W czwartym już odcinku co nieco na temat sposobu przekazania mocy z silnika na koła i nawierzchnię. Czyli zmora co poniektórych naszych członków – dlaczego bolid jedzie? Zapraszamy do przeczytania czym ma do pochwalenia się Team Leader teamu Transmission – Karol.
Wysoka moc silnika sprawia nie lada problem, aby w pełni przekazać ją na koła i w 100% wykorzystać bez strat. Tutaj liczy się nie tylko przyczepność opony, ale także sposób w jaki przekazywana jest moc pomiędzy silnikiem a kołami, czyli cały obszar którym się zajmujemy.
Przedstawiając układ od początku należy zacząć od skrzyni biegów. Tutaj pierwsze zmiany w stosunku do ubiegłego roku – odchudzona i ulepszona przekładnia, ograniczona zaledwie do trzech pierwszych biegów, ze względu na brak konieczności stosowania wyższych przełożeń. Kolejną zmianą jest sposób zmiany biegów przez kierowcę. Pociągając w zależności od potrzeb lewą bądź prawą łopatkę pod kierownicą, impuls elektryczny biegnie do malutkiego rozdzielacza pneumatycznego, który steruje pracą zaworów napełniających komory siłownika pneumatycznego. Tym sposobem, dźwignia równie małego siłownika zmienia przełożenia z dużą dokładnością i wyczuciem. Do zasilania całego układu pneumatycznego wykorzystana została butla pracująca pod ciśnieniem 250 bar, zamknięta w aluminiowym boxie. Zredukowany moment obrotowy z silnika przez skrzynię biegów trafia na zębatkę zdawczą i za pomocą łańcucha przekazywany jest dalej poprzez przekładnię główną. Ta z kolei połączona jest z dyferencjałem o podwyższonym tarciu firmy Drexler który waży niespełna 2,5 kilograma. Za jego pomocą oba koła napędzane są w kontrolowany sposób podczas jazdy w zakrętach i ich prędkość obrotowa jest zróżnicowana. Pomiędzy mechanizmem różnicowym oraz piastami wirują znaczących średnic ale lekkie półosie wykonane z włókna węglowego, zaopatrzone po obu końcach w odchudzone, trójramienne przeguby homokinetyczne.
W ten prosty sposób to co zostaje wyprodukowane z bioetanolu w silniku trafia na koła, łącząc to z kontrolą trakcji pozwala naszemu bolidowi wystrzelić do przodu ze startu zawodów Formula Student prosto po zwycięstwo.
Karol Kobiela – Transmission Team Leader
Skrót informacji:
Mechanizm różnicowy: Drexler formula Student 2010 v3, o ograniczonym poslizgu
Sposób przeniesienia napędu: łańcuch DID #520
Naciąg mimośrodowy
Przełożenie przekładni: 45:13
Zmiana biegów: Pneumatyczna
Skrzynia biegów: modyfikowana
Powoli zbliżamy się do końca naszej serii, w następnym wydaniu trochę o elektronice, a na samym końcu wisienka na torcie, czyli to co przykuwa uwagę – Body, które możecie już podziwiać na naszych animacjach na youtube. Praca przy wytwarzaniu RT02 wre, zaglądajcie do galerii, niemal codziennie pojawiają się nowe zdjęcia.
Do zobaczenia wkrótce.
AP
10 kw. 2011
10:20 pm on 23 kwietnia, 2011
Mozna prosic wiecej szczegółów na temat przełaczenia pneumatycznego? Rzowiązania pneumatyczne wnoszę opóźnienia w działaniu czy to nieprzeszkadza w osiągach?
pozdrawiam
6:12 pm on 25 maja, 2011
Nie, nie przeszkadza ponieważ jest to znikoma wartość. Każdy układ ma określony czas działania, na przykładzie z pneumatyką ogranicza się to do czasu wysyłania sygnału (elektronika) oraz szybkości przepływu powietrza (pneumatyka).
Jeśli chodzi o elektronikę to kwestia raczej dobrego sterowania i odpowiedniego doboru oprzyrządowania, dla przykładu szybkość przełączania czujnika stosowanego w naszym projekcie jest poniżej 0,2 ms, a wiec są to ułamki, które tak naprawę nic nie znaczą. Natomiast jeśli mowa o tzw. „opóźnieniach wnoszonych przez pneumatykę” jak Państwo piszą to należy oczywiście zmniejszyć je do minimum.
Jak to zrobić? Najlepiej zastosować jak największą przepustowość układu, przy jak największym ciśnieniu zasilającym. Wówczas opóźnienie działania zmniejszy się do minimum. Również należy zauważyć, iż dążenie do tych wartości zwiększy znacząco pobór gazu zasilającego, co działa oczywiście na niekorzyść. I tu właśnie należy dojść do pewnego kompromisu pomiędzy szybką pracą układu, ale również ekonomiczną. W naszym przypadku stosujemy ograniczone źródło zasilania, a więc musimy się również liczyć z zużyciem gazu, są inne przykłady zasilania nieograniczonego (np. kompresor który na bieżąco uzupełnia układ w odpowiednie ciśnienie).
Aby zaoszczędzić oczywiście na czasie i ilości gazu należy zmniejszyć objętość szkodliwą, można to zrobić np. stosując najkrótsza drogę dostarczania gazu z rozdzielacza do silnika liniowego. Rozdzielacz powinien mieć odpowiednią dużą przepustowość co niestety wiąże się z jego gabarytami, a więc trzeba się zastanowić co jest ważniejsze redukcja ciężaru czy zwiększenie przepustowości. Niestety nie podam tu dokładnie jaka powinna wynosić wartość przepustowości, ponieważ testy pneumatyki nie są jeszcze ukończone.
Jeśli chodzi o dobór siłownika musi on mieć odpowiednio dobrane wielkości co do siły występującej podczas przełączania. Można oczywiście regulować te wartości po przez zastosowanie przekładni dźwigniowej im większe ramie tym mniejszy moment, ale dłuższa droga do przebycia dla tłoczyska. Również stosowanie takiego silnika liniowego ma swoje zalety dzięki inercji układu, która również zwiększa efektywność pracy. Ponadto przy współpracy pneumatyki nie musimy się martwić o przypadkowe przeciążenia występujące podczas nieprawidłowej pracy skrzyni np. na skutek tzw. „zakleszczania się biegów”, ponieważ układ pneumatyczny jest elastyczny.
Na koniec dodam że tego typu rozwiązania są powszechnie wykorzystywane w pojazdach sportowych. Wystarczy spojrzeć na inne zespoły FS czy np. samochody Radicala w nich też jest stosowana pneumatyczna zmiana biegów.
Opis naszego układu: zasilanie(butla), reduktory sprężonego gazu do ciśnienia roboczego, rozdzielacz, siłownik, ramie zmiany biegów połączone z wałkiem wielowypustowym w silniku.
Zasada działania: sygnał wysyłany przez kierowcę za pomocą przełączników na kierownicy dociera do sterownika, który otwiera zawór w rozdzielaczu, siłownik zaczyna pracować. Przy odpowiednim wysuwie czujnik położenia tłoka wysyła sygnał do sterownika który zamyka zawór. Na skutek działania sprężyny siłownik wraca do pierwotnej pozycji. Dodatkowo dla informacji kierowcy jest zamocowany czujnik zmiany biegów, dzięki któremu jest pokazywany aktualnie załączony bieg na wyświetlaczu.