantou je rovněž systém trakční kontroly.
Samostatná řídicí jednotka pro pneumatické řazení.
4 Shrnutí
Rebels Racing R1 je vozem navrhnutým dle pravidel Formule SAE s požadavkem konstrukční
jednoduchosti, využíváním sériových dílů a zároveň výkonové konkurenceschopnosti vůči ostatním
vozům startovního pole. Primárním cílem konstrukce je minimální hmotnost vozidla, která však musí být
v rovnováze se spolehlivostí. Tyto základní cíle byly vytyčeny v jeho koncepci a jsou dále sledovány při
jeho konstrukci.
5 Zdroje
[1] Pravila Formula SAE 2009
http://students.sae.org/competitions/formulaseries/rules/2009fsaerules.pdf
Pozn. Fotografie bez označení byly pořízeny týmem při návštěvě Formula Student Germany 2008 na
Hockenheimu.
Rebels Racing Formula SAE/Student Team, 2008 ©
6/6