Študentski električni dirkalnik s štirimi motorji in planetnim gonilom

Študentska formula (Formula Student) in njena tekmovanja potekajo že dolgo. Tudi naša ekipa, Superior Engineering, na tem tekmovanju sodeluje že vrsto let. Pisali smo, da jim je šlo letos zelo dobro, da so v konkurenci več deset univerz dosegli skupno sedmo mesto, v eni od disciplin, autocross, pa celo tretje. V svoji delavnici v študentskem kampusu ob Pivovarni Union so nam o tekmovanju, o letošnjem dirkalniku, o novi ciljih povedali še kaj več.

»Naša študentska ekipa je začela delovati leta 2015, z bencinskim dirkalnikom je bila uspešna, tudi nato z drugim modelom na isti pogon, tega ravno obnavljamo. Potem smo se odločili, da gremo na elektriko. To je bil zahteven preskok, ne gre le za to, da vgradiš električni motor, ampak je treba dobiti znanje, kako pripravili baterijo, visokonapetostne povezave. Tako smo pripravljali električne dirkalnike, nekateri so bili uspešni, ekipa je lepo rasla tja do leta 2020. Potem je med najboljšimi ekipami na svetu postal standard pogon na vsa štiri kolesa, ki je hitrejši. Lani smo dobili možnost, da se pogona na vsa kolesa lotimo tudi mi,« za začetek razložita Lan Jenčič, vodja ekipe, in Rok Hernaus, ki vodi njen tehnični del, sicer oba študenta strojništva.

S planetnim gonilom do ustreznega razmerja

Kaj je bil pri tem največji izziv? »Prej smo imeli dva motorja v šasiji zadaj, enega za levo zadnje kolo, enega za desno, motorja in kolesi so bili povezani s polosjo. Tokrat imamo skupaj štiri motorje, vsak je ob enem od koles, motorji so tudi bistveno manjši,« pojasnjuje Lan Jenčič. »Glavni izziv, ki smo ga morali rešiti, je bil, da gremo z 20.000 obratov na neke obrate, ki so za nas primerni, tudi glede na dimenzije koles. S planetnim gonilom oziroma ustreznim razmerjem dobimo redukcijo v vrtljajih, kar pomeni sorazmerno povišan navor, ta pa pomeni večje pospeške. Glede na zahteve tekmovanja to potrebujemo bolj kot nekoliko večjo končno hitrost,« razlaga Rok Hernaus.

Na letošnjem tekmovanju v Italiji je šlo naši ekipi najbolje v dinamičnih disciplinah. FOTO: Fakulteta za strojništvo

Vrtenje koles je treba verjetno med seboj usklajevati, da gre formula dobro skozi ovinek? »V bistvu krmilimo navor na posamezno kolo glede na to, kaj se dogaja z avtomobilom. Ko je treba z njim zaviti levo, na primer, se kolesi na desni strani vrtita bolj oziroma dajeta več navora, zato da se avto hitreje obrne. To pomaga pri večji hitrosti skozi ovinek, voznik je bolj zadovoljen s tem, na koncu je hitrejši. V ozadju imamo kontrolne algoritme, ki temeljijo na podatkih, ki jih dobimo od tipal na avtu. Samo za tako imenovani torque vectoring imamo vsaj deset tipal,« razlagata sogovornika.

Pravilnik o dirkalniku in tekmovanju ima sto strani

Za pripravo študentske formule so vnaprej določene specifikacije, pravilnik ima približno sto strani. Vse temelji na pravilniku FSG (Formula Student Germany). Določena je na primer medosna razdalja, moč baterije je omejena na 80 kW, določeni so gabariti aerodinamičnih komponent, točno so definirane varnostne zahteve, nenazadnje tudi način tekmovanja.

Tekmovanje ima več delov, naši ekipi je šlo najbolje pri dinamičnih disciplinah. Ena je, da čim hitreje prevozijo 75 metrov, druga je vožnja osmice, potem je autocross, kvalifikacijski krog, ki ga voznik prvič vidi šele na dan tekmovanja, pa endurance, ki obsega 22 krogov, dolgih približno kilometer; v tem primeru vozita dva voznika, ki se na polovici discipline zamenjata.

Rok Hernaus, ki vodi tehnični del, Lan Jenčič, vodja ekipe, oba študenta strojništva, ter Mitja Nastran, letos v ekipi vodja elektrotehnike, sicer pa študent fakultete za elektrotehniko. Fantje uživajo v tem, to je pač strast. FOTO: Gašper Boncelj

Proge so razmeroma zaprte, zato dinamiko 200-kilogramskega dirkalnika zaznamujejo predvsem pogosto pospeševanje iz zavojev in intenzivni pojemki pred naslednjo oviro. Vozijo seveda vedno študenti, člani ekipe, ki sodelujejo pri delu, razvoju, morajo pa vendarle imeti nekaj tekmovalnega občutka.

Dinamične in statične discipline

Poleg dinamičnih so del tekmovanja še statične discipline. Ena teh je predstavitev dizajna avtomobila pred sodniki, ki pridejo iz (športne) avtomobilske industrije. Naslednja zajema predstavitev proizvodnje in izbranih rešitev, celoten popis avtomobila, do zadnje matice. Nazadnje morajo predstaviti še poslovni načrt in sodnike prepričati, da bi kupili njihov izdelek.

V ekipi Superior Engineering sodelujejo študenti različnih fakultet ljubljanske univerze, največ s strojne in elektrotehniške, vseh skupaj je čez 70, okoli 50 je res aktivnih. Nekateri v ta izdelek na leto vložijo tudi tisoč ur dela, a so v ekipi hvaležni vsakemu, ki pomaga. »Ko je akcija, delamo na 150 odstotkov, ko pa ne delamo, se imamo na 150 odstotkov dobro. Vse to na koncu drži ekipo skupaj. Uživamo v tem, to je strast, sicer nas ne bi bilo tu,« pravi Lan Jenčič.

Letošnji cilj je več pogonskih sklopov pripraviti v lažji izvedbi. FOTO: Gašper Boncelj

Kaj pa je cilj pri novem avtu, ki ga že pripravljajo? »Vemo, kaj smo naredili dobro in kaj moramo še izboljšati. Tokrat je glavni cilj masna optimizacija, pa seveda še dodatna izboljšava elektronskih algoritmov in voznih lastnosti dirkalnika. Vse to nam bo omogočilo, da se naša ekipa znova zavihti v sam svetovni vrh,« zaključi Rok Hernaus.