Opis projektu - rkn.pw.edu.pl
Transkrypt
Opis projektu - rkn.pw.edu.pl
Opis projektu Aktywny układ tylnego zawieszenia do prototypowego pojazdu miejskiego o ekstremalnie niskim zużyciu paliwa. 1. Wstęp Aktywny układ tylnego zawieszenia jest projektem realizowanym przez Studenckie Koło Aerodynamiki Pojazdów (SKAP) mającym na celu stworzenie innowacyjnego systemu tylnego zawieszenia do prototypowego pojazdu miejskiego o minimalnym zużyciu paliwa. Ma on zostać zrealizowany w ramach grantu Pula na Projekty Naukowe przyznawanego przez Radę Kół Naukowych PW. Rysunek 1 : Pojazd Orion 2. Założenia oraz cele projektu Projekt zakłada: zaprojektowanie układu tylnego zawieszenia zbudowanie go z elementów zakupionych między innymi w ramach Puli modyfikację amortyzatorów w celu umożliwienia sterowania nimi w czasie rzeczywistym testy poszczególnych komponentów w warunkach laboratoryjnych oraz całego układu w pojeździe Układ zostanie zaimplementowany w projektowanym nowym pojeździe miejskim kategorii UrbanConcept – Orionie, którego występ planowany jest na przyszłoroczne zawody Shell Eco Marathon Europe(SEM) w Londynie. W dalszej perspektywie, projekt pozwoli na osiąganie zdecydowanie lepszych rezultatów na arenie międzynarodowej. Poprawa osiągów będzie możliwa, dzięki minimalizacji masy (kompozytowe wahacze i nowoczesne lekkie sprężyny powietrzne), redukcji oporów tocznych pojazdu (minimalizacja wpływu jakości nawierzchni i niedoskonałości toru na dynamikę jazdy samochodu) oraz aktywnemu sterowaniu zawieszeniem (dostosowywanie charakterystyk amortyzacji do aktualnych warunków na torze i ustawianie prześwitu adekwatnego do chwilowej prędkości jazdy). 3. Opis techniczny Układ będzie typem zawieszenia określanego w literaturze jako niezależne wahacze wleczone (ang. pure trailing arm). Charakteryzuje się on wyjątkowo niską masą resorowaną oraz jest stosunkowo tani w wykonaniu. Pomimo swojej prostoty jest w stanie zapewnić tłumienie wszystkich niepożądanych zdarzeń, które mają miejsce na trasie SEM-u tj. wymuszeń w postaci przeszkód płaskich oraz przyspieszeń związanych z rozpędzaniem pojazdu i opóźnień podczas hamowania. Dodatkowo zostanie do niego zainstalowany układ aktywnego sterowania, który pozwoli na dostosowanie cech zawieszenia do wymagań rzeczywistych, narzucanych przez aktualną sytuację na trasie. Istotnym elementem systemu są amortyzatory. Zastosowanie ultranowoczesnych sprężyn powietrznych pomoże ograniczyć masę, a możliwość regulacji tłumienia powrotu oraz wolnej i szybkiej kompresji umożliwi implementację układu sterowania. Drugim kluczowym komponentem są wahacze. Ich kompozytowa, połówkowa konstrukcja łączona metalowymi tulejami pozwoli połączyć zalety tradycyjnych wahaczy metalowych z lekkością kompozytu węglowego. Poza tym wykorzystanie włókien carbonu znacząco poprawi ich wytrzymałość oraz właściwości dynamiczne. W dodatku budowa wahacza będzie wyjątkowo prosta – do wylaminowania czterech połówek wystarczy jeden płaski foremnik. Wyjątkowość całemu systemowi zapewni dodanie układu aktywnego sterowania. Dzięki zastosowaniu szybkich mikroprocesorów oraz odpowiednich czujników budowany będzie obraz dynamiki pojazdu w czasie rzeczywistym, który pozwoli na optymalne dopasowanie zawieszenia do jakości nawierzchni oraz parametrów ruchu pojazdu. Rysunek 2: Projekt koncepcyjny układu zawieszenia 4. Podsumowanie Układy podobne do przedstawionego w projekcie są rozwijane przez wiodące zespoły pochodzące z całego świata startujące na zawodach SEM. Projekt jest jednak od nich bardziej innowacyjny, ze względu na zastosowanie ultranowoczesnych struktur kompozytowych oraz implementację autorskiego systemu aktywnego sterowania. Prezentowany projekt ze względu na swoją wieloaspektowość pozwoli na współpracę studentów zajmujących się różnymi dziedzinami (projektowanie 3D, mechanika, elektronika) oraz rozwój know-how wśród członków koła. Połączenie entuzjazmu zespołu realizującego niniejszy projekt z wieloletnim doświadczeniem SKAP-u w konstruowaniu pojazdów o ekstremalnie niskim zużyciu paliwa z pewnością da pozytywne oraz wymierne rezultaty. Wstępny kosztorys projektu: Część kompozytowa: Materiały kompozytowe Materiał na foremnik Frezowanie foremnika Środki BHP 2000 zł 900 zł – wkład własny 450 zł – wkład własny 200 zł Część mechaniczna: Amortyzatory Łożyska Materiały metalowe Wykonanie mocowań Elementy złączne Wykonanie elementów mechanicznych 3520 zł 1200 zł 450 zł - wkład własny 1550 zł 330 zł 3200 zł Część elektroniczna: Czujniki Elementy elektroniczne SUMA o o Wkład własny Kwota wnioskowana 500 zł 500 zł 14 800 zł, w tym: 1 800 zł 13 000 zł Beneficjenci: Członkowie SKAP-u o Rozwój w zakresie projektowania 3D, wykonywania struktur kompozytowych, programowania oraz budowy układów elektronicznych o W ramach projektu powstanie praca dyplomowa inżynierska Społeczność naukowa o Publikacja artykułów w czasopismach naukowych oraz na stronie internetowej koła o Wystąpienia na konferencjach Uczestnicy oraz widownia na zawodach Shell Eco-marathon (Londyn, Le Mans) o Prezentowanie rozwiązań na roll-upach oraz w innych materiałach promocyjnych o Wymiana doświadczeń o Możliwość zdobycia dodatkowej nagrody SEM Europe Off-Track Award for Technical Innovation