Kevytajoneuvon ajodynamiikka

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena on suunnitella ajodynamiikkaa kevytajoneuvolle. Tähän sisältyy ohjausgeometria, ajotilapiirros sekä jarrujen ja ripustuksen mitoittaminen. Ajoneuvo on nelipyöräinen, sähköavusteinen velomobiili, joka kantaa kaksi polkijaa sekä matkatavarat. Siihen pätevät samat ajodynamiikan ja ohjausgeometrian laskelmat kuin raskaampiinkin nelipyöräisiin ajoneuvoihin.

Ajotilapiirrokseen summataan kaikki ajovastukset ja verrataan niitä ajoneuvon suorituskykyyn. Näin saadaan selville esimerkiksi ajoneuvon kyky nousta tietyn jyrkkyyden mäkeä ylös eri vaihteilla. Piirrokseen voi myös lisätä ja vaihtaa ajoneuvon ominaisuuksia, jotta suorituskyvystä saadaan kuva teoriassa ennen kuin muutos tehdään todelliseen ajoneuvoon.

Ohjausgeometriassa lasketaan tarvittavat pyörien kulmat trigonometrian avulla. Laskut auttavat myös ripustuksen suunnittelussa.

Opinnäytetyön aikana valmistettiin yksi prototyyppi, jonka ajodynamiikka perustuu tämän työn laskelmille.

The objective of this thesis was to plan driving dynamics for a velomobile. This includes calculating steering geometry, creating a performance sheet, and selecting the most suita-ble brakes and suspension. The velomobile is a four-wheel vehicle that is driven by two passengers with pedals, which power the back wheels, and has also electric motors to drive the front wheels. The same driving dynamics and steering geometry calculations apply in this vehicle as in heavier four-wheel vehicles.

The vehicle performance sheet consists of all the resisting forces summed and the vehi-cle’s own ability to push against the resisting forces. One can, therefore, tell from the per-formance sheet how well the vehicle is able to climb at a specific angle at different gear ratios. It is also possible to add modifications to the sheet and see performance results in theory before adding the modifications to the actual vehicle.

The correct steering geometry angles are calculated with trigonometry. The calculations also help with the suspension design.

During this project one prototype was built based on these driving dynamics calculations.