Zpět na úvod

Před ČVUT v Praze se proháněly studentské formule a motocykly

Oleje a maziva

Ve středu 6. října se v rámci Závodního dne ČVUT v ulici Technická již tradičně veřejnosti předvedly při exhibičních jízdách závodní speciály studentských týmů z ČVUT. Během dynamických ukázek se představila spalovací formule CTU CarTech z Fakulty strojní, elektricky poháněná formule řízená jezdcem, a také autonomní formule týmu eForce FEE Prague Formula z Fakulty elektrotechnické a spalovací a elektrické silniční závodní motocykly z dílny týmu CTU Lions z Fakulty dopravní.

Celou akci odstartovalo úvodní slovo zástupců vedení ČVUT v čele s rektorem doc. RNDr. Vojtěchem Petráčkem, CSc. Zástupci jednotlivých týmů představili své monoposty a odprezentovali své výsledky letošní sezóny roku 2021.

Tým CTU CarTech odstartoval sezonu obhájením vítězství na českém závodě FSCzech v Mostě, kde měl ze všech týmů nejrychlejší monopost v disciplínách Autocross a Endurance. Na maďarském závodě FSEast na Hungaroringu se tým CTU CarTech ve světové konkurenci umístil celkově na třetím místě. Na třetím závodě FS Alpe Adria v Chorvatsku, kde monopost FS.13 opět dominoval hned ve dvou dynamických disciplínách, týmu uniklo prvenství kvůli technické závadě na řízení a nakonec i přes ztracené body z hlavní disciplíny skončil CTU CarTech na pátém místě v celkovém hodnocení.
Shell Helix je hrdým partnerem týmu CTU CarTech.

Cartech_05

Monopost FS.13 týmu CTU CarTech je výsledkem dvouleté práce během pandemie, kdy se závody nekonaly. Tým CTU CarTech jako jeden z mála týmů zvolil strategii postavit monopost i během sezony bez závodů pouze pro testování nových komponentů a trénink servisního týmu a nových jezdců. Tak vznikl předchůdce letošního monopostu, formule s názvem FS.12. Tato cesta, i když poměrně časově náročná, se nakonec na závodech ukázala, jako rozhodující a týmu přinesla množství dat z testování a nových zkušeností pro tým, které se na závodech v letošní sezóně povedlo úspěšně zúročit.

Monopost FS.13 disponuje novým systémem odpružení a tlumení přední nápravy, které umožňuje izolovat klopné a vertikální složky jízdních sil. Díky tomu je možné chování auta precizněji a rychleji nastavit tak, aby byli piloti schopni vytěžit z monopostu co nejvíce mechanické přilnavosti ve všech disciplínách. Úpravy přední nápravy znamenaly také přechod ze systému pullrod na systém pushrod, tedy umístění systému odpružení v horní části auta. Díky tomu se také uvolnil prostor v dolní části vozu a povedlo se tak docílit většího průtoku vzduchu do aerodynamických podlah a na křídla po stranách kokpitu. Díky tomu a díky dalším optimalizacím aerodynamického paketu se aerodynamické skupině povedlo zvýšit celkový přítlak až o 20,4 % oproti poslednímu monopostu testovanému na závodním okruhu.

Pohonná jednotka - motor z motocyklu Yamaha R6 disponuje vačkami vlastního návrhu pro lepší průběh výkonové křivky. Z předchozích let tým převzal návrh titanových svodů a výfuku, karbonové sání a celkové snížení o 30 mm použitím suché vany s externím mazacím okruhem. Všechny tyto úpravy se podílejí na maximálním výkonu 59 kW, který je skrze novou čtyřstupňovou převodovku přenášen na zadní kola. Pro změnu převodu slouží poloautomatické řazení pádly pod volantem, které přešlo značnou optimalizací, díky které se povedlo výrazně snížit časy řazení. V závodním režimu dosahuje spotřeba benzinu 18 l/100 km.

Cartech_02

U závodního monopostu je kriticky důležitá nízká hmotnost a nízký moment setrvačnosti vozu. Díky použití karbonových kol společně s nízkoprofilovými pneumatikami se povedlo ušetřit až 8 kg rotačních hmot nejdéle vzdálených od těžiště monopostu. Spolu s dalšími konstrukčními úpravami na celém autě se celková hmotnost zastavila na pouhých 187 kg.

