Koncepce

Předkládáme Ti technický článeček o koncepci našeho vozu. Pokud si ho chceš prečíst doma v klídku na svým komplu, stahuj PDFko Koncepce Rebels Racing R1.

1. Úvod

Základní koncepce vozu Rebels Racing R1 vychází z myšlenky využití jednoduchých, osvědčených a spolehlivých technických řešení, které již byly v minulosti úspěšně v různých oblastech motorsportu aplikovány. Vůz formulového typu s otevřeným kokpitem a nezakrytými čtyřmi koly je konstruován podle mezinárodních regulí Formule SAE [1]. Samotné technické předpisy pro tuto kategorii jsou velmi otevřené. I zde však existuji určitá omezení jako například: minimální rozvor 1525 mm, dva nezávislé brzdné okruhy brzdící všechna čtyři kola nebo čtyřdobý motor objemu do 610 cm3. Zvolená technická řešení vozu Rebels Racing R1 jsou pak detailněji uvedena v popisu jednotlivých konstrukčních celků.

2. Základní technické údaje

Rámová konstrukce	Ocelový trubkový rám. Plechové a kompozitové nosné a výztužné panely.
Rozvor	1600 mm
Rozchod náprav (přední/zadní)	1230 / 1205 mm
Hmotnost vozu s jezdcem	300 kg
Rozdělení hmotnosti na nápravy (přední/zadní)	45 / 55
Zavěšení	Lichoběžníková přední & zadní náprava (push rod systém), odpružení vinutými pružinami s plynokapalinovými tlumiči pro každé kolo, zkrutný stabilizátor na obou nápravách.
Kola	13´ disky z lehkých slitin, pneumatiky Hoosier - vpředu 20.5 x 6-13 R25A / vzadu 20.5 x 7-13 R25A
Brzdy	Hydraulické kotoučové na všech kolech ø 220/190 mm (přední/zadní), 4-pístkové třmeny vpředu, 2 pístkové vzadu.
Motor	Nepřeplňovaný motocyklový Honda 600RR (V4 600 cm3), upravené sací a výfukové potrubí, povinný restriktor sání ø 20mm, modifikovaná palivová soustava , systém mazání se suchou skříní.
Převodovka	Modifikovaná originální převodovka, počet rychlostních stupňů – 4, sekundární převod řetězem.
Diferenciál	S omezenou svorností, pohon zadních kol.
Elektronika	Upravená motorová ECU, datalogging systém.
Mechatronika	Samostatná jednotka pro ovládání systému řazení(pneumatický aktuátor)

3. Koncepce vozu

3.1. Konstrukce

3.1. Rám

Rám svařený z ocelových trubek, nosné a výztužné panely plechové a kompozitové. Toto řešení vychází z konstrukční a technologické jednoduchosti, je rovněž doporučováno konzultanty Formule SAE pro první vůz. Součástí rámu jsou předepsané ochranné oblouky, podpěry a výztuhy z 25 mm trubek. Minimální pravidly povolený obsah uhlíku v oceli je 0,1%.

3.1.2 Zavěšení

Lichoběžníková přední i zadní náprava (push rod systém) je odpružena vinutými pružinami s plynokapalinovými tlumiči na každém kole a zkrutným stabilizátorem na obou nápravách. Spolu s uchycením kol k náboji pomocí 4 závrtných šroubů je tento komplet standardním onstrukčním řešením většiny konkurenčních vozů, což potvrzuje i jeho dlouholetá historie ve Formuli SAE.

3.1.3 Brzdy

Hydraulické kotoučové brzdy na všech kolech o rozměru ø220 mm + 4-pístkové třmeny vpředu a ø190 mm rotory + 2-pístkové třmeny vzadu byly zvoleny zejména s ohledem na nízkou hmotnost a požadovaný brzdný moment.

3.1.4 Ráfky

Použití 13´ disků z lehkých slitin je standardní provedení většiny konkurenčních vozů a nejlépe vyhovuje odlišným charakterům jednotlivých disciplin.

3.1.5 Pneumatiky

Pneumatiky značky Hoosier jsou ve Formuli SAE velmi rozšířené především s ohledem na dostupnost relevantních technických údajů nutných k vývoji vozu. Volba rozměrů 20.5 x 6-13 R25A vpředu a 20.5 x 7-13 R25A vzadu pak vychází z osvědčených řešení při aplikacích těchto pneumatik.

3.1.6 Karoserie

Materiál karoserie tvoří kombinace kompozitu, hliníkového plechu, makrolonu a plátna. Obsahuje aerodynamické prvky se zaměřením na zvýšení účinnosti sání a chlazení. Protože však nízká provozní rychlost nevyžaduje sofistikovanější a obsáhlejší řešení aerodynamiky, nebude této oblasti věnována výraznější pozornost. Příď vozu obsahuje povinný absorbér nárazu z hliníkové voštiny, jehož otestováni podléhá pravidlům Formule SAE.

3.1.7 Kokpit

V kokpitu se nachází veškeré ovládací prvky, volant s multifunkčním displejem a kontrolními diodami nahrazujícími otáčkoměr, karbonová (resp.laminátová) sedačka tak, jak je běžné u závodních vozů. Řazení je ovládané pomocí pádel na volantu (drive-by-wire) společně s ruční spojkou pod volantem určenou pro rozjezd. Z tohoto řešení vyplývá i použití lehčí 2 – pedálové soustavy. Cely systém tak urychluje a pilotovi usnadňuje řazení.

3.2. Pohon

3.2.1 Motor

Nepřeplňovaný motocyklový čtyřválec 600 cm3 (Honda CBR600 RR) s upraveným sacím a výfukovým potrubím, povinný restriktor sání ø20 mm, modifikovaná palivová soustava, systém mazání s modifikovanou (suchou) skříní. Samostatná vodní chladící soustava bez chlazení oleje a paliva a s náporovými chladiči.

3.2.2 Převodovka

Modifikovaná originální motocyklová převodovka s omezením počtu rychlostních stupňů na 4. Důvodem jsou jednak nízké maximální rychlosti na závodních tratích a zároveň úspory rotačních setrvačných hmot. Řazení mechatronické (pneumatický aktuátor, pádla pod volantem) pro zkrácení řadícího času a usnadnění ovládatelnosti vozu.

3.2.3 Spojka

Poloautomatická nebo antihoppingová spojka pro usnadnění řazení bez vypínání spojky resp. stabilizaci vozu při řazení na nižší rychlostní stupně.

3.2.4 Hnací ústrojí

Sekundární převod je řetězový. Diferenciál s omezenou svorností pro zvýšení trakčních schopností vozu. Pohon zadních kol prostřednictvím upravených hnacích hřídelů ze sériového vozu.

3.3 Elektronika & Mechatronika

Upravená motorová ECU. Systém sběru dat (datalogging systém) k monitorování všech důležitých provozních funkcí vozu. Variantou je rovněž systém trakční kontroly. Samostatná řídicí jednotka pro pneumatické řazení.

4. Závěr

Rebels Racing R1 je vozem navrhnutým dle pravidel Formule SAE s požadavkem konstrukční jednoduchosti, využíváním sériových dílů a zároveň výkonové konkurenceschopnosti vůči ostatním vozům startovního pole. Primárním cílem konstrukce je minimální hmotnost vozidla, která však musí být v rovnováze se spolehlivostí. Tyto základní cíle byly vytyčeny v jeho koncepci a jsou dále sledovány při jeho konstrukci.

5. Zdroje

[1] Pravidla Formula SAE 2009

Pozn. Většina fotografií byla pořízena při návštěvě Formula Student Germany 2008.