Kilpa-auton rungon suunnittelu

Abstract

Tässä insinöörityössä suunniteltiin ja osin myös valmistettiin kilpakäyttöön tarkoitetun henkilöauton runko. Rungon perustana toimivat BMW E30 –korimallin henkilöauto, siihen valitut uudenmalliset alustakomponentit sekä käytössä ollut osittain valmis turvakehikko. Rungon suunnittelun päätavoitteiksi asetettiin turvallisuuden ohella kestävyys ja keveys.

Työssä käsitellään kilpa-auton rungon suunnittelua ja sen vaatimia valmisteluja sekä teräsputki- ja profiilirakenteiden käyttöä rungon suunnittelussa ja valmistamisessa. Lisäksi työssä tutustutaan 3D-mittausvarren ja jigipöydän käyttöön sekä hitsaamiseen, tietokoneella tehtävään lujuuslaskentaan ja 3D-mallintamiseen.

Suunnitteluprosessissa hankittujen mittojen perusteella tehdään erilliset 3D-mallit, joita toisiinsa vertaamalla suunnitellaan työlle asetetut tavoitteet täyttävä uusi runko. Suunnitellusta uudesta rungosta tehdään laserleikkausta varten valmistuspiirrustukset, joiden avulla putket laserleikkautetaan. Lopuksi laserleikatut putket yhdistetään toisiinsa jigipöydässä hitsaamalla.

Runko valmistui keväällä 2013 ja siihen suunnittelussa asetetut tavoitteet onnistuivat kiitettävästi. Rungon suunnittelun tiukan aikataulun vuoksi suunnittelussa kiinnitettiin erityistä huomiota valmiin rungon muokattavuuteen rungon valmistuttua. Tämän johdosta rungon ja sen pohjalle myöhemmin syntyvän kilpa-auton jatkokehitys on ollut mielekästä, sillä uusien komponenttien suunnittelu mittatarkan pohjarakenteen päälle on ollut helppoa.

This Bachelor’s thesis describes designing and partly building a race car chassis. The basis for the chassis is a BMW E30 –model passenger car, the new suspension components chosen for the project and a partly finished rollcage suitable for the car. The main goals for designing the chassis were safety, rigidity and lightness.

This thesis discusses designing a race car and what needs to be taken in consideration when trying to build one. Other topics are the usage of steel tubes, 3D -measuring devices, structural analysis, JIG-tables, welding and 3D-modeling.

The design process started by measuring every part needed for the project and converting them into separate 3D-models. Comparing these models in CAD-environment helped to create a new chassis that would meet the requirements set for the project. After the chassis was designed the model was converted into manufacturing drafts which were used to lasercut the new frame. The cut frame was then welded on a JIG-table.

The chassis was completed in spring 2013 and the goals set for the project were achieved. Because of the tight schedule in designing and building the frame, the frame was designed so that it would be easy to modify and implement new designs afterwards. In consequence of that, continuing building the chassis has been rewarding as designing new parts for a precise base is a straightforward and simple procedure.