Tomsoi V; Infinity Racing

General

Putere: 63 kW/85 PS, max. 13.900 rpm
Cuplu: 59 Nm
Greutate: 209 kg
Accelerație 0 - 100 km/h: 3,9 s

Powertrain

tren de aterizare

şasiu

Electronică și informații

Cadru spațial tubular din oțel
Corp din plastic armat cu fibră de carbon, proces de infiltrare

Cu TOMSOI V, mașina noastră de curse din acest an, am folosit și un cadru spațial din oțel pentru șasiu, cu care am avut deja o experiență excelentă cu vehiculele anterioare. Anul acesta, sa acordat o atenție specială raportului rigiditate/greutate al șasiului. Scopul a fost de a face cadrul cât mai ușor posibil fără a compromite prea mult din punct de vedere al rigidității cadrului. Rezultatul acestei abordări este o greutate foarte mică a cadrului de 29 kg, cu o rigiditate excelentă a cadrului de 1930 Nm/grad.

La proiectarea șasiului, s-a luat de la început decizia de a folosi tuburi de dimensiuni inch, pentru a putea reduce greutatea în mod semnificativ. Secțiunile transversale ale acestor țevi corespund exact dimensiunilor minime specificate în reglementări, astfel încât această măsură a făcut posibilă reducerea greutății de aproximativ 7%. Studiind cu atenție reglementările, am explorat și mai bine limitele structurilor cadru prescrise. B. suporturile celor două bare de rulare erau mult mai compacte. Cu aceste măsuri, am realizat economii suplimentare de greutate, ceea ce înseamnă că reducerea totală a greutății cadrului este de 12% cu aproximativ aceeași rigiditate. Alte elemente esențiale ale șasiului din acest an sunt cutia de pedale încorporată în structura cadrului și suporturile detașabile ale motorului din spate, cu care este posibil să montați motorul cu puțin efort.

Datorită experienței dobândite cu o masă de sudură 3D de anul trecut, ar putea fi proiectate de data aceasta și mai multe detalii de cadru pentru a putea utiliza potențialul mesei și mai bine. Împreună cu utilizarea reînnoită a tuburilor de oțel special îndoite și tăiate la dimensiuni prin intermediul producției CNC și a altor calibre de cadru pentru monturile componentelor individuale ale șasiului, am crescut enorm precizia producției. În plus, o atenție deosebită a fost acordată deținătorilor diferitelor componente electrice sau mecanice în faza de proiectare pentru a le putea pregăti înainte de producție și astfel pentru a simplifica semnificativ producția cadrului.

Și în acest an, rigiditatea la torsiune a cadrului spațial tubular a fost optimizată prin calcule ample folosind metoda elementelor finite. Metoda fasciculului sa dovedit din nou că este modalitatea perfectă de a determina rigiditatea, deoarece timpii de calcul sunt extrem de scurți și pot fi simulate un număr mare de configurații diferite. Pentru a putea reprezenta și mai bine fluxul de putere din șasiu, șasiul complet a fost inclus în modelul de simulare. Astfel s-ar putea realiza o rigiditate la torsiune de 1930 Nm/grad.

Control transmisie uC cu interfață CAN
Tablou de bord LCD
Jurnal de date Bosch Motorsport C50
Telemetrie de bandă SRD de 868 MHz

În faza de planificare a TOMSOI V în acest sezon, am acordat o importanță deosebită cablării sigure și sigure. Modularizând cablajul, s-a acordat atenție ușurinței de întreținere.

Așa cum se obișnuiește în sportul cu motor, numai materialele performante din sectorul aerospațial sunt utilizate în producția de cabluri. Cablurile Spec55, tuburile termocontractabile DR-25 și mufele pentru motorsport îndeplinesc cerințele pentru a asigura transmisia semnalului fără erori și alimentarea cu energie electrică chiar și la temperaturi ridicate și contactul cu substanțe chimice precum combustibilul sau lichidul de frână. Cursurile scurte de cabluri și cele mai mici secțiuni transversale ale cablului mențin greutatea totală la un nivel foarte scăzut.

Pentru prima dată, releele mecanice au fost înlocuite de un circuit MOSFET. Prin utilizarea microcontrolerelor (ATMEL AT90CAN128) a fost posibilă, de asemenea, pentru prima dată să monitorizeze curenții consumatorilor individuali, cum ar fi unitatea de comandă, pompa de combustibil, aprinderea și ventilatorul. Datorită LED-urilor suplimentare pe circuit, problemele viitoare - cum ar fi consum prea mare de energie - recunoscut devreme. Aceste LED-uri au fost, de asemenea, utilizate pentru a verifica funcționalitatea.

Anul acesta ne-am limitat la un afișaj cu 3 linii care a fost integrat în volan. Lampa de schimbare special concepută a fost conectată printr-un autobuz I2C. În plus, acest lucru a fost extins cu un afișaj pe 7 segmente pentru indicatorul de viteză. Luminozitatea afișajului și a luminii de schimbare pot fi modificate printr-un buton.

