Томсой V; Нескінченність Гонки

Загальні

Потужність: 63 кВт/85 к.с., макс. 13 900 об/хв
Крутний момент: 59 Нм
Вага: 209 кг
Прискорення 0-100 км/год: 3,9 с

Силова установка

шасі

Електроніка та інформація

Сталевий трубчастий космічний каркас
Корпус з армованого вуглецевим волокном пластику, процес інфільтрації

Для TOMSOI V, нашого гоночного автомобіля цього року, ми також використали сталеву трубчасту космічну раму для шасі, з якою ми вже мали чудовий досвід роботи з попередніми автомобілями. Цього року особливу увагу було приділено співвідношенню жорсткості та ваги шасі. Метою було зробити каркас якомога легшим, не надто обмежуючи жорсткість каркаса. Результатом такого підходу є дуже низька вага рами 29 кг з чудовою жорсткістю рами 1930 Нм/градус.

При проектуванні шасі на початку було прийнято рішення використовувати дюймові труби, щоб мати можливість значно зменшити вагу. Поперечні перерізи цих труб точно відповідають мінімальним розмірам, зазначеним у нормативних документах, тому лише цей захід дозволив досягти зменшення ваги приблизно на 7%. Ретельно вивчивши нормативні акти, ми ще краще озвучили межі встановлених каркасних конструкцій. Б. опори двох рулонів були набагато компактнішими. За допомогою цих заходів ми досягли подальшої економії ваги, а це означає, що загальне зменшення ваги рами становить приблизно 12% при приблизно однаковій жорсткості. Подальшими особливостями цьогорічного шасі є педальна коробка, вбудована в конструкцію рами, та знімні задні кріплення двигуна, за допомогою яких двигун можна встановити без особливих зусиль.

Завдяки досвіду, накопиченому із зварювальним столом 3D з минулого року, цього разу можна було спроектувати ще більш детальні датчики каркаса, щоб ще краще використовувати потенціал столу. Разом із оновленим використанням сталевих трубок, спеціально зігнутих та вирізаних за розмірами за допомогою виробництва з ЧПУ та інших датчиків рам для кріплень окремих компонентів шасі, ми надзвичайно підвищили точність виготовлення. Крім того, особлива увага приділялася власникам різних електричних або механічних компонентів на етапі проектування, щоб мати можливість підготувати їх до виробництва і, таким чином, значно спростити виготовлення каркаса.

Цього року жорсткість жорсткості трубчастого простору каркаса була оптимізована за допомогою великих розрахунків методом скінченних елементів. Метод балки знову виявився ідеальним способом визначення жорсткості, оскільки час розрахунку надзвичайно короткий, і можна моделювати велику кількість різних конфігурацій. Для того, щоб ще краще представити потік потужності в шасі, у імітаційну модель було включено ціле шасі. Таким чином, можна досягти крутильної жорсткості 1930 Нм/градус.

управління передачею uC з інтерфейсом CAN
РК-панель приладів
Реєстратор даних Bosch Motorsport C50
868MHz SRD діапазон телеметрії

На етапі планування TOMSOI V цього сезону ми надавали особливого значення надійному та безпечному кабелюванню. Модулюючи кабельний джгут, увагу було приділено простоті обслуговування.

Як зазвичай у автоспорті, у виробництві кабельних джгутів використовуються лише високоефективні матеріали з аерокосмічного сектору. Кабелі Spec55, термоусадочні трубки DR-25 та штекери для автоспорту відповідають вимогам, щоб забезпечити безпомилкову передачу сигналу та джерело живлення навіть за високих температур та контакту з хімічними речовинами, такими як паливо або гальмівна рідина. Короткі прокладки кабелю та найменші поперечні перерізи кабелів утримують загальну вагу на дуже низькому рівні.

Вперше механічні реле були замінені ланцюгом MOSFET. За допомогою мікроконтролерів (ATMEL AT90CAN128) також вперше вдалося відстежувати струми окремих споживачів, таких як блок управління, паливний насос, запалювання та вентилятор, під напругою. Через додаткові світлодіоди на ланцюзі майбутні проблеми, такі як надмірне споживання енергії, можуть бути розпізнані на початку. Ці світлодіоди також використовувались для перевірки функціональності.

Цього року ми обмежилися 3-рядковим дисплеєм, який був інтегрований у кермо. Спеціально виготовлене світло перемикання передач було підключено через шину I2C. Крім того, це було розширено за допомогою 7-сегментного дисплея для індикатора передач. Яскравість дисплея та світло перемикання можна змінити за допомогою кнопки.

