VOERTUIGSTUDIE VAN EEN RADIOGESTUURDE BRANDSTOFAUTO

Transcriptie

1 Vrij Technisch Instituut Brugge TSO 6 IW VOERTUIGSTUDIE VAN EEN RADIOGESTUURDE BRANDSTOFAUTO Robin D hondt Promotor: Daan Maenhout Dhr. Dobbelaere R.

2 Woord vooraf In het begin van september kregen wij de opdracht een eindwerk te maken. Wij hebben dan gekozen voor de voertuigstudie van een radiogestuurde brandstofwagen. We hebben voor dit onderwerp geopteerd omdat Robin al jaren een professionele piloot is en hij veel over het onderwerp weet. Anderzijds wilden we de auto beschrijven omdat we beiden geïnteresseerd zijn in mechanica en de werking van de onderdelen. Ten eerste willen wij onze promotor, dhr. Dobbelaere, danken voor zijn begeleiding bij het maken van ons eindwerk. Graag willen wij ook dhr. De Leeuw vermelden voor zijn hulp bij de taal en lay-out. Ook gaat een woord van dank naar Serpent, voor de vele informatie die ze ons bezorgden. Als laatste bedanken wij onze ouders voor hun steun in moeilijke tijden. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 4

3 Inleiding Sinds de komst van de brandstofmotor en de auto is er in onze maatschappij veel veranderd. Mensen kunnen zich over veel grotere afstanden verplaatsen. Hierdoor worden streekproducten veel verder gebracht om te verkopen. Daardoor kunnen we nu overal ter wereld bijvoorbeeld coca-cola drinken. Maar gelukkig stond de evolutie van de wagen niet stil. Er werd gekozen voor een mooier design en er werden betere onderdelen gemaakt. Ook de snelheid van de wagens moest omhoog en daarom werden ingenieurs ingezet om de wegligging van de wagens te optimaliseren. Hiervoor werden nieuwe onderdelen ontworpen zoals spoilers, schokdempers,. Er moesten dan natuurlijk ook wedstrijden worden georganiseerd om uit te maken wie de snelste was. Er werden ook kleinere versies van de wagens gemaakt om te experimenteren. Ook tussen deze wagentjes zelf werden dan racen georganiseerd. Hierdoor zijn veel technieken van de radiogestuurde auto s gebaseerd op echte raceauto s en omgekeerd. In onze GIP hebben we geprobeerd de verschillende onderdelen van de modelbouwwagen weer te geven en hun werking te bespreken. Daarnaast kijken we welke invloed de verschillende instellingen hebben, rekening houdend met een zo goed mogelijke wegligging. We hebben dan de verschillende instellingen in de praktijk getest. We bekijken enkel de mechanische kant van de wagen, omdat het elektrische aspect niets te maken heeft met de wegligging. Dit dient enkel om de wagen de verschillende opdrachten te geven. De wagen bestaat uit veel onderdelen. De drie belangrijkste onderdelen van de modelbouwwagen zijn: het chassis (omdat alle andere elementen daar zijn opgemonteerd), de motor (als krachtbron van de wagen) en de carrosserie (die zorgt ervoor dat de wagen tegen de grond blijft bij hoge snelheden). Deze drie onderdelen worden dan ook in ons eindwerk beschreven. Daarnaast komen ook nog aan bod: de wielophanging, de stuurinrichting, de stuurgeometrie, de wielen, de remmen en de overbrengingen. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 5

4 WOORD VOORAF... 4 INLEIDING Wielophanging en vering Vering Algemeen Veren Schokdempers Viscositeit Praktische achtergrond Wielophanging systemen Algemeen Wielophanging vooraan Wielophanging achteraan Downstop Begrip Kantelen Chassis lengte Spoorbreedte Stuurgeometrie: wiel- en fuseestanden Camber Sporing (Toe-in of toe-out) Caster (fuseelangshelling) Wielstanden controleren Stuurinrichting Onderdelen Functie onderdelen Servo Servo arm Servo saver Ackerman Wielblokken Wielen Remmen Belangrijkste onderdelen Constructie Motor Werking Brandstof Koppeling Uitlaat Chassis en carrosserie Chassis Carrosserie Overbrengingen Basis onderdelen Berekenen bandendiameterverschil One-way Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 6