Modulele pentru telemetrie live și controlul transmisiei au fost revizuite pentru a minimiza spațiul necesar.

O interfață de telemetrie nou proiectată pentru laptop a făcut mult mai ușoară monitorizarea vehiculului și a pus la dispoziție o cantitate mare de date despre vehicul.

De asemenea, în acest an a venit un înregistrator de date de ultimă generație de la Bosch Motorsport, printre altele sunt utilizate două interfețe CAN programabile liber și 6 intrări analogice.

Pentru a extinde înregistrarea datelor, au fost instalați în vehicul numeroși senzori suplimentari, de ex. Senzori pentru cursa arcului, senzori de presiune a frânei, declanșator tur și senzor de unghi de direcție.

Din cauza lipsei de ABS, am reușit să economisim și 300g pe baterie. Capacitatea bateriei a fost redusă de la 6,9 Ah la 4,6 Ah. A fost folosită din nou o baterie LIFEPO4. Acest lucru a fost ales datorită densității sale ridicate de energie.

Oase dorite triunghiulare de lungime inegală în aluminiu-CFRP
Construcție hibridă
Penske apăsă fața și spatele peste tije
Unitatea de amortizare a arcului
Ampatament: 1550 mm
Lățimea căii: față/spate 1200/1150
Frâne: 4 pistoane în față, 2 pistoane în spate

Concept și cinematică

Șasiul TOMSOI V din nou în acest sezon constă din punți duble triunghiulare încercate și testate. Ampatamentul este de 1550 mm și lățimea șinelor 1200/1150 mm și au fost preluate de la ultima noastră mașină TOMSOI IV.

Un obiectiv important a fost scăderea centrului de greutate al vehiculului. Printre altele, poziția amortizoarelor a fost modificată, iar motorul a fost plasat mai jos în vehicul. Arcurile de pe puntea spate sunt acționate de tije de presiune și atașate la suportul inferior al motorului. Amortizoarele de pe puntea din față sunt poziționate lateral și continuă să fie controlate cu tehnologia stabilită a tijei de compresie.

Ca urmare a motorului inferior, cinematica șasiului a fost revizuită. Centrele de rulare sunt coborâte pe ambele axe, ceea ce înseamnă că se poate obține un câștig mai mare în cădere în timpul comprimării. Valorile mai mari ale camberului permit vehiculului de curse să ia viteze de virare semnificativ mai mari pe piste de curse, ceea ce provoacă însă pierderi minore în accelerație și potențial de frânare.

constructie

În acest sezon, șasiul modelului TOMSOI V constă din nou din punți duble triunghiulare încercate și testate. Ampatamentul este de 1550 mm și lățimea șinelor 1200/1150 mm și au fost preluate de la ultima noastră mașină TOMSOI IV.

Ca urmare a motorului inferior, cinematica șasiului a fost revizuită. Centrele de rulare sunt coborâte pe ambele axe, ceea ce înseamnă că se poate obține un câștig mai mare în cădere în timpul comprimării. Valorile mai mari ale camberului permit vehiculului de curse să ia viteze de virare semnificativ mai mari pe piste, ceea ce, totuși, provoacă pierderi minore în accelerație și potențial de frânare.

La fel ca în anii precedenți, construcția corpului nostru a început cu considerațiile de bază cu privire la cât de mult ar trebui modificat acest lucru în elementele sale individuale în comparație cu anul precedent.

Deoarece conceptul nostru de bază pentru TOMSOI V este un vehicul de curse pentru o plăcere de conducere pură, care are doar cele mai importante ansambluri, am aplicat acest concept și caroseriei. Din acest motiv, designul celei de-a cincea mașini de curse a fost redus foarte mult.

Pentru proiectarea corpului nostru, am folosit, ca și până acum, un program de animație și grafică pe computer 3D cu care, după introducerea cadrului și a altor ansambluri de definire a designului, am putea adapta pielea exterioară într-un mod adecvat.

Corpul nostru nu mai avea aspectul obișnuit, simetric. Cele două capsule laterale au fost omise în favoarea unei conducte de răcire mici, special adaptate, iar toba de eșapament a sistemului de evacuare a primit doar un capac pentru a proteja împotriva contactului. Forma hotei a fost păstrată similar cu anul precedent, doar forma aerodinamică a fost puțin mai distinctivă, iar forma părții frontale a fost adaptată în consecință datorită cutiei standard de impact utilizate în acest an. În plus, întregul corp a devenit mai scurt și se termină aproximativ la nivelul cercului principal pentru a preveni problemele de căldură din motor din cauza obstrucțiilor inutile.

Întrucât aerodinamica devine din ce în ce mai importantă în Formula Student, am proiectat un difuzor de caroserie care a fost realizat în două părți pentru testare. O parte din față, care este fixată ferm de vehicul pentru a proteja șoferul și se extinde la cercul principal, iar partea din spate cu difuzorul distinctiv, care poate fi atașat opțional la partea din față a caroseriei și cadrului.