Oba týmy, CTU CarTech a eForce FEE Prague Formula, které konstruují závodní monoposty, se účastní soutěže Formula Student, jejíž závody se konají po celém světě. Studenti mezi sebou porovnávají síly nejen v jízdních disciplínách, ale pro celkový úspěch jsou neméně důležité dobré výsledky v disciplínách prezentačních. Studenti prezentují technický návrh závodního vozu, dále například i nákladovou studii, či business plán, kde se snaží produkt nabídnout potenciálním investorům. Soutěž reflektuje současné trendy průmyslu a studenti mnohdy svými inovacemi zaběhnutá řešení předbíhají.

Tým eForce představil svou jubilejní desátou generaci studentské formule FSE.X a autonomní monopost DV.01. V letní sezóně se tým zúčastnil pěti závodů, na kterých se mu podařilo navázat na úspěšnou předcovidovou sezónu. Pilotovanému vozu FSE.X se povedlo získat celkem dvě druhá místa na závodech na světoznámém španělském okruhu v Barceloně a při premiérové účasti na chorvatské FS AlpeAdria. S autonomní formulí se nám podařil historicky první úspěch, kdy jsme mezi silnou konkurencí obsadili 3. místo na závodech FS Czech na mosteckém autodromu a s oběma týmy jsme se letos vůbec poprvé zúčastnili nejprestižnějších závodů na německém Hockenheimringu.

Cartech_03

V sezóně 2020 tým zkonstruoval historicky první autonomní elektrickou formuli v České republice. Samořiditelný monopost vznikl za využití mechanického návrhu monopostu FSE.07, který ale po elektrické stránce prošel kompletní přestavbou. Nově vzniklá skupina v týmu se musela vypořádat s mnoha novými problémy jako snímáním a rozpoznáváním okolí, výpočtem ideální dráhy, samotným řízením nebo záchranným brzdovým systémem.

V letošní sezóně zůstává k detekci kuželů stereokamera a LiDAR. Hlavní výpočetní jednotku jsme vyměnili za výkonnější Zotac MAGNUS EN72080V, díky kterému jsme schopni rychleji zpracovávat snímaná data pomocí neuronových sítí. Zatáčení kol zůstalo mechanicky stejné, avšak díky posilovači řízení umístěném přímo ve svislé tyči řízení jsme nyní schopni přesně korigovat směr jízdy formule. Výsledkem všech snah a vylepšení je monopost splňující veškerá autonomní pravidla a schopný samostatné bezpilotní jízdy.

Sezóna 2021 pro pilotovanou divizi týmu znamenala kompletně přepracovaný koncept vozu oproti loňskému modelu FSE.09. Akumulátor se nyní nachází pod nohama pilota a díky lepšímu rozložení i ostatních jednotek v autě jsme snížili moment setrvačnosti o 12 %. Lehčí a kratší, o výrazných 45 centimetrů, je uhlíkový monokok sandwichové konstrukce nesoucí kompletně nový podvozek spolu s kolovou zástavbou. Motory Fisher jsou nyní umístěny přímo ve všech čtyřech kolech zasazené v topologicky optimalizovaných těhlicích z hliníkového 3D tisku. Na vše navazuje optimalizovaný aeropaket s několika možnostmi nastavení.
Změny v elektronice zdaleka neskončily umístěním menší a o 10 kg lehčí baterie. Těchto úspor mohlo být dosaženo použitím nových typů článků a vůbec poprvé využitím systému rekuperace. Celý trakční systém nyní funguje na vyšším napětí 600 V, čímž dosahuje nižšího rušení, menších ztrát a odlehčena mohla být také kabeláž.

