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