5 BESLUIT BIJLAGEN LIJST VAN TABELLEN LIJST VAN FIGUREN BRONNEN Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 7

6 1 Wielophanging en vering 1.1 Vering Algemeen Wat? Het is de samenstelling van veren en schokdempers. Deze zijn zo gemaakt dat ze perfect in elkaar passen. Waarom? De vering en de afstelling van de vering is heel belangrijk voor het weggedrag van de wagen. Deze zorgen er namelijk voor dat de banden steeds een zo goed mogelijk contact hebben met het circuit. Zelfs wanneer er oneffenheden op het circuit zijn is het de vering die het wiel terug naar het wegdek drukt. Ook zorgt de vering er voor dat de wagen een bepaalde grondvrijheid heeft en het circuit niet bij het minste bultje gaat raken. Het zorgt er dus voor dat de wagen stabiel blijft, zelfs op een zeer oneffen circuit. Een goede of een sportieve vering zorgt ervoor dat de wielen van de wagen zoveel mogelijk de grond raken. Situatieschets Figuur 1: vering achteraan Figuur 2: vering vooraan De vering bevindt zich vooraan en achteraan aan de wielophanging. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 8

7 1.1.2 Veren Voor de auto bestaan er verschillende soorten veren. Elke soort zorgt voor een andere afstelling van de wagen. Deze afstelling bespreken we later. In totaal zijn er 7 veren. De verschillende soorten veren kunnen we uit elkaar houden door de kleur. Wel hebben ze een bepaald aantal kenmerken (zie tabel 1). De veren aan de achterwielen hebben altijd een lengte van 27mm, die aan de voorwielen 22.7mm. De veren aan de achterzijde van de wagen zijn langer, omdat ze meer ingedrukt moeten worden en omdat er meer plaats nodig is om langere veren te steken. De veren zijn allemaal uit hetzelfde materiaal opgebouwd: veerstaal (dit is speciaal staal dat je veel kan vervormen zonder dat het breekt.) Het enige verschil aan de veren zijn de draaddikten. Figuur 3: veren In volgende tabel zie je de verschillende diameters. kleur binnendiameter buitendiameter draaddikte(mm) Invloed Oranje Zwak Wit Geel Rood Blauw Paars Grijs Sterk Tabel 1: kenmerken veren De veren die vooraan zitten hebben altijd 5 ringen. De veren die achteraan zitten hebben ofwel 6 (oranje - blauw) of 5 (paars grijs) ringen. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 9

8 De sterkte van een veer wordt uitgedrukt door een veerconstante k. De veerconstante drukt uit hoe stijf of stug de veer is. Hij geeft aan hoeveel de vervorming (verlenging of verkorting) zou zijn, als er een bepaalde kracht op de veer werkt. Zo kan je ook de veerconstante bepalen van veren. Je belast de veer door een gekende kracht en dan meet je de indrukking of de uitrekking. Zie bijlage meten van de veerconstante Schokdempers Figuur 4: schokdemper exploded view 5 5 Figuur 5: schokdemper De schokdempers zijn opgebouwd uit verschillende stukjes. Een kamer (1), een as (2) met een zuiger (3) op het einde, die wordt vastgezet met een borgplaat (dit is een soort rondsel die open is aan één zijde). Hierdoor kan je de borgplaat over de as duwen. De borgplaten zijn gemaakt van veerstaal), een moer (4) om de kamer af te dichten en langs beide zijden een vastzetting (5) om de schokdemper aan de wielophanging te bevestigen. De voorste en de achterste schokdempers zijn hetzelfde opgebouwd. Enkel is in de achterste schokdemper de kamer en het asje langer. Dit komt omdat de achterste veren ook iets langer zijn. De achterste schokdempers zijn 73mm en de voorste schokdempers zijn 68mm. In de schokdempers zit er olie. Er bestaan verschillende soorten olie voor in de schokdempers met een verschillende viscositeit. Het begrip viscositeit bepreken we in Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 10