Модулі для телеметрії та управління передачею в реальному часі були переглянуті з метою мінімізації необхідного простору.

Нещодавно розроблений інтерфейс телеметрії для ноутбука значно полегшив моніторинг автомобіля та зробив доступним великий обсяг даних про транспортний засіб.

Цього року також використовувався реєстратор даних останнього покоління від Bosch Motorsport з двома вільно програмованими інтерфейсами CAN та 6 аналоговими входами.

З метою розширення реєстрації даних у транспортному засобі також були встановлені численні датчики, такі як датчики ходу підвіски, датчики тиску гальма, датчик спуску коліщатка та датчик кута повороту.

Через відсутність ABS ми також змогли заощадити 300 г на акумуляторі. Ємність акумулятора зменшена з 6,9 А до 4,6 А. Знову було використано акумулятор LIFEPO4. Це було обрано через високу щільність енергії.

Подвійні трикутні ричаги неоднакової довжини з алюмінію-ХФРП
Гібридне будівництво
Пенске натиснув на передню і задню частину штовхачів
Амортизатор пружинний
Колісна база: 1550 мм
Ширина колії: спереду/ззаду 1200/1150
Гальма: 4 поршня спереду, 2 поршня ззаду

Поняття та кінематика

У цьому сезоні шасі нашого TOMSOI V знову складається з перевірених і перевірених подвійних трикутних осей ричагів. Колісна база становить 1550 мм, а ширина колії 1200/1150 мм і була взята з нашого останнього автомобіля TOMSOI IV.

Важливою метою було зниження центру ваги автомобіля. Серед іншого було змінено положення амортизаторів, а двигун був розміщений нижче в транспортному засобі. Пружини на задній вісі приводяться в дію притискними тягами та прикріплюються до нижньої опори двигуна. Амортизатори на передній осі розташовані збоку і продовжують управлятися за встановленою технологією стиснення штока.

В результаті нижнього двигуна була переглянута кінематика шасі. Центри крену опущені на обидві осі, що означає, що можна досягти більшого виграшу при падінні під час стиснення. Більші значення розвалу дозволяють гоночному автомобілю значно швидше їхати на поворотах на іподромах, що, однак, спричиняє незначні втрати в прискоренні та гальмівному потенціалі.

будівництво

Цього сезону шасі нашого TOMSOI V знову складається з перевірених і перевірених подвійних трикутних осей поперечних ричагів. Колісна база становить 1550 мм, а ширина колії 1200/1150 мм і була взята з нашого останнього автомобіля TOMSOI IV.

В результаті нижнього двигуна була переглянута кінематика шасі. Центри крену опущені на обидві осі, що означає, що під час стиснення було досягнуто більший коефіцієнт вигину. Більші значення розвалин дозволяють гоночному автомобілю значно швидше їхати на поворотах на іподромах, що, однак, спричиняє незначні втрати прискорення та гальмівного потенціалу.

Як і в попередні роки, побудова нашого тіла починалася з основних міркувань щодо того, наскільки воно повинно змінюватися в окремих його елементах порівняно з попереднім роком.

Оскільки наша основна концепція TOMSOI V - це гоночний автомобіль для чистого задоволення від їзди, який має лише найважливіші вузли, ми також застосували цю концепцію до кузова. З цієї причини дизайн нашого п'ятого гоночного автомобіля був значно зменшений.

Для дизайну нашого тіла ми використовували, як і раніше, програму для комп’ютерної графіки та анімації у форматі 3D, за допомогою якої після вставки рами та інших елементів, що визначають дизайн, ми могли адаптувати зовнішню обшивку відповідно до форми.

Наше тіло вже не мало звичного, симетричного вигляду. Два бокові капсули були опущені на користь лише невеликого, спеціально пристосованого повітропроводу для охолодження, а глушник вихлопної системи отримав лише кришку для захисту від контакту. Форма капота була збережена, як і попереднього року, лише аеродинамічна форма була дещо виразнішою, а форма передньої частини була відповідно адаптована через стандартну коробку для збоїв, яку використовували цього року. Крім того, все тіло стало коротшим і закінчується приблизно на рівні основного обруча, щоб запобігти проблемам із нагріванням двигуна через непотрібні перешкоди.

Оскільки аеродинаміка зараз стає все більш важливою у Formula Student, ми розробили задній дифузор, який був виготовлений з двох частин для цілей випробувань. Передня частина, яка міцно закріплена на транспортному засобі для захисту водія і поширюється на основний обруч, а задня частина - з характерним дифузором, який за бажанням може кріпитися до передньої частини нижньої частини кузова та рами.