Cartech_04

V neposlední řadě se na akci představil se svými prototypy tým CTU Lions účastnící se jako jediný v České republice soutěže MotoStudent. V letošním roce tým úspěšně dokončil stavbu svého nového prototypu EVO 2.0 Electric, který oproti konkurenci vyniká hlavně podelně umístěným motorem a souosým uložením zadní kyvné vidlice a hnacího řetězového kola. Se zmíněným motocyklem a celým jeho projektem se CTU Lions umístili ve španělském Aragonu na celkovém 12. místě z 45 účastníků. V dílčích kategoriích pak stojí za zmínku 15. místo v hlavním závodě, 8. místo v oblasti inovace proměnlivého rozvoru a 1. místo v sub-disciplíně business plánu.

Motostudent je mezinárodní soutěž studentských týmů. Úkolem je vyvinout a postavit závodní motocykl podle pravidel daných pořadatelem podobný kategorii Moto3. Jedna sezóna probíhá po dobu dvou let. Postupně se odevzdávají technické zprávy jako Concept development, Detailed design, Innovation project, Business Plan a Prototyping. Zprávy popisují celý proces vývoje od prvních skic až po testování vyvinutého prototypu. Sezóna je završena finálovým eventem na okruhu Aragon ve španělském Alcanizu. Finále zahrnuje technické přejímky statické, dynamické a administrativní, prezentace zpráv před odbornou komisí, testování profesionálním jezdcem. Jezdci se postupně utkávají v dynamických disciplínách testů akcelerace, brzdění, jízdy zručnosti, ale také přímo na trati při zajetí nejrychlejšího kola, maximální rychlosti, umístění v kvalifikaci a v prestižním závěrečném závodu s hromadným startem na trati v plnohodnotné konfiguraci MotoGP. Kromě hlavní soutěže se CTU Lions účastní i seriálu MotoEngineering Cup, který je určen pro úspěšně otestované prototypy soutěže MotoStudent, aby mohli dále porovnávat své motocykly na dalších španělských okruzích.

Všechny motocykly odpovídají kategorii Moto 3. Tým představil nový prototyp CTU Lions EVO 2.0 Electric s podélně uloženým motorem uchyceným na vlastní odlité a obráběné převodce se spirálovým soukolím zajišťující změnu rotace hlavní hřídele motoru o 90°. Samotná převodka současně tvořící hlavní uzel celého rámu včetně zavěšení zadního přepákovaného odpružení a uložené zadní kyvné vidlice, která je souosá s výstupním hnacím řetězovým kolečkem. Rám tvoří “3D puzzle” ze svařovaných hliníkových deskových výpalků. Rám dovršuje technologická inovace proměnlivého rozvoru skrývající se ve výměnných vložkách horních brýlí v kombinaci s rotaci umožňující brýlí spodních. Hlavní výhodou je rychlost změny úhlu přední vidlice v rámci minut. Motocykl disponuje špičkovým výkonem až 42 kW v 8000 ot./min, s bateriovým packem o kapacitě 7 kWh., maximálním napětí 118V a proudovém zatížení 550A. Samotný bateriový pack je složen 868 článků procházejících celým rámem, který celou baterii tvoří a na který je následně přišroubována přední vidlice s krkem a převodka s kyvnou vidlicí a pohonnou jednotkou.

Dále byly k vidění předchozí generace motocyklů. EVO 1.1 Electric s motorem Montenergy a vzduchem chlazeným kontrolerem a bateriovým boxem o napětí 110 V s maximálním zatížení 450 A, dále s ocelovým trubkovým rámem s hliníkovými bočnicemi a celkovou hmotností 155 kg. EVO 2 Petrol s motorem KTM 250 RC s laditelnou řídící jednotkou, trubkovým rámem s chrom-molybdenové oceli a celkovou hmotností 115 kg. EVO 1 Petrol s motorem Honda 250 CBR a laditelnou řídící jednotkou, ocelovým trubkovým rámem s hliníkovými bočnicemi a celkovou hmotností 125 kg.

Cartech_01


Hlavním lákadlem akce zůstaly již tradičně předváděcí jízdy všech formulí a motocyklů po uzavřené ulici Technická před budovami ČVUT.

Výsledky týmu CTU Cartech:

FSCZ 2021 v Mostě - 1. místo

FSEast 2021 na Hungaroringu - 3. místo

FS Alpe Adria v Chorvatsku - 5 místo (po technickém selhání řízení)



Zdroj: České vysoké učení technické v Praze