9 Werking Figuur 6: doorsnede schokdemper Een schokdemper bestaat uit een cilinder met daarin een hydraulische vloeistof, die via een kleine opening in de zuiger van de ene zijde van de cilinder naar de ander zijde kan stromen. Wanneer we een schok krijgen op het wiel zal de schokdemper ingeduwd worden en zal de olie samengeperst worden waardoor aan de ene zijde van het plaatje een overdruk wordt gecreëerd en aan de andere zijde een onderdruk. Hierdoor zal de olie via het gaatje naar de andere zijde van de kamer gaan. Het gevolg daarvan is dat de schok opgevangen wordt. We kunnen in de schokdempers verschillende zuigers steken. Zuigers met 1 gaatje, gaatjes. Hierdoor krijgen we een andere afstelling. Nu kunnen we verschillende combinaties maken met oliën, zuigers en veren. Hiervoor moet je meerdere malen de schokdemper openen. Dit is geen enkel probleem want de schokdempers zijn daar speciaal voor gemaakt. Het effect van de verschillende zuigers is hetzelfde als het veranderen van de viscositeit van de olie. Olie Figuur 7: samenstelling schokdemper Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 11

10 1.1.4 Viscositeit Wat viscositeit is de taaivloeibaarheid, stroperigheid of inwendige wrijving van een vloeistof. Dynamische viscositeit De dynamische viscositeit is de evenredigheidsconstante tussen de schuifspanning τ en de afschuifsnelheid du/dz van een vloeistof, ofwel τ=η du/dz. Hieruit volgt dat een dikke olie die in een relatief hoge afschuifspanning resulteert een hoge viscositeitswaarde heeft. Dynamische viscositeitswaarden worden gewoonlijk gemeten bij hoge afschuifsnelheden, bijvoorbeeld in de cone on plate of de coaxial cylinder viscometer waarin het koppel veroorzaakt door de viskeuze afschuifkrachten in de vloeistoffilm tussen twee cilinders wordt gemeten. De dynamische viscositeit wordt uitgedrukt in cp (centipoise) bij een bepaalde temperatuur Dit is een belangrijke waarde bij winteroliën. Figuur 8: cone on plate Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 12

11 Kinematische viscositeit De kinematische viscositeit v is het quotiënt van de dynamische viscositeit η en de dichtheid van de vloeistof ρ, ν=η/ρ. Het fysisch principe van de meting is gebaseerd op de snelheid waarop een vloeistof onder invloed van de zwaartekracht door een dunne capillaire buis stroomt. De kinematische viscositeit wordt uitgedrukt in cst (centistoke) en meestal geldt die waarde voor een temperatuur van 100 C. Bij zomeroliën wordt alleen op deze waarde gelet. Classificatie 1) ISO VG Vb: ISO 3448, waarin ISO VG 22 refereert aan een viscositeitklasse van 22 cst ± 10% bij 40 C. 2 )SAE of Society of Automotive Engineers De actuele viscositeitsklasse van een smeermiddel is door de Society of Automotive Engineers vastgesteld met bijvoorbeeld SAE-15W40 voor een multigrade olie en SAE-40 voor een monograde oil. Het eerste nummer (15W) refereert naar een viscositeitsklasse bij lage temperatuur (W van winter), terwijl het tweede getal (40) refereert naar de viscositeitsklasse bij hoge temperatuur. Het onderscheid tussen multigrade en monograde olie is dat van multigrade olie de viscositeit afhankelijk is van de temperatuur en van monograde niet. Bron: Voor de modelbouwwagen hebben we verschillende soorten oliën met verschillende viscositeit. Soort olie Viscositeit(cst/centistoke) 20W W W W W W W 2000 Tabel 2: omzetting viscositeit Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 13

