Pisaralla Pisimmälle - Äärimmäisen polttoaineen pihistyksen keinotPisaralla Pisimmälle - Äärimmäisen polttoaineen pihistyksen keinot
Auto- ja liikennetoimittajat ry:n Syysseminaari 2000
051100 HNi
Pisaralla PisimmällePisaralla Pisimmälle
Voimassaolevat ennätystulokset: Erikoisajokkien taloudellisuusajo:• Kilpailussa on tarkoituksena käyttää sääntöjen puitteissa niin vähän
polttoainetta kuin mahdollista määrätyllä matkalla, sallitussa ajassa. Tulokset määräytyvät polttoaineen määrän mittaamisella
• Polttoaineena saa käyttää vain järjestäjän jakamaa polttoainetta, kaiken muun varastoidun energian käyttö on kielletty, kuten myös ajokin aerodynaamisen muodon muuttaminen. Polttoaineet (kauppalaatu):
– Bensiini 98okt. (+2%)– Dieselöljy– GPL
• Kilpailuluokat:– Avoin luokka: Yleiset rakennesäännöt– Perusluokka: Yleiset rakennesäännöt + lisärajoitukset:
• Kantavien rakenteiden materiaalit: teräs, alumiini, vaneri, puu, kuitumateriaalien käyttö on kielletty
• Kori- ja katemateriaalit: lasikuitu, puu, muovi, teräs, alumiini, kangas• Moottori: tehdasvalmisteiset pääkomponentit joita saa modifioida, polttoaineen
ruiskutus kielletty
• Kansainvälistä kilpailutoimintaa: (Nogaro (F), Bryssel (B), Silverstone (GB), Suzuka (J), Nokian Tyres Ltd test track (FIN)), maailmassa noin tuhat kilpailevaa joukkuetta
Avoin ME:
3486km/lLPTI La Joliverie (F)
Silverstone (GB), 1999
Perus ME:
1561km/lBS Mileage Marathon (FIN)
Nokian Tyres Ltd test track (FIN), 2000
Diesel ME:
2364km/lOptima Racing (F)
Nokian Tyres Ltd test track (FIN), 2000
Avoin SE:
1940km/lRemmi Team (FIN)
Nokian Tyres Ltd test track (FIN), 1998
Diesel SE:
1561km/lBS Mileage Marathon (FIN)
Nokian Tyres Ltd test track (FIN), 2000
051100 HNi
BS Mileage MarathonBS Mileage Marathon
Tiimin pyrkimyksenä on suunnitella, rakentaa ja jatkokehittää pisaralla pisimmälle ajokkeja mahdollisimman polttoainetaloudellisiksi sekä kilpailla niillä mahdollisimman menestyksekkäästi lajin kansainvälisissä kilpailuissa. Toimintansa ohessa tiimi tekee tunnetuksi yhteistyökumppaneitaan ja tarjoaa jäsenistölleen mahdollisuuden luovaan ongelmanratkaisuun sekä opitun käytäntöön soveltamiseen tekniikan vaativissa sovelluksissa.
1071km/l0,933dl/100km
BS01c
1200km/l0,833dl/100km
BS02a
1561km/l0,641dl/100kmBS02 'T-Rex'
642km/l1,557dl/100km
BS01b479km/l2,087dl/100km
BS01a
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
1996 1997 1998 1999 2000
km/l
BS Mileage Marathon
Iisakinkuja 3 A
FIN - 37560 Lempäälä
FINLAND
Tel. +358 3 316 0551 http://www.saunalahti.fi/~fmmc/BSMM
051100 HNi
Ajotekniikka - kilpailun kulkuAjotekniikka - kilpailun kulku
Case: CIRCUIT PAUL RICARD - LE CASTELLET• Kuusi 3208m ratakierrosta, kokonaismatka 19248m • Kokonaisajoaika 48’00’’, keskinopeus 25km/h• Korkeusero 16m• 25 kiihdytystä
Yleisin ajotekniikka on vaiheittain kiihdyttäminen:• Ajokki kiihdytetään radasta ja ajokista riippuen 30-40km/h nopeuteen, sammutetaan
moottori ja rullataan nopeuteen 10-20km/h, jolloin uusi kiihdytys ja rullaus...• Keskinopeusvaatimus on 25km/h
Kiihdytys 1.
8s, 20-33km/h
Kiihdytys 2.
9s, 18-33km/h
Kiihdytys 3.
9s, 20-36km/h
Kiihdytys 4.
