Technológia - ismertesse a holnapi Forma-1 mérnökeit
írta Sebastian Sattler
2013.03.26., 17:36
A holnapi Formula 1 mérnökei elmagyarázzák a Formula Student technológiát. Ma: a kormánykerék.
A TUfast kormánykerék a műszakilag és ergonómiailag legkifinomultabb kormánykerék a Formula Student-ben. 2009-ben a cél a jelenlegi kormánykerék újratervezése és a következő szezon számos szempontjának javítása volt. Nagy figyelmet fordítva a részletekre és a szükséges tökéletességre, az eredmény olyan jó volt, hogy a kormány eddig nem változott, és büszkén mutatják be újra és újra.
Mit kell tudni egy versenyautó kormányáról? A legfontosabb tulajdonság a biztonság. Mivel a kormánykerék továbbítja a vezető szándékát az útra, megbízhatóan kell működnie. Ezért mindenáron el kell kerülni a kormánymű meghibásodását. Ez a terület azt is jelenti, hogy a vezető látóterét semmilyen kormányzási helyzetben nem szabad akadályozni. Az ergonómia itt is nagyon fontos. A sofőrnek az útvonalra kell koncentrálnia. Ezért képesnek kell lennie arra, hogy egyszerűen és intuitív módon végezzen funkciókat a kormánykeréken, és az alaknak a lehető legkényelmesebb módon kell alkalmazkodnia a kezéhez.
Mivel a kormánykerék közelebbről tekinthető a kevés kivehető alkatrész egyikére, vizuálisan is nagyon komoly benyomást kell tennie. Ezenkívül a következő szempontok vannak: maximális élettartam, minimális költségek és súly. Gyakran konfliktusban állnak egymással. Végül természetesen a gyárthatóságról is gondoskodni kell.
Hogyan lehet tökéletes alakot kapni?
A kiindulópont a kormánykerék volt a 2008/2009-es szezonban. Először ezt elemezték és minden negatív pontot kidolgoztak. Ez mindenekelőtt a túlzott súlyt és a rossz ergonómiai tulajdonságokat tartalmazta. A TUFast egy könnyű, mégis stabil kormánykerék célját tűzte ki maga elé, amely kényelmesen a kézben fekszik és rögzített helyzetet biztosít az ujjak számára. Számos fejlesztési javaslatot állítottak össze és ellenőrizték azok megvalósíthatóságát. Első koncepcióként a vázlati papírról egy CAD modellre vitték át. A siker teszteléséhez a diákok elkészítették egy gyors prototípus modellt. A koncepció jónak bizonyult. A „jó” nem volt elég, ezért újra leültél és megismételted a folyamatot. Aztán a kitűzött célok végre megvalósultak és a tökéletes forma megtalálható.
Az új kormánykerék legfontosabb jellemzője a súlya. A kormánykerék minden gombjával, fedelével, kijelzőivel és váltókarjával együtt csak 235 g súlyú (Quicklock nélkül). Ennek ellenére a kiváló felépítésnek és a különleges rétegszerkezetnek köszönhetően ellenáll a verseny magas követelményeinek. Egy másik különlegesség: a billenőkapcsoló. Ezek folyamatos CFRP részből állnak, és csak 12 g tömegűek. A kormánykerék hátuljára vannak ragasztva, és csak akkor hajlanak meg, amikor a sebességváltó változik. Ha van egy bizonyos mértékű elhajlás, megnyomnak egy gombot a kormány hátulján, ami végül beindítja a sebességváltást.
A részletekre való figyelem a két fél (elülső és hátsó) közötti átmenetekben tapasztalható. A ragasztófelület miatt ott nem akadályozható meg egy kis egyenetlenség, de okos átfedéses irányzattal szinte észrevehetetlenné tehető. A vezető keze vagy ujjai három területen nyugszanak. Általában a ragasztófelület első fele a hátsó fele fölött van. Mivel azonban a vezető ujjai hátulról előre mozognak az 1. pontban, az első fele a hátsó fele alatt van. Annak megakadályozása érdekében, hogy keze megcsúszjon a kormánykeréken, mindkét oldalán két dudor van az ujjak felett és alatt (2. pont).
A kormány elejére egy kis, 7 szegmenses kijelző került, amely megmutatja a vezetőnek, hogy melyik sebességfokozat van használatban. A kormánykerék 6 nyomógombbal és két görgővel rendelkezik. A hátoldalon nyomógombok találhatók a sebességváltáshoz. Az elülső rész sokféle funkcióval ellátott bepattintással rendelkezik:
AU: Automatikus sebességváltás (független váltás)
N: Semleges állásba hozza a sebességváltót
COM: Kommunikációs vezető - csapat
RENDBEN: Megerősítéséhez
Gombok: Váltás a fedélzeti számítógépen és a kipörgésgátló szabályozása
A lehető legkisebb súly elérése érdekében a leendő mérnökök úgy döntöttek, hogy CFRP-ből gyártják őket. Tehát a kormányt két részre kellett osztani, és mindegyikhez egy lamináló formát kellett levezetni. Ezeket az alakzatokat alumíniumból őrölték, majd simára csiszolták és előkészítették a laminálásra. A CFRP rétegei prepreg-ből állnak. A legkülső réteget a szemcsével 45 fokos szögben fektetjük a vízszintessel szemben, a következő rétegeket mindig 45 fokkal eltoljuk az előzőtől.
Az eleje és a hátulja itt is különbözik. Az elülső rész összesen három rétegből áll. A hátlap 3 milliméteres Rohacel maggal rendelkezik, amely mindkét oldalon három réteggel van zárva (tehát összesen hat). Mindkét fél esetében ugyanaz, hogy csak két réteg van azokon a területeken, ahol a kezek pihennek. Sütés után a két fél eltávolítható a formából. Vágják őket, és végső soron megkapják az elektronikát. Csak a végén ragasztják össze a két felet.
A nagyon jó tervezés és gyártás ellenére apró problémák merülhetnek fel: Az egy darabból álló váltókarok nagyobb ellenállást biztosítanak, mint a gombok, ha elhajlanak, ami azt jelenti, hogy nem alakul ki meghatározott nyomáspont, és így kevés visszajelzést küldenek a vezetőnek a váltási folyamatról. Mivel a különböző tudományágakban és a próbahajtásokban is sok váltást hajtanak végre, a billenőkapcsoló szerkezete elveszíti erejét. A megadott hajlítási ponton az egyes szálak hosszan tartó használat után elszakadnak, és végül nagyobb repedések keletkeznek.
A két fél összeragasztása előtt feltétlenül szükséges az elektronika gondos ellenőrzése. Miután ezeket összeállította, az elektronika csak egy része érhető el az elülső burkolat eltávolításával. A laminálással is vannak problémák: Különösen a hátsó négy kidudorodás miatt nehéz elegendő szálat és gyantát rögzíteni. Ez gyakran száraz területekhez vezet, amelyek vizuálisan és ergonómiailag elfogadhatatlanok.
Sok erőfeszítésre és időre van szükség egy ilyen magas igényű kormány gyártásához, különösen, ha CFRP-ből készül. Még akkor is, ha alumínium öntőformák már elérhetőek, és „csak” laminálni kell, az erőfeszítéseket nem szabad elhanyagolni. Az eredmény meglehetősen lenyűgöző. Ezenkívül bizonyos előnyök vonhatók le a verseny alacsony súlya és ergonomikus magas minősége miatt.
Új motorsport-alkalmazásod itt van:
ingyenes és még jobb - töltse le most!
Töltse le az iOS App Store-ból