Зрештою, тіло складається з шести елементів:

дві бічні фланги, капот, охолоджуючий канал і двоскладовий днище з дифузором.

У виробництві кузова ми цього року знову отримали активну підтримку від компанії Kessler Modellbau з Меммінгена, яка виготовила для нас форми для ламінування.

Щоб отримати максимально легке тіло, ми свідомо використовували процес інфільтрації для всіх елементів і виготовляли їх у двошаровій структурі. Ці два шари складаються із звичайної вуглецевої тканини як внутрішнього структурного шару та оксионової тканини з грубими забрудненнями як видимого шару, що вступає у свої права завдяки високоякісним лакофарбовим покриттям лакофарбового цеху Keller Profi-Lack GmbH.

Підстилка TOMSOI V виконана в сендвіч-конструкції, яка за допомогою арамідного стільника як основного матеріалу є дуже жорсткою і в той же час дуже легкою за своїми розмірами.

Yamaha R6 DOHC рядний чотирициліндровий RJ09
Робочий об’єм: 600 куб
Управління двигуном: Bosch MS 4 Sport
Ланцюговий привід
Диференціал з обмеженим ковзанням Drexler
Електропневматична трансмісія (4-ступінчаста)

Для TOMSOI V був використаний випробуваний двигун Yamaha R6 Rj-05, який був розроблений для надзвичайно високих вимог завдяки своєму походженню від чистокровного супер спортивного автомобіля. Порівняно висока компресія, опір високій швидкості та теплова здатність відіграють тут головну роль.

Цього року ми зосередились на тому, щоб зробити двигун більш стабільним, керованим та економічним. Опрацьовувались старі "будівельні майданчики" та втілювались нові ідеї.

Оскільки ми повинні дозволити 600 куб. См, завдяки нормам Formula Student, дихати крізь тонкий Airrestrictor з перерізом 20 мм, ми змушені робити значні зміни у зонах впуску та вихлопу. Завдяки різноманітним проектам та дипломним роботам у цій галузі, ми змогли отримати великий досвід роботи з нашим двигуном за останні роки. Існує власне складне моделювання, яке може визначити довжину впускного тракту та вихлопної системи. Тож цього року колектор та глушник були пристосовані до цього моделювання. Важливо було продовжувати досвід спрощеного виробництва із гнутими, тонкостінними трубками з ЧПУ.

Навпаки, конструкція всмоктувальної сторони була повністю змінена. Для спрощеного виробництва був використаний дросельний клапан від AT-Power, що вже є звичною практикою у кількох командах Formula Student. Кузов повітряної коробки було змінено таким чином, щоб центр ваги автомобіля міг опуститись, повернувши напрямок всмоктування вниз. Довжини впускного колектора були обрані таким чином, щоб можна було досягти гідної потужності в 85 к.с., але також доступний багатий крутний момент у нижчому діапазоні швидкостей. CFD Airbox був змодельований з метою оптимізації різного ступеня заповнення балонів, і з огляду на це було побудовано напрямне ребро. Слід зазначити, що потрібно було обрати новий виробничий процес. Верхня частина з дифузором, а нижня - з трубами всмоктувальних труб і всмоктувальними трубками тепер виготовлені з спеченого лазером пластику.

Іншим будівельним майданчиком була проблема з індуктивним датчиком колінчастого валу, який час від часу дозволяв двигуну виходити і, отже, недостатньо підключався або навіть не запускався. Тож ми перейшли з індуктивних на датчики Холла. Для цього потрібно було розробити нове колесо датчика та корпус.

Все це було узгоджено на власному випробувальному стенді університету навесні. Ми виміряли витрату палива форсунок Yamaha і завершили розрахунок палива в блоці управління. Застосовуючи двигун, ми надавали великого значення подальшій керованості, тобто крива крутного моменту була випрямлена. Однак ми не втрачаємо з виду довговічність та споживання. Були використані ранні, але безпечні часи займання та максимально можливі, але зручні для двигуна значення лямбда-сигналу.

Щоб не забувати динамічні аспекти, була встановлена спеціально розроблена друга передача, щоб перебратися через великий крутний момент у фазі прискорення. Щоб двигун завжди залишався добре змащеним, а дані за останні кілька років чітко показали, що це траплялося не завжди, мокрий картер знову змінили. Оскільки двигун був нахилений трохи назад, масляний піддон може бути розроблений для оптимізації виробництва. Оригінальна масляна трубка була оптимізована для того, щоб забезпечити достатній буфер для постачання нафти. Крім того, перегородки були переставлені.