Formula SAE -kilpa-auton pyöräntuennan osat ja jarrujärjestelmä

Abstract

Tämän insinöörityön tarkoituksena oli suunnitella Metropolia Ammattikorkeakoulun Formula SAE -kilpa-auton pyöräntuennan osia ja jarrujärjestelmä. Tavoitteena oli suunnitella jousittamattomalta massaltaan kevyt ja jäykkä pyöräntuennan ulkopää, joka olisi rakenteellisien ratkaisujensa ansiosta helppo huoltaa ja ylläpitää.

Koska jarrujärjestelmän mitoitusperiaatteet on käyty läpi jo aikaisemmin valmistuneissa insinööritöissä, keskitytään tässä työssä kevyemmän ja paremmin huollettavan järjestelmän suunnitteluun ja toteutukseen sekä uudenlaisen jarrutasapainonsäätömenetelmään.

Ensin käydään läpi koko auton suunnittelulle asetetut tavoitteet. Tämän jälkeen pureudutaan Formula SAE -sarjan sääntöjen asettamiin raja-arvoihin. Seuraavaksi käydään läpi pyöräntuennan tehtävät yleensä sekä HPF008-auton pyöräntuennan osien suunnittelu- ja valmistusprosessi.

Tämän jälkeen luodaan katsaus ajoneuvon jarrujärjestelmän tehtäviin yleensä, jonka jälkeen käydään läpi jarrujärjestelmän suunnittelu.

Lopussa kerrataan testikausi ja kilpailumenestys Formula SAE 2008 -kilpailussa. Viimeiseksi kerrotaan suunnittelun onnistuminen ja pohditaan mahdollisia parannuskohteita.

Kilpa-auton suunnittelussa onnistuttiin hyvin ja asetetut tavoitteet auton painonsäästön suhteen saavutettiin. Sekä pyöräntuennan osat että jarrujärjestelmä toimi pääasiassa luotettavasti.

The aim of this graduate work was to design suspension components and brake system for a Formula SAE race car. The goal was to design an upright and a wheel hub that would feature low unsprung mass and rigidity. This system should be designed so that it would be easily maintained and set up.

The design priciples of an automotive brake system has been presented in the graduate works from previous years. That is why this graduate work consentrates on a brake system that would be easier to maintain and lighter. This work also presents a new way to control the brake balance.

In the beginning we go through the set design goals for the whole car. After that we go through the boundaries set by the Formula SAE rules. Then we go through what are the general requirements for an automotive suspension system and also the design and manufacturing process of Helsinki Polytechnic Formula SAE race car suspension parts.

After that the general requirements for an automotive brake system are presented and then we take a look at the desing process of the brake system for a Formula SAE race car.

In the final section we go through the testing season and the competition in Detroit. Last we take a look at how the system worked in real life and present some improvements for the future.

The design of the race car was a succes and the target to reduce weight was reached. For most occasions the brake system and the suspension components were reliable.