Sähkökäyttöisen Formula SAE -kilpa-auton moottoreiden suunnittelu ja valmistus
Koistinen, Sami (2013)
Koistinen, Sami
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013120520238
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013120520238
Tiivistelmä
Metropolia Ammattikorkeakoulun Metropolia Motorsport Formula SAE -tiimi siirtyi FSAE Electric -sarjaan kilpailukauden 2011 jälkeen päättäen kymmenvuotisen uransa polttomoottorisarjassa. Tässä insinöörityössä suunnitellaan ja valmistetaan tiimin ensimmäisen sähkökäyttöisen HPF013e-kilpa-auton moottorit. Raportti keskittyy moottoreiden mekaanisen rakenteen esittelyyn sekä valmistusteknisten ratkaisuiden esille tuomiseen.
Moottoreiden suunnittelu suoritettiin ABB Oy:n ja Metropolia Motorsport ry:n välisenä yhteistyönä vuonna 2012. Sähköinen mitoitus tehtiin ABB:n toimesta ja mekaaninen suunnittelu oli tiimin vastuulla. Mekaanisessa suunnittelussa ja mitoituksessa käytettiin DSS CATIA -3D-mallinnusohjelmistoa. Tämän lisäksi työssä sovellettiin analyyttisiä laskentamenetelmiä. Merkittävään osaan moottoreiden toteutuksessa käytetyistä ratkaisuista ideoiden ja tiedon lähde on ollut sarjan kilpailutapahtumat.
Suunnitelmien valmistuttua moottoreita valmistettiin yhteensä kolme kappaletta, joista ensimmäinen oli testikäyttöön tarkoitettu prototyyppi. Lopullisiin moottoreihin tehtäisiin suorituskykyä parantavia muutoksia testimoottorin perusteella, mutta kiireellisen aikataulun takia testausta ei suoritettu täydessä laajuudessa. Lopulliseen moottoriin tehtiin ainoastaan pieniä muutoksia.
Lyhyeksi jääneellä testikaudella autoa vaivanneita tekniikkaongelmia ei saatu riittävän ajoissa korjattua, minkä vuoksi kilpailumenestys jäi heikoksi. Siitä huolimatta autoon val-mistetut moottorit toimivat pääasiassa täydellisesti, vaikka täyttä potentiaalia ei koskaan saatu käyttöön ongelmien vuoksi.
Moottoreiden suunnittelu suoritettiin ABB Oy:n ja Metropolia Motorsport ry:n välisenä yhteistyönä vuonna 2012. Sähköinen mitoitus tehtiin ABB:n toimesta ja mekaaninen suunnittelu oli tiimin vastuulla. Mekaanisessa suunnittelussa ja mitoituksessa käytettiin DSS CATIA -3D-mallinnusohjelmistoa. Tämän lisäksi työssä sovellettiin analyyttisiä laskentamenetelmiä. Merkittävään osaan moottoreiden toteutuksessa käytetyistä ratkaisuista ideoiden ja tiedon lähde on ollut sarjan kilpailutapahtumat.
Suunnitelmien valmistuttua moottoreita valmistettiin yhteensä kolme kappaletta, joista ensimmäinen oli testikäyttöön tarkoitettu prototyyppi. Lopullisiin moottoreihin tehtäisiin suorituskykyä parantavia muutoksia testimoottorin perusteella, mutta kiireellisen aikataulun takia testausta ei suoritettu täydessä laajuudessa. Lopulliseen moottoriin tehtiin ainoastaan pieniä muutoksia.
Lyhyeksi jääneellä testikaudella autoa vaivanneita tekniikkaongelmia ei saatu riittävän ajoissa korjattua, minkä vuoksi kilpailumenestys jäi heikoksi. Siitä huolimatta autoon val-mistetut moottorit toimivat pääasiassa täydellisesti, vaikka täyttä potentiaalia ei koskaan saatu käyttöön ongelmien vuoksi.