"Formula Student" - tai tarptautinės studentų dizaino varžybos, kuriose universitetų komandos iš viso pasaulio kuria, konstruoja, pristato ir eksploatuoja savo formulės lenktyninius automobilius. Viena iš jų - Drezdeno technikos universiteto (TU Dresden) komanda "ELBFLORACE Formula Student". 2006 m. įkurta kaip registruota asociacija, kasmet projekte aktyviai dalyvauja apie 80 studentų, kurie 2025/26 m. sezonui kuria jau 18-ąjį automobilį. Šis visiškai elektra varomas automobilis važinės Europos lenktynių trasomis. Lyginant pasaulinius rezultatus, jų rezultatai jau daugelį metų patenka tarp 10 proc. geriausiųjų. Tokie rezultatai būtų neįmanomi be universiteto ir pramonės rėmėjų, įskaitant ACE, paramos.

Praėjusio sezono transporto priemonė EFR17ed05, dar žinoma kaip "ZoE", sveria tik apie 168 kg, o 2025 m. vasarą, naudojant keturis vandeniu aušinamus ratų stebulės variklius, kurių kiekvieno galia 35 kW, įmonėje sukurtus keitiklius ir iš anglies pluoštu sustiprinto plastiko (CFRP) pagamintą vienatūrį, nuo stovėjimo iki 100 km/h įsibėgėjo per mažiau nei 2,3 sekundės. Norėdamas valdyti lenktyninio automobilio greitį, vairuotojas turi akceleratoriaus ir stabdžių pedalą. Be to, važiuoti padeda keletas pačių sukurtų valdymo įtaisų, kurie, pavyzdžiui, stebi padangų slydimą arba, naudojant sukimo momento vektorių, leidžia vikriau įveikti posūkius.

Specialius reikalavimus atitinkanti pedalo konstrukcija ir dujinės spyruoklės

Palyginti su standartiniu lengvuoju automobiliu, pedalai su transporto priemone sujungti gerokai kitaip, jų eiga skiriasi, be to, jie atitinka aukštesnius reikalavimus, kad vairuotojui būtų užtikrinta tinkama vairavimo patirtis. Pavyzdžiui, turi būti atsižvelgiama į didesnę vibraciją, transporto priemonės dinaminį atsaką ir kuo mažesnį vairuotojo fizinį nuovargį. Abu pedalai sumontuoti ant atskirų vežimėlių, kad jų padėtį būtų galima optimaliai pritaikyti besikeičiantiems vairuotojams.

Norėdamas pagreitinti lenktyninį automobilį, vairuotojas turi iš CFRP pagamintą pedalą, kuris pritvirtintas prie 3D spausdintuvu atspausdintų rogučių, taip pat pagamintų iš CFRP, skirtų judėti ant CFRP vamzdžių bėgių. Pedalo posūkio taškas yra vairuotojo kulne - tai magnetu legiruotas varžtas. Pedalo, taigi ir varžto, sukimasis nustatomas pertekliniu būdu naudojant du skirtingos konstrukcijos Hallo jutiklius. Dvi lygiagrečios pramoninės dujų slėgio spyruoklės stabilizuoja pedalo eigą ir suteikia vairuotojui papildomą mechaninį pasipriešinimą važiavimo metu. Šį pasipriešinimą galima pritaikyti pagal vairuotojo atsiliepimus. Bendrovė "ACE Stoßdämpfer GmbH" yra didelė šios lenktyninių automobilių konstrukcijos srities rėmėja, jau kelerius metus remianti "ELBFLORACE e.V." su pramoninėmis dujinėmis spyruoklėmis GS-10-20-AD-100N ir GS-12-20-AD-100N. Ryšiai su įmone visada nesudėtingi, mandagūs ir pagardinti vertinga informacija, už kurią komanda yra labai dėkinga.

Kompaktiški, lengvi mašinų elementai optimaliam integravimui

Dėl "Formula Student" taisyklių ir susijusių saugos reikalavimų stabdžių pedalo projektavimo laisvė yra ribota. Todėl pedalas, vežimėlis ir bėgelis pagaminti iš aliuminio lydinio EN-AW-7075, o iš CFRP pagaminti tik kojų kreipiančiosios. Paspaudus stabdžių pedalą, nuosekliai sumontuotas diafragminis jėgos jutiklis suveikia iki atskiros dujų slėgio spyruoklės apibrėžtos jėgos. lenktyninis automobilis stabdomas, o energija atgaunama per apkrovos jutiklio išėjimo signalą ir keturių elektros variklių rekuperaciją. Mechaninis stabdymas pradedamas per du priekinių ir galinių stabdžių grandinių pagrindinius stabdžių cilindrus tik tada, kai viršijama stabdymo jėga ir dėl to dujų slėgio spyruoklė smarkiai pasislenka.

Ypač apibrėžta įkišimo jėga, kai stūmoklio strypas ištraukiamas, ir nedidelis atstumas, kol ji pasiekiama, pateisina "Formula Student Team ELBFLORACE" komandoje naudojamų dujinių spyruoklių naudojimą. Taip užtikrinama, kad mechaninis stabdymo procesas ir su juo susiję energijos nuostoliai prasideda tik esant numatytam pedalo slėgiui. Be ELBFLORACE, dujines spyruokles taip pat galima rasti daugelio kitų "Formula Student" komandų automobiliuose. Visose jose naudojamasi tuo, kad dujinės spyruoklės, palyginti su kitų tipų spyruoklėmis, yra kompaktiškos ir lengvos. Dėl to jas galima naudoti siauroje priekinėje formulės automobilių dalyje.

Dėl individualiai reguliuojamo dujų slėgio per užpildymo vožtuvą ir paprasto visos spyruoklės pakeitimo ELBFLORACE yra lanksti, kai reikia modifikuoti pedalus. Dujinės spyruoklės matmenys nepriklauso nuo ištraukimo ir įtraukimo jėgos taikymo srityje. ACE Stoßdämpfer GmbH dujinės spyruoklės nereikalauja priežiūros, o jų tarnavimo laikas gerokai viršija vieno sezono laikotarpį net ir intensyviai naudojant.

Dujinės spyruoklės iš lengvų medžiagų ateityje?

Apibendrinant, ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V. rodo, kaip inovatyviomis technologijomis ir tikslingais tobulinimo procesais galima pasiekti aukščiausių rezultatų studentų aplinkoje. Pasitelkus labai motyvuotą komandą ir naudojant naujausias medžiagas bei technologijas, kasmet kuriamos transporto priemonės, kurios nustato lengvos konstrukcijos, pavaros technologijos ir valdymo inžinerijos standartus. Teorinių žinių ir praktinio pritaikymo derinys ne tik optimaliai parengia studentus jų profesinei ateičiai, bet ir skatina technologinę pažangą elektrinių ir autonominių automobilių sporto srityje.

Siekiant toliau optimizuoti lengvąją konstrukciją, pageidautina, kad ELBFLORACE e.V. dalyvautų kuriant iš lengvų medžiagų pagamintas dujines spyruokles ir ateityje jas įdiegtų transporto priemonėse. Nuolatinė parama ir glaudus bendradarbiavimas su tokiais pramoniniais partneriais kaip ACE pabrėžia projekto svarbą švietimui ir inovacijų dvasiai pasaulio universitetuose.