În cele din urmă, corpul este format din șase elemente:

cele două flancuri laterale, o capotă, conducta de răcire și caroseria din două părți cu difuzor.

În producția caroseriei, am primit din nou sprijin activ anul acesta de la compania Kessler Modellbau din Memmingen, care a fabricat matrițele de laminare pentru noi.

Pentru a obține cel mai ușor corp posibil, am folosit în mod deliberat procesul de infiltrare pentru toate elementele și le-am fabricat într-o structură cu două straturi. Aceste două straturi sunt formate dintr-o țesătură normală de carbon ca strat structural interior și o țesătură Oxeon cu ochiuri grosiere ca strat vizibil, care își dă propriul seama datorită picturii de înaltă calitate a vopsitoriei Keller Profi-Lack GmbH.

Corpul TOMSOI V a fost implementat într-o construcție sandwich, care, cu ajutorul fagurii de aramidă ca material de bază, este foarte rigidă și totuși foarte ușoară pentru dimensiunea sa.

Yamaha R6 DOHC cu patru cilindri în linie RJ09
Deplasare: 600 cmc
Control motor: Bosch MS 4 Sport
Lant de distributie
Diferențial cu alunecare limitată multi-disc Drexler
Transmisie acționată electropneumatic (cu 4 trepte)

Motorul testat și testat Yamaha R6 Rj-05 a fost utilizat pentru TOMSOI V, care datorită originii sale într-o mașină sport super-rasă a fost dezvoltat pentru cerințe extrem de ridicate. Compresia relativ ridicată, rezistența la viteză mare și capacitatea de încărcare termică joacă un rol major aici.

Anul acesta ne-am concentrat pe a face motorul mai stabil, condus și mai economic. Vechile „șantiere de construcție” au fost tratate și idei noi implementate.

Din moment ce trebuie să respirăm 600ccm, datorită reglementărilor Formula Student, printr-un Airrestrictor subțire cu o secțiune transversală de 20 mm, suntem obligați să facem schimbări masive în zonele de admisie și evacuare. Datorită diferitelor teze de proiecte și diplome în acest domeniu, am putut câștiga multă experiență cu motorul nostru în ultimii ani. Există o simulare complexă care poate determina lungimile tractului de admisie și ale sistemului de evacuare. Astfel, anul acesta, colectorul și toba de eșapament au fost adaptate la această simulare. A fost important să continuăm experiența cu producția simplificată cu tuburi îndoite CNC, cu pereți foarte subțiri.

În schimb, designul părții de aspirație a fost complet schimbat. Pentru producția simplificată, a fost utilizată supapa de accelerație de la AT-Power, ceea ce este deja o practică obișnuită în mai multe echipe de Formula Student. Corpul cutiei de aer a fost schimbat astfel încât centrul de greutate al vehiculului să poată fi coborât prin rotirea direcției de aspirație în jos. Lungimile galeriei de admisie au fost alese astfel încât să se poată atinge o putere decentă de 85 CP, dar este disponibil și un cuplu bogat în gama de turații mai mică. Airbox CFD a fost simulat pentru a optimiza diferitele grade de umplere a cilindrilor și având în vedere acest lucru, a fost încorporată o nervură de ghidare. Trebuie menționat faptul că trebuia ales un nou proces de fabricație. Partea superioară cu difuzor și partea inferioară cu trompete și tuburi de aspirație sunt acum fabricate din plastic sinterizat cu laser.

Un alt șantier era problema cu senzorul inductiv al arborelui cotit, care din când în când lăsa motorul să iasă și astfel să nu se întoarcă suficient sau să nu pornească nici măcar. Așa că am trecut de la senzori inductivi la senzori Hall. Pentru aceasta a trebuit să fie proiectată o nouă roată de codificare și carcasă.

Toate acestea au fost coordonate pe banca de testare a motorului din universitate în primăvară. Am măsurat consumul injectoarelor Yamaha și am finalizat calculul combustibilului în unitatea de control. La aplicarea motorului, am acordat o mare importanță condusului ulterior, adică curba de cuplu a fost îndreptată. Cu toate acestea, nu am pierdut din vedere durabilitatea și consumul. S-au realizat timpi de aprindere timpurii, dar siguri și cele mai mari valori lambda posibile, dar prietenoase cu motorul.

Pentru a nu uita aspectele dinamice, a fost instalată o a doua treaptă special dezvoltată pentru a trece peste gaura mare a cuplului în faza de accelerație. Astfel, motorul rămâne întotdeauna bine lubrifiat și datele din ultimii ani au arătat clar că acest lucru nu s-a întâmplat întotdeauna, bazinul umed a fost schimbat din nou. Deoarece motorul a fost ușor înclinat înapoi, uleiul poate fi proiectat pentru a optimiza producția. Snorkelul original pentru ulei a fost optimizat pentru a putea garanta un tampon suficient pentru alimentarea cu ulei. Mai mult, deflectoarele au fost rearanjate.