Formula student na - Formula Student VŠB-TU Ostrava

Technika
Engineering
» Formula student na
Vysoké škole báňské-Technické
univerzitě Ostrava
Formula Student at VSB-Technical University of
Ostrava
Vysoká škola báňská-Technická univerzita Ostrava
od jara loňského roku vyvíjí studentskou formuli
typu SAE s cílem porovnání jednotlivých
konstrukčních komponentů a celků formule
s dalšími týmy.
T
echnická univerzita v Ostravě se tak stala v pořadí již
pátou vysokou školou v ČR, která se vývojem studentské
formule zabývá. Na vývoji konstrukčních komponentů
studentské formule se podílí zejména studenti pod záštitou
pedagogů a vědecko-výzkumných pracovníků VŠB-TU Ostrava,
kteří následně budou tyto konstrukční celky formule prověřovat
na závodech studentských formulí v ČR a po celém světě.
Do tohoto ambiciózního projektu je zapojena drtivá většina
kateder Fakulty strojní, ale rovněž studenti a kolegové z Fakulty
elektroniky a informatiky a dalších fakult univerzity. Hlavním
cílem je ověření teoretické znalosti studentů získaných studiem
v praxi (student navrhne díl, zajistí výrobu-nejlépe na pracovištích univerzity, montáž, zjišťuje a ověřuje funkčnost dílů apod.)
a zároveň rozvoj týmové spolupráce mezi studenty, spolupráce
VSB-Technical University of Ostrava has developed
the Formula Student SAE car in order to compare
structural components and assembly units with
other teams.
T
echnical University of Ostrava has become the fifth school
in the Czech Republic which is engaged in the Formula Student. Structural components of the Formula Student car are
developed mainly by students which are supported by teachers and
research workers of VSB-TU Ostrava. Students will subsequently put
these singleseater assemblies to a test at Formula Student races in
the Czech Republic and around the world.
There is engaged the vast majority of departments of the Faculty
of Mechanical Engineering in the project but also students and
colleagues from the Faculty of Electrical Engineering and Computer Science and other faculties. The main objective is verification of
theoretical knowledge acquired by students in practice (students
design a part, ensure production, preferably at University workplaces, and assembly, ensure and verify parts functionality, etc.) while
Projekt je týmovou prací.
The project is teamwork.
s firmami, publicita projektu, marketing apod. dle pravidel SAE.
V současné době řeší studenti pod bedlivým dohledem šéfkonstruktéra projektu Jakuba Šmirause a vedoucího projektu Aleše
Slívy, jak konstrukci, tak dynamiku a především funkčnost jednotlivých navržených celků. Představení formule veřejnosti proběhlo na Dni otevřených dveří Fakulty strojní dne 31. 1. 2014,
kdy studenti prezentovali první dílčí výsledky své půlroční práce
jako je funkční řízení, zavěšení kol či zabudování motoru do rámu.
Konstrukce formule
38
Jednotlivé návrhy.
Vizualizace od Ondřeje Polomského.
Individual proposals.
Visualization by Ondřej Polomský.
Motorsport-Ing. 5/2014
www.motorsport-expo.cz
Základem jednosedadlového vozu je prostorový trubkový rám
vlastní konstrukce, na který je uchycen motor a nápravy. Ty jsou
tvořené trojúhelníkovými rameny a společně s odpružením vinutými pružinami s plynokapalinovými tlumiči pro každé kolo
vytváří nezávislé zavěšení. Nechybí ani sportovní odnímatelný
volant, do kterého je instalován multifunkční informační panel
zobrazující jak aktuální rychlost, otáčky motoru, zařazený rychlostní stupeň, tak například teplotu oleje.
O pohon vozidla s rozvorem 1775 mm a předpokládanou hmotností 350 kilogramů se stará zážehový čtyřválec původem z motocyklu Yamaha ZR6 o zdvihovém objemu 600 kubických centimetrů, disponující maximálním výkonem 72 kW při 12 tisících
developing teamwork among students, cooperation with firms,
project publicity, marketing, etc. according to the rules of SAE.
At present, students under the watchful eye of the project chief
engineer Jakub Šmiraus and the project manager Aleš Slíva solve
both design and dynamics and especially functionality of each of
proposed units. The car was introduced to public on occasion of
the Open Day of the Faculty of Mechanical Engineering on 31 January 2014 when students presented the first partial results of their
six-month work, such as functional steering, suspension or fitting
the engine onto the frame.
Design of the formula
The basis of a single seater is a tubular frame of own design connected with an engine and axles. Four wheels independent suspension use triangle arms with coil springs and gas-liquid shock
absorbers. Removable sports steering wheel is fitted with a multiinformation display showing e.g. current travelling speed, engine
speed, gear selected and oil temperature.
The vehicle with a wheelbase of 1,775mm and an estimated weight
of 350kg is powered by a four-cylinder petrol Yamaha ZR6 engine.
