Hjulfjädrar och stötdämpare till Formula Studentbil

• Main Authors: Hallgren, Richard, Kjellman, Henrik
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) 2007
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-171954

Formula Student är en årligt återkommande biltävling som Kungliga Tekniska högskolan med sitt lag KTH Racing varit delaktig i de senaste åren. Tävlingen består av flera delmoment och en viktig del är att motivera valet av tekniska inklusive fjädrar och stötdämpare. Ännu har inte valet motiverats med annat än intuition. Syftet med rapporten är att motivera detta val samt att förklara hur stötdämparens olika inställningsmöjligheter kan påverka bilens beteende.Arbetet gick till stor del ut på att samla information om olika fjädertyper och stötdämpare samt hur köregenskaper kan påverkas av dessa. Analys av fjädertyper gjordes med hjälp av böcker, handräkning och datorprogrammen ANSYS, MATLAB och Solid Edge. För att hitta information om stötdämpare har teori inhämtats från internet och genom ett studiebesök på Öhlins. Teorier och koncept har också diskuterats med nuvarande deltagare i KTH Racing och Lars Jansson på Öhlins.Av de resultat och analyser som gjorts framgår att de intressanta fjädertyperna är skruvfjädrar, bladfjädrar och gasfjädrar. Både tallriksfjädrar och torsionsstavar väger för mycket.Det ena konceptet som tagits fram är en cykelstötdämpare med luftfjäder istället för de stötdämpare med skruvfjädrar från Öhlins som använts tidigare. Eftersom krafterna de utsätts för i formelbilen inte är värre än vad stötdämparna är designade för att klara på en cykel är det rimligt att anta att de kommer att hålla. En djupare analys av detta bör dock göras om KTH Racing väljer att gå vidare med konceptet. De cykelstötdämpare som bör passa KTH Racing är RockShox Ario 2.1, Cane Creek AD-12 och DT Swiss SSD Carbon.Det andra konceptet är en integrerad bladfjäder som ersätter de undre A-armarna och använder antingen en konventionell skruvfjäderstötdämpare där fjädern tagits av eller en luftfjäderdämpare. Detta är ett tekniskt intressant koncept som inte är vanligt bland dagens bilar, men som tidigare har använts inom annan motorsport. === Formula Student is an annual motorsport event in which the Royal Institute of Technology competes with its team KTH Racing. The competition consists of different categories, one of these include motivating the cars design including suspension and springs. As of yet this choice has not been motivated with other than intuition. The purpose of this report is to motivate the choice of suspension and springs and how the shock absorbers settings can be adjusted to influence the performance of the car.The main part of the project was to gather information about different spring types and shock absorbers and how they affect road handling. The spring analysis was made with calculations and computer software, such as ANSYS, MATLAB and Solid Edge. Theory regarding shock absorbers have been gathered from internet and visit at Öhlins. Theories and concept have been discussed with KTH Racing and Lars Jansson at Öhlins.From the results and the analysis that has been done the conclusion is that the interesting spring types are coil springs, leaf springs and gas springs. Both Belleville springs and torsion bars weigh too much.One of the concepts for suspension and springs for KTH Racing is a mountain-bike shock absorber with air spring instead of the earlier coil over shocks from Öhlins. Since the forces they are subjected to in the Formula Student car is similar to what they are designed to cope with on a mountain-bike it is reasonable to assume they will hold up. A deeper analysis of this should however be done if KTH Racing decides to go through with this concept. The following shock absorbers should fit KTH Racings needs, RockShox Ario 2.1, Cane Creek AD-12 and DT Swiss SSD Carbon.The other concept is a integrated leaf spring which replace the lower A-arm and utilise either a conventional coil over shock without the coil spring or a air spring damper. This design is not regularly used in Formula Student but has been used in other motorsports.