Formula Student -moottorin kehitystyö
Ahonen, Ville (2008)
Ahonen, Ville
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2008
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200901021005
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200901021005
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella moottori Helsingin ammattikorkeakoulun Formula Student -kilpa-autoprojektiin kilpailukaudelle 2007. Tavoitteena oli kehittää ensimmäinen vapaasti hengittävä moottori edellisten autojen turboahdettujen moottoreiden sijaan. Tämän muutoksen tarkoituksena oli lisätä auton ratasuorituskykyä, vähentää polttoaineenkulutusta ja parantaa auton käsiteltävyyttä.
Suunnittelun alussa kartoitettiin edellisten moottoreiden hyvät ja huonot puolet ja ideoitiin mahdollisia parannuskeinoja sekä tapoja niiden toteuttamiseen.
Koska moottorin mallintaminen matemaattisesti on hyvin haastavaa, käytettiin suunnittelun alkuvaiheesta asti erilaisia simulointiohjelmia. Ohjelmien käyttö oli tehokasta verrattuna perinteisiin laskentamenetelmiin, koska niillä pystyttiin laskemaan tuhansia laskutoimituksia lyhyessä ajassa.
Moottorin testaamiseen ja simulointiin haluttiin käyttää mahdollisimman paljon aikaa ennen sen sijoittamista varsinaiseen autoon. Tällä tavoin saatiin verrattaen lyhyt suunnittelu- ja testiaikataulu käytettyä mahdollisimman hyvin hyödyksi.
Käytännön testaaminen ja kilpailuista saatu palaute osoitti, että auton suorituskykyä ja käsiteltävyyttä saatiin parannettua huomattavasti vuoden 2006 autoon verrattaessa.
Vuoden 2007 moottorin kehitystyön tuloksena havaittiin vapaasti hengittävän moottorin olevan kilpailukykyinen Formula Student -kilpailuluokassa verrattaessa turboahdetun moottorin käyttämiseen.
Suunnittelun alussa kartoitettiin edellisten moottoreiden hyvät ja huonot puolet ja ideoitiin mahdollisia parannuskeinoja sekä tapoja niiden toteuttamiseen.
Koska moottorin mallintaminen matemaattisesti on hyvin haastavaa, käytettiin suunnittelun alkuvaiheesta asti erilaisia simulointiohjelmia. Ohjelmien käyttö oli tehokasta verrattuna perinteisiin laskentamenetelmiin, koska niillä pystyttiin laskemaan tuhansia laskutoimituksia lyhyessä ajassa.
Moottorin testaamiseen ja simulointiin haluttiin käyttää mahdollisimman paljon aikaa ennen sen sijoittamista varsinaiseen autoon. Tällä tavoin saatiin verrattaen lyhyt suunnittelu- ja testiaikataulu käytettyä mahdollisimman hyvin hyödyksi.
Käytännön testaaminen ja kilpailuista saatu palaute osoitti, että auton suorituskykyä ja käsiteltävyyttä saatiin parannettua huomattavasti vuoden 2006 autoon verrattaessa.
Vuoden 2007 moottorin kehitystyön tuloksena havaittiin vapaasti hengittävän moottorin olevan kilpailukykyinen Formula Student -kilpailuluokassa verrattaessa turboahdetun moottorin käyttämiseen.