The engine with a displacement of 600ccm provides maximum
power 72kW at 12,000rpm. The SAE rules, however, require use of
www.motorsport-expo.cz
Motorsport-Ing. 5/2014
39
Technika
Engineering
Velký důraz je tak kladen nejen na vysoký výkon, ale i na snadnou
údržbu a spolehlivost. Vůz by měl být bezpečný a především co
nejlevnější (v pravidlech je ukotvena maximální částka na vývoj
25 000 amerických dolarů). Produkční plán předpokládá výrobu
1000 kusů ročně. Na mezinárodních soutěžích se pak hodnotí
jak jízdní vlastnosti formule a design, tak marketingový plán
a konečná cena. Nejlepší formule se pak dočká „výroby“.
Prvním krokem projektu Formula Student/SAE je tak vznik malého
vývojového týmu, který simuluje konstrukční firmu, jenž má
za úkol vyvinout a vyrobit, či navrhnout jednotlivé konstrukční
celky. Ve stručnosti se dá říct, že se jedná o rám, zavěšení, řízení,
brzdovou soustavu, pohonnou jednotku, palivovou nádrž, chlazení a design karoserie. Opomenout nemůžeme ani marketingový
plán a prezentaci, které mají na závodech nezanedbatelný vliv
na celkové umístění.
A ještě malá perlička na závěr. Členem vývojového týmu je i Pavel Dresler, automobilový závodník a navigátor Jana Kopeckého
v továrním teamu Škoda Motorsport, kteří spolu v loňském roce
dosáhli na titul evropských šampionů kategorie ERC.
Text: Tibor Kállai
not only on high performance but also on easy maintenance and
reliability. The car should be safe and cheap as much as possible
(according to rules, the maximum development cost cannot exceed
the amount of 25,000 $).The production plan anticipates production
of 1,000 vehicles per year. The international competitions are used
to judge driveability, design, a marketing plan and a final price of
these cars. The best formula then goes to “production”.
The first step of the Formula Student/SAE is a creation of a small
development team which simulates a designing company. The task
is to develop and build or design individual structural units. In short,
it is a frame, suspension, steering, braking system, power unit, fuel
tank, cooling and design of bodywork. We cannot neglect a marketing plan and presentation that considerably affect the overall
ranking at races.
And here is a small curiosity at the end. The member of the development team is Pavel Dressler, a racing driver and a navigator of
Jan Kopecký in the Škoda Motorsport factory team. Together they
achieved the title of the European Champion in the ERC category
in 2013.
Text: Tibor Kállai
Trubkový rám vlastní konstrukce.
The tubular frame of own design.
otáčkách za minutu. Pravidla SAE© ovšem nařizují použití restriktoru sání motoru o průměru 20 mm, který výkon motoru sníží
na předpokládaných 65 kW. Pohonná jednotka je umístěna těsně
za řidičem a od šestistupňové převodovky pomocí řetězového
sekundárního převodu bude výkon posílán na kola zadní nápravy.
O bezpečné zastavení se pak budou starat kotoučové brzdy
s odvětrávanými kotouči na všech čtyřech kolech.
Samostatnou kapitolu pak na formuli bude tvořit sklolaminátová
karoserie vyvíjená ve spolupráci se společností Hella Autotechnik a designéry z Katedry výrobních strojů a konstruování. Při
dokončení bude karoserie dotvářet celkový výraz studentské
formule a zároveň bude mít vliv na aerodynamiku.
40
the engine intake restrictor with diameter of 20mm. This reduces
engine output to anticipated 65kW. The power unit is positioned
just behind the driver and power is transferred from a six-speed
gearbox to the rear axle wheels via a secondary chain drive. The
car will stop safely thanks to ventilated disc brakes on all four wheels.
The next chapter will be the bodywork made of fibreglass and developed in collaboration with Hella Autotechnik and designers from
the Department of production machines and design. When completed the bodywork will contribute to the overall expression of the
Formula Student and at the same time it will affect the aerodynamics.
A o čem je soutěž Formula Student/SAE?
And what are the principles of the competition
Formula Student/SAE?
Formule Student/SAE (Society of Automotive Engineers) je konstrukční
soutěž pro studenty technických vysokých škol organizována pod
hlavičkou SAE International, která vznikla v USA v roce 1981. Do Evropy
se dostala v roce 1998 a v současné době se jí zúčastní přes 500 teamů
z celého světa. Úkolem je dle zadání vyvinout a postavit funkční
prototyp vozidla formulového typu poháněného motocyklovým
motorem o zdvihovém objemu maximálně 600 kubických centimetrů,
jenž je nabídnut neprofesionálnímu víkendovému jezdci.
Formula Student/SAE (Society of Automotive Engineers) is a design
competition for students from technical universities. It is organized
under the patronage of the SAE International that was founded in
the USA in 1981. In 1998 it came to Europe and nowadays there are
involved more than 500 teams from all over the world. The task is
to develop and build a functional prototype of a formula car powered by a motorcycle engine with a capacity of up to 600ccm which
is offered to an amateur weekend driver. Great emphasis is thus put
Motorsport-Ing. 5/2014
www.motorsport-expo.cz
Vůz osazený motorem, ale zatím bez sklolaminátové karoserie.
Vehicle fitted with an engine, but no fiberglass body.
www.motorsport-expo.cz
Motorsport-Ing. 5/2014
41