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