2s, 21-25km/h
Lähtökiihdytys
15s, 0-25km/h
= Ylämäki
051100 HNi
Tekniset tekijätTekniset tekijätVierintä-vastus
Vierintä-vastus
Ilman-vastusIlman-vastus
Voimansiirronhyötysuhde
Voimansiirronhyötysuhde
Ohjaus-järjestelmät
Ohjaus-järjestelmät
Pinnan-karheusPinnan-karheus
KorinmuotoKorinmuoto
ReferenssialaReferenssiala
RenkaatRenkaat
LaakerointiLaakerointi
Pyörän-kulmat
Pyörän-kulmat
MoottorinhyötysuhdeMoottorin
hyötysuhde
MassaMassa
TerminenhyötysuhdeTerminen
hyötysuhdeMekaaninenhyötysuhde
Mekaaninenhyötysuhde
Polttoaineenkulutus - Tekniset tekijätPolttoaineenkulutus - Tekniset tekijät
Hyvä pisaralla pisimmälle ajokki...
• … omaa hyvät rullausominaisuudet
• … omaa suuri hyötysuhteisen moottorin
• … omaa pienen ilmanvastuksen
• … on kevyt (1kg 0,5% tuloksessa)
• … on tulosluotettava
051100 HNi
HyvyyssuhdeHyvyyssuhde
Inhimilliset tekijätInhimilliset tekijät
VirheetVirheet
TiimiTiimi
Työn laatuTyön laatu
ToimittajatToimittajat
KuljettajaKuljettaja
AjotapaAjotapa
Polttoaineenkulutus - Inhimilliset tekijätPolttoaineenkulutus - Inhimilliset tekijät
Hyvä pisaralla pisimmälle kuljettaja...
• … kykenee tasaisiin ajosuorituksiin
• … ’näkee’ radan muodot ja vallitsevat ympäristöolosuhteet
• … kykenee muuntamaan ajosuorituksen aikana tekemänsä havainnot konkreettisiksi säätöehdotuksiksi
• … nipistää kilpailutilanteessa tuloksesta sen viimeisen pisaran
051100 HNi
HeitotHeitotKarkeusKarkeus
PinnoitetyyppiPinnoitetyyppi
Ympäristö olosuhteetYmpäristö olosuhteet
IlmastoIlmastoRataRata
ProfiiliProfiili
XX YY
LämpötilaLämpötila
IlmaIlma
RataRata
IlmankosteusIlmankosteus
IlmanpaineIlmanpaine
TuuliTuuli
NopeusNopeus
SuuntaSuunta
PinnanlaatuPinnanlaatu
Polttoaineenkulutus - Ympäristö olosuhteetPolttoaineenkulutus - Ympäristö olosuhteet
Optimi suoritus sääolosuhteet:• Kuiva radan pinta• Puolipilvinen• Korkea ilmanpaine• Suuri ilman suhteellinen kosteus• Tyyni• Lämpötila 20-25°C
Ennätysrata:
• Vanha, tasainen asfalttipinta
• Pienet korkeuserot, ei jyrkkiä nousuja/laskuja - ei suuria nopeuksia
• Ei jyrkkiä mutkia, kiihdytyspisteet suorilla
051100 HNi
Polttoaineenkulutukseen vaikuttavat tekijätPolttoaineenkulutukseen vaikuttavat tekijät
• Valitse parhaat komponentit ja materiaalit
• Kompromissiton suunnittelu
• Automatisointi
• Standardisointi
• Työvälineiden laatu
• Koulutus
• Olosuhteiden vaikutuksen minimointiin pyrkivä suunnittelu
• Säätöjärjestelmät
Tekniset tekijätTekniset tekijät Ympäristö olosuhteetYmpäristö olosuhteetInhimilliset tekijätInhimilliset tekijät
Automatisointi
dtv
dtvBgamvAcgfmb
B
rwv
e
e
sin2
cos1 2
Matkakulutus
Moottori
Voimansiirto
Vierintävastus
Ilmanvastus Nousuvastus
Kiihdytysvoima Jarruvastus
051100 HNi
Aerodynaaminen vastus vs.vierintävastusAerodynaaminen vastus vs.vierintävastus
Aerodynaaminen vastus ja vierintävastus ajokin nopeuden funktiona
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Ajokin nopeus [km/h]
Va
stu
s [
N]
Aerodynaaminen vastus
Vierintävastus
051100 HNi
