Formula Student kilpa-auton alustan suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyössä suunnitellaan Formula Student kilpa-auton alusta. Tavoitteena oli suunnitella alustasta kilpailukykyinen ja tehdä hyvä pohja tulevien vuosien jatkokehitykselle.

Työn tilaajana oli TAMK Formula Student Ry, joka on Tampereen Ammattikorkeakoulun opiskelijoista koostuva yhdistys ja se kilpailee Formula Student kilpaluokassa. Formula Student kilpaluokka on korkeakoulu-tasoisille opiskelijoille tarkoitettu luokka, jossa kilpaillaan itse valmistetulla formula-tyylisellä kilpa-autolla. Kilpailut koostuvat dynaamisesta ja staattisesta osuudesta. Staattisessa osuudessa pisteisiin vaikuttaa muun muassa auton suunnittelu, auton valmistuskustannukset ja markkinointiosuus. Dynaamiseen osuuteen kuuluu ajosuoritukset.

Työssä käydään läpi alustan perusteoriaa, johon kuuluu muun muassa rengasdata, pyöränkulmat, alustageometria ja ohjausgeometria. Lisäksi käydään läpi suunnittelun eri vaiheet ja laskut, joita suunnittelussa käytettiin. Laskuihin kuuluu pyöränkuormien, ohjausgeometrian, jousien jäykkyyden ja kallistuksenvakaajien laskenta. Opinnäytetyössä perehdytään myös alustan suunnittelu ohjelma Optimum Kinematicsin käyttöön, sekä alustan osien suunnitteluun Catia-ohjelmalla.

In this thesis there will be designed the suspension of a race car in the Formula Student class. The objective was to make the suspension competitive and to make a good basis for the future design.

As a subscriber of the work was TAMK Formula Student Ry which is an association of the students of Tampere University of Applied Sciences. TAMK Formula Student Ry competes in Formula Student race class which is meant for the higher education students. In that race class competitors design and build a formula style race car. In the competition there is a static part and a dynamic part. In a static part of the competition the point-effecting things are planning of the car, the manufacturing costs of the car and the marketing. In the dynamic part pertains driving performances.

In this thesis the basics of car suspension are introduced to the reader. In the basics are included tire-data, wheel angles, suspension geometry and steering geometry. One also goes through the phases and calculations that were used in the design. The calculations include wheel loads, steering geometry, spring stiffness and anti-roll bar calculations. Use of the computer programs Optimum Kinematics and Catia are also introduced in this thesis.