Formula Student on rahvusvaheline tudengite disainivõistlus, kus ülikoolide võistkonnad üle kogu maailma arendavad, ehitavad, esitlevad ja käitavad oma vormelautosid. ELBFLORACE Formula Student meeskond TU Dresdenis on üks neist. See on asutatud 2006. aastal registreeritud ühinguna ning igal aastal osaleb selles projektis aktiivselt umbes 80 üliõpilast, kes ehitavad hooajal 2025/26 juba oma 18. sõidukit. See hakkab täielikult elektriliselt mööda Euroopa võistlusradasid sõitma. Ülemaailmses võrdluses on nende tulemused juba aastaid olnud 10% parimad. Need tulemused oleksid võimatud ilma ülikooli ja tööstussektori sponsorite, sealhulgas ACE toeta.

Eelmise hooaja sõiduk EFR17ed05, tuntud ka kui "ZoE", kaalub vaid umbes 168 kg ja kiirendas 2025. aasta suvel nelja vesijahutusega rattarummu mootori (igaüks 35 kW), enda väljatöötatud inverterite ja süsinikkiuga tugevdatud plastist (CFRP) valmistatud monokoki abil paigalt 100 km/h alla 2,3 sekundi. Võidusõiduauto kiiruse reguleerimiseks on juhi käsutuses kiirenduspedaal ja piduripedaal. Lisaks sellele toetavad ajamit mitmed isetehtud juhtimisseadmed, mis näiteks jälgivad rehvide libisemist või võimaldavad pöördemomendi vektorimise abil agiilsemat kurvijuhtimist.

Pedaalide konstruktsioon ja gaasipedalid erinõuete jaoks

Võrreldes tavalise sõiduautoga on pedaalid ühendatud sõidukiga oluliselt erinevalt, neil on teistsugune pedaalide teekond ja nad vastavad ka kõrgematele nõuetele, et pakkuda juhile sobivat sõidukogemust. Näiteks tuleb arvestada suuremaid vibratsioone, sõiduki dünaamilist reaktsiooni ja juhi võimalikult vähest füüsilist väsimust. Mõlemad pedaalid on paigaldatud oma kanderaamile, nii et nende asendit saab optimaalselt reguleerida muutuva juhi jaoks.

Võidusõiduauto kiirendamiseks on juhil CFRP-st valmistatud pedaal, mis on paigaldatud samuti CFRP-st valmistatud 3D-trükitud kelgule, mis liigub CFRP-toru rööbastel. Pedaali pöördepunkt on juhi kanna juures magnetiliselt doteeritud poldi kujul. Pedaali ja seega ka poldi pöörlemine määratakse redundantselt kahe erineva konstruktsiooniga Hall-anduri abil. Kaks paralleelset tööstuslikku gaasirõhu vedru stabiliseerivad pedaali liikumist ja pakuvad sõitjale täiendavat mehaanilist vastupanu. Seda vastupanu saab kohandada vastavalt juhi tagasisidele. ACE Stoßdämpfer GmbH on selles võidusõiduautode disaini valdkonnas suurtoetaja, kes on juba mitu aastat sponsoreerinud ELBFLORACE e.V.-le tööstuslikke gaasivedrusid GS-10-20-AD-100N ja GS-12-20-AD-100N. Kontakt ettevõttega on alati lihtne, viisakas ja väärtusliku teabega vürtsitatud, mille eest meeskond on väga tänulik.

Kompaktsed ja kerged masinaelemendid optimaalseks integreerimiseks

Formula Student'i reeglite ja sellega seotud ohutusnõuete tõttu on piduripedaali disainivabadus piiratud. Sellest tulenevalt on pedaal, kelk ja rööbas valmistatud alumiiniumsulamist EN-AW-7075 ning ainult jalajuhikud on valmistatud CFRP-st. Kui piduripedaali vajutatakse, käivitub seeriaviisiliselt paigaldatud membraanjõuandur kuni individuaalse gaasirõhu vedru poolt määratud jõuni. võidusõiduauto pidurdub ja energia võetakse tagasi koormusanduri väljundsignaali ja nelja elektrimootori rekuperatsiooni kaudu. Mehaaniline pidurdamine käivitub kahe peapõlemissilindri kaudu esi- ja tagapiduri ahela jaoks ainult siis, kui pidurdusjõud on ületatud ja gaasirõhu vedru selle tulemusel oluliselt liigub.

Eelkõige määratletud sisselülitusjõud kolbvarrega pikendamise korral ja tühine vahemaa kuni selle saavutamiseni õigustavad Formula Student Team ELBFLORACE'i jaoks gaasipidurvedrude kasutamist. See tagab, et mehaaniline pidurdusprotsess ja sellega seotud energiakadu käivitub alles ettenähtud pedaalirõhu juures. Lisaks ELBFLORACE'ile võib gaasipedalleid leida ka paljude teiste meeskondade Formula Student sõidukitest. Kõik nad kasutavad ära asjaolu, et gaasvedrud on teiste vedrutüüpidega võrreldes kompaktsed ja kerged. See võimaldab neid kasutada formula-mootorispordi autode kitsas esiosas.

Tänu täiteventiili abil individuaalselt reguleeritavale gaasisurvele ja kogu vedru lihtsale vahetamisele on ELBFLORACE paindlik pedaalide järelpaigaldamisel. Gaasivedru mõõtmed on sõltumatud välja- ja sissetõmbejõust rakendusalas. ACE Stoßdämpfer GmbH gaasivedrud on hooldusvabad ja nende kasutusiga ületab isegi intensiivse kasutamise korral tunduvalt ühe hooaja.

Tulevikus kergetest materjalidest valmistatud gaasivedrud?

Kokkuvõttes näitab ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V., kuidas uuendusliku tehnoloogia ja sihipärase arendusprotsessi abil on võimalik saavutada tipptulemusi üliõpilaskeskkonnas. Tänu väga motiveeritud meeskonnale ning moodsaimate materjalide ja tehnoloogiate kasutamisele arendatakse igal aastal sõidukeid, mis seavad standardeid kergkonstruktsiooni, sõidutehnika ja juhtimistehnika osas. Teoreetiliste teadmiste ja praktilise rakendamise kombinatsioon mitte ainult ei valmista õpilasi optimaalselt ette nende erialaseks tulevikuks, vaid edendab ka tehnoloogilist arengut elektriautode ja autonoomse autospordi valdkonnas.

Kergkonstruktsiooni edasiseks optimeerimiseks oleks soovitav, et ELBFLORACE e.V. osaleks kergetest materjalidest valmistatud gaasivedrude arendamises ja rakendaks neid tulevikus sõidukites. Pidev toetus ja tihe koostöö selliste tööstuspartneritega nagu ACE rõhutavad projekti tähtsust hariduse ja innovatsioonivaimu jaoks ülikoolides kogu maailmas.