Formula Student este o competiție internațională de design pentru studenți, în cadrul căreia echipe universitare din întreaga lume dezvoltă, construiesc, prezintă și operează propriile mașini de curse. Echipa ELBFLORACE Formula Student de la TU Dresden este una dintre acestea. Fondată ca asociație înregistrată în 2006, aproximativ 80 de studenți sunt implicați activ în proiect în fiecare an și construiesc deja al 18-lea vehicul pentru sezonul 2025/26. Acesta se va deplasa complet electric pe circuitele de curse din Europa. Într-o comparație globală, performanțele lor îi plasează de ani de zile în primele 10 %. Aceste rezultate ar fi imposibile fără sprijinul universității și al sponsorilor din industrie, inclusiv ACE.

Vehiculul din sezonul precedent, EFR17ed05, cunoscut și sub numele de "ZoE", cântărește doar aproximativ 168 kg și a accelerat de la staționare la 100 km/h în mai puțin de 2,3 secunde în vara anului 2025 cu ajutorul a patru motoare de butuc de roată răcite cu apă de 35 kW fiecare, invertoare dezvoltate in-house și o monococă din plastic ranforsat cu fibră de carbon (CFRP). Pentru a controla viteza mașinii de curse, șoferul are la dispoziție o pedală de accelerație și una de frână. În plus, acționarea este susținută de mai multe comenzi dezvoltate de sine, care, de exemplu, monitorizează alunecarea anvelopelor sau permit viraje mai agile prin vectorizarea cuplului.

Designul pedalei și arcurile cu gaz pentru cerințe speciale

În comparație cu un autoturism standard, pedalele sunt conectate la vehicul într-un mod semnificativ diferit, au o cursă a pedalei diferită și, de asemenea, îndeplinesc cerințe mai ridicate pentru a oferi șoferului o experiență de conducere adecvată. De exemplu, trebuie luate în considerare vibrațiile mai mari, răspunsul dinamic al vehiculului și o oboseală fizică cât mai redusă pentru șofer. Ambele pedale sunt montate pe propriile cărucioare, astfel încât poziția lor să poată fi reglată în mod optim pentru schimbarea șoferilor.

Pentru a accelera mașina de curse, șoferul are o pedală fabricată din CFRP, care este montată pe o sanie imprimată 3D, de asemenea fabricată din CFRP, pentru a se deplasa pe șinele tuburilor din CFRP. Punctul de pivot al pedalei se află la călcâiul șoferului, sub forma unui bolț dopat magnetic. Rotirea pedalei și, prin urmare, a șurubului este determinată redundant prin intermediul a doi senzori Hall de concepție diferită. Două arcuri industriale paralele de presiune a gazului stabilizează cursa pedalei și oferă conducătorului o rezistență mecanică suplimentară pentru experiența de condus. Această rezistență poate fi adaptată la feedback-ul șoferului. ACE Stoßdämpfer GmbH este un susținător important în acest domeniu al designului mașinilor de curse, sponsorizând ELBFLORACE e.V. de mai mulți ani cu arcurile cu gaz industrial GS-10-20-AD-100N și GS-12-20-AD-100N. Contactul cu compania este întotdeauna simplu, politicos și presărat cu informații valoroase, pentru care echipa este foarte recunoscătoare.

Elemente de mașină compacte și ușoare pentru o integrare optimă

Din cauza regulamentelor Formula Student și a cerințelor de siguranță asociate, libertatea de proiectare a pedalei de frână este limitată. În consecință, pedala, căruciorul și șina sunt fabricate din aliaj de aluminiu EN-AW-7075 și doar ghidajele piciorului sunt fabricate din CFRP. Atunci când pedala de frână este apăsată, un senzor de forță cu diafragmă montat în serie este acționat până la forța definită de resortul individual de presiune a gazului. mașina de curse este frânată, iar energia este recuperată prin intermediul semnalului de ieșire al celulei de sarcină și al recuperării celor patru motoare electrice. Frânarea mecanică este inițiată prin intermediul celor două cilindri principali de frână pentru circuitele de frână față și spate numai atunci când forța de frânare este depășită și, ca urmare, resortul de presiune a gazului se deplasează semnificativ.

În special, forța de inserție definită atunci când tija pistonului este extinsă și distanța neglijabilă până când aceasta este atinsă justifică utilizarea arcurilor cu gaz pentru Formula Student Team ELBFLORACE. Acest lucru asigură faptul că procesul de frânare mecanică și pierderea de energie asociată este inițiată numai la presiunea proiectată a pedalei. În plus față de ELBFLORACE, amortizoarele cu gaz pot fi găsite și în vehiculele de Formula Student ale numeroase alte echipe. Toate acestea profită de faptul că arcurile cu gaz sunt compacte și ușoare în comparație cu alte tipuri de arcuri. Acest lucru le permite să fie utilizate în partea frontală îngustă a mașinilor de Formula Motorsport.

Datorită presiunii gazului reglabilă individual prin intermediul unei supape de umplere și a înlocuirii simple a întregului arc, ELBFLORACE este flexibil atunci când vine vorba de modernizarea pedalelor. Dimensiunea arcului cu gaz este independentă de forța de extensie și retragere în cadrul domeniului de aplicare. Arcurile cu gaz de la ACE Stoßdämpfer GmbH nu necesită întreținere, iar durata lor de viață depășește cu mult perioada unui sezon, chiar și în cazul utilizării intensive.

Arcurile cu gaz realizate din materiale ușoare în viitor?

Pe scurt, ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V. arată cum tehnologia inovatoare și procesele de dezvoltare specifice pot obține performanțe de top într-un mediu studențesc. Cu ajutorul unei echipe extrem de motivate și al utilizării de materiale și tehnologii de ultimă generație, în fiecare an sunt dezvoltate vehicule care stabilesc standarde în ceea ce privește construcția ușoară, tehnologia de propulsie și ingineria de control. Combinația dintre cunoștințele teoretice și aplicarea practică nu numai că pregătește în mod optim studenții pentru viitorul lor profesional, ci și promovează progresul tehnologic în domeniul motorsportului electric și autonom.

Pentru a optimiza în continuare construcția ușoară, ar fi de dorit ca ELBFLORACE e.V. să participe la dezvoltarea arcurilor de gaz din materiale ușoare și să le implementeze în vehicule în viitor. Sprijinul continuu și cooperarea strânsă cu parteneri industriali precum ACE subliniază importanța proiectului pentru educație și spiritul de inovare în universitățile din întreaga lume.