Vierintävastus 1.Vierintävastus 1.051100 HNi
Test results by Hisanori Nakane / Fancy Carol (J)
Vierintävastuksen riippuvuus ilmanpaineesta
738 750
Ilmanpaine [mmHg]
Vie
rin
täv
as
tus
vierintävastus
0,0005
Ilman lämpötilan vaikutus vierintävastukseen
0 30
Lämpötila [C]
Vie
rin
täva
stu
s
vierintävastus
0,0005
Ilmankosteuden vaikutus vierintävastukseen
30 80Suhteellinen ilmankosteus (%)
Vie
rin
täva
stu
s
vierintävastus
Lin.(vierintävastus)
0,0005
Vierintävastus 2.Vierintävastus 2.051100 HNi
Rengaspaineen vaikutus ajokin rullaukseen
5 10
Renkaan ilmanpaine [bar]
Ajo
kin
ru
llaa
ma
ma
tka
[m
]
Ajokin rullaama matka [m]
5 m
Renkaan kuluneisuuden vaikutus vierintävastukseen
17 22
Kuorma [N]
Vie
rin
täv
as
tus
Kulunut rengasUusi rengas
0,0005
Vanteen leveyden vaikutus vierintävastukseen
17 22
Kuorma [N]
Vie
rin
täv
as
tus
20 x 1 3/8"20 x 1 1/8"
0,0001
Sisärengastyypin vaikutus vierintävastukseen
120 180 240 320 400
Kuorma [N]
Vie
rin
täva
stu
s
ButyylisisärengasLatex-sisärengas
0,0005
Test results by Hisanori Nakane / Fancy Carol (J)
Vierintävastus 3.Vierintävastus 3.051100 HNi
Värähtelyn vaikutus vierintävastukseen
50 100 150 200 250
Radiaalivoima [N]
Vie
rin
täv
as
tus
Pienet värähtelytSuuret värähtelyt
0,0005 50
Rengaskoon vaikutus vierintävastukseen
17 22
Kuorma [N]
Vie
rin
täv
as
tus
20x1,75"18x1 3/8"16x1,75"
0,0001
Test results by Hisanori Nakane / Fancy Carol (J)
Laakerien halkaisijan vaikutus vierintävastukseen
Kuorma [kg]
Vie
rin
täv
as
tus
6 mm
8 mm
0,0005
3,0
Aurauskulman vaikutus vierintävastukseen
80
100
120
140
160
180
200
0 0,25 0,45
Aurauskulma [deg.]
Vie
rin
täva
stu
s (%
)
Vierintävastus (%)
BS02bBS02b
Yleiset tekniset tiedot
Layout Vetävä takapyörä, kaksi ohjaavaa etupyörää
Runkorakenne Itsekantava kotelorakenteinen alumiinirunko, 6,9kg
Korirakenne Ajokin runkorakenteen ja pyörät peittävä kaksiosainen korirakenne.Valmistusmateriaali lasikuitu, balsa- ja mikropallojäykisteet, 7,5kg
Voimansiirto Yksiportainen, ketjuvoimansiirto, kuiva monilevykytkin kampiakselilla,vapaakytkin takapyörässä
Renkaat Michelin Eco-Marathon Special 44-406, latex –sisärenkaat
Jarrut Hydraulitoimiset takapyörään vaikuttavat vannejarrut, kaksi erillistäjarrupiiriä
Massa 48kg kilpailuvarustuksessa ilman kuljettajaa
Moottori
Tyyppi Nelitahtinen, vakiokomponenteista koostettu prototyyppimoottori
Numeeriset tiedot Iskutilavuus: 48cm3, teho: 1,2kW / 4000RPM, vääntö: 2,8Nm /2400RPM, puristussuhde: 15
Venttiilikoneisto SOCH, kaksi venttiiliä
Voitelujärjestelmä Märkäsumppuvoitelujärjestelmä, sylinterinkannessa pisaravoitelu
Polttoainejärjestelmä Kaksiluistinen mekaanisesti ohjattu kaasutin, polttoainesäiliö 30ml,polttoaine 98E kauppabensiini
Sähköjärjestelmä DENSO –suorasytytys, 12V 6Ah lyijyhyytelöakku, sähkökäynnistys
Moottorinohjausjärjestelmä Tietokoneella uudelleenohjelmoitava Haltech moottorinohjausyksikkö,jossa pyörimisnopeuden funktiona muuttuva sytytysennakko, imusarjanalipaineanturointi, tiedonkeruu
051100 HNi