Проект ÉTS Formula SAE переробляє мені двигун - керівництво автомобілем
Стаття написана студентами ÉTS
У нашій попередній статті ми розповіли вам про масштаб нашого проекту Formula SAE: управління, структура проектування, виготовлення, складання та тестування підрозділів гоночного прототипу.
Сьогодні ми переробляємо двигун.
Цього року команда вирішила створити власний блок двигунів. Чому? Продовжувати полегшувати наш гоночний автомобіль. Ми хочемо мати можливість помістити двигун із більшим робочим об’ємом у нашу меншу раму без шкоди загальній вазі. Минулого року шасі було розроблено на основі дуже маленького двигуна для картингу, Swissauto об'ємом 250 куб. Цього року ми робимо навпаки. Ми зберегли наше шасі, але ми додали двигун Yamaha WR450 об'ємом 449 куб. См, більш ефективний ... але більший. Тому наше завдання - розробити для нього невеликий засіб для схуднення.
Дієта для схуднення, краща дієта
Для досягнення нашої мети легкості нам потрібно було зробити дві речі: спростити конструкцію силової установки та зменшити вагу двигуна. Ми почали з того, що зняли коробку передач та вал вторинного балансу.
У переробці блоку двигуна також задіяні інші відділи команди, серед іншого, інтеграція кронштейнів диференціалів, встановлених безпосередньо на блоці. Таким чином, наша система передачі енергії є більш жорсткою та легшою. Ще одна перевага? Менша схильність до поломок. Усі ці ідеї допомогли зробити двигун Yamaha вдвічі компактнішим, ніж його стандартна версія.
Знову, ти знаєш?
Оскільки трансмісія зникла з дизайну, автомобіль пов’язаний з меншою гнучкістю передавальних відношень, що вимагає більшого крутного моменту при низьких оборотах і достатньої потужності при високих обертах, щоб добре покрити діапазон швидкостей автомобіля. Щоб виправити ситуацію, двигун перезавантажився (збільште діаметр циліндрів) до 480 куб.см, що при моделюванні принесло багато виграшу на низькій швидкості. Крім того, ми переробили наш двигун на суміш етанолу та бензину (E85), що забезпечує переваги більш високого октану та більш випаровуваного охолодження.
На початку року було проведено багато моделювальних робіт, щоб повністю зрозуміти поведінку двигуна. Кілька параметрів були перевірені завдяки цьому моделюванню. Потім ці самі параметри перевіряли у приміщенні динамометра. Імітація економить багато часу на випробування в приміщенні для калібрування, що спрощує роботу моторного відділу. Чим точніше математична модель, тим більше ми можемо покладатися на результати для прийняття правильних рішень щодо параметрів двигуна.
Solaxis та його швидкі прототипи
Поки моторний відділ калібрував WR480 на динамометрі, наш партнер Solaxis готував першу версію нашого замовленого блоку двигуна. Вже кілька років Solaxis пропонує нам різні рішення для виготовлення шляхом додавання матеріалу (швидке створення прототипів) різних деталей. Цього року наш постачальник створив прототипну версію блоку двигунів. Це шліфування пластику дозволило виявити кілька проблем зі складанням та виправити їх ще до того, як ми зробили першу справжню деталь. Завдяки їм нам не доведеться витрачати години на обробку блоку, який працює не ідеально.
Виготовлення блоку двигуна - це тривалий і нудливий процес машинного програмування з використанням програмного забезпечення САПР і САМ. Програмування кожної частини, що триває в блоці, слід виконати, перш ніж ви зможете почати виготовляти ціле. Тоді справа йде трохи швидше. Кожна деталь обробляється окремо, часто потрібні кілька вузлів на одній машині. У цих ситуаціях дуже корисні 5-осьові обробні верстати. Кілька годин, проведених на цих машинах, і ми приходимо до блоку, щоб зібрати.
Потрібні казкові пальці
Остаточне складання вимагає великої уваги та ретельності. Проста помилка затягування або регулювання може коштувати нам повного двигуна та дорогоцінного часу. Чим більше часу у нас буде для тестування, тим краще ми виступимо в змаганнях.
Після того, як двигун зібраний і готовий до роботи, ви можете пишатися досягнутим. Наша нова дитина важить 54 фунтів і 13 дюймів у довжину прикладу. Команда зробила версію на 25% легшою за серійну та вдвічі компактнішою. Наші вимоги до ваги та об’єму задовольняються.
Команда дуже пишається результатом. Ще один крок, який наближає нас до нашої кінцевої мети: добре виступати в змаганнях. Перш ніж ми зможемо піднімати трофеї, нас чекає багато часу на тестування, налагодження та обслуговування. Наступного тижня ми представляємо вам наш гоночний автомобіль.