12 In tabel 2 wordt de kinematische viscositeit weergegeven. We zien dat 20 W een lage viscositeit heeft. Deze olie is dan ook zeer dun. 50W heeft een hoge viscositeit en deze olie is zeer dik. Figuur 9: olieflesje Opmerking: in de auto gebruiken we olie die aan geen van beide classificaties voldoet. Dit is speciale silicone olie die temperatuurresistent is. Deze olie is speciaal ontworpen voor de modelbouwwagentjes. En de W staat in ons geval niet voor winter. Dit is gewoon een naam die de fabrikant aan de olie heeft gegeven Praktische achtergrond Veren De k waarde van de veren heeft te maken met verschillende omstandigheden (grip, temperatuur, vlakheid van het circuit). Hardere veren (k groot) geven over het algemeen minder grip. De auto helt minder over waardoor minder gewicht op de buitenste banden komt. Op een circuit waar veel grip ligt (geen stof aanwezig) en als de temperatuur heel hoog is, is er soms teveel grip waardoor geopteerd word voor hardere veren. Hardere veren geven ook een agressievere rijstijl. Met agressief bedoelen we, vanaf de piloot aan het stuur draait zal de wagen direct reageren. Dit komt omdat bij hardere veren de indrukking veel kleiner is. Bij zachtere veren moet de auto eerst helemaal overhellen voor er maximale grip bereikt wordt. Schokdempers De schokdempers kunnen we op 2 manieren wijzigen. Door een andere olie (andere viscositeit) te gebruiken of door een andere zuiger te plaatsen met een verschillend aantal gaatjes. Algemeen gebruiken we een olie met een lage viscositeitswaarde bij een hobbelig circuit omdat de schokdemper meer schokken moet opvangen en een dikkere olie bij een mooi vloeiend circuit. Maar er zijn echter nog meer factoren die een rol spelen bij de keuze van de olie. Als we een lage viscositeitswaarde gebruiken zal bij het remmen de achterste schokdemper makkelijker uitveren, waardoor er meer gewicht verplaatst word naar voren. Hierdoor wordt overstuur gecreëerd bij het remmen. Bij het gas geven zal de wagen langs voor makkelijker uitveren, het gewicht zal zich verplaatsen naar achteren, hierdoor creëer je onderstuur bij het optrekken. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 14

13 1.2 Wielophanging systemen Algemeen Soorten In de automobielsector bestaan er verschillende soorten wielophangingsystemen. Vroeger waren dit starre assen: een balk met op elk uiteinde een wiel en bladveren naar het koetswerk. Maar dit wordt niet meer toegepast omdat dit de schokken niet genoeg opvangt. Nu wordt geopteerd voor een onafhankelijke vering en daarom wordt elk wiel afhankelijk opgehangen. Dit kan gebeuren met 1 of meerdere draagarmen. In de modelbouwwagen passen we het systeem van twee draagarmen toe. Figuur Figuur 10: ophanging links vooraan Dit is een afbeelding van de voorste wielophanging. Je ziet de twee draagarmen (rode pijlen) en de vering (groene pijl). De vering zorgt ervoor het chassis de grond niet raakt en dat de schokken die de auto ondervind tijdens het rijden goed opgevangen worden. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 15

14 1.2.2 Wielophanging vooraan Onderdelen - twee draagarmen (fig. 11) - torsiebaren (fig. 12) - wielhouder (fig. 16) - drijfassen (fig. 17) - vering (fig. 18) Montage Figuur 11: voorste draagarmen In figuur 11 zie je mooi de montage van de twee draagarmen. De twee draagarmen zijn vervaardigd uit PVC. We zien ook dat op de onderste draagarm een extra onderdeel is gemonteerd (zie pijl). Deze dient om de torsiebaarhouders op te monteren. Figuur 12: torsiebaren Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 16

15 In figuur 12 zien we de montage van de torsiebaren. Ze worden gemonteerd op de onderste draagarmen. De torsiebaren dienen om in de bochten een betere grip te krijgen. Wanneer 1 wiel ingedrukt wordt wanneer je door een bocht rijdt zal het andere wiel ook naar boven gedrukt worden om een betere grip te krijgen. Dit is zeer belangrijk want anders zou de wagen sneller overkop gaan. Figuur 13: auto zonder schokdempers in rust In figuur 13 hebben we de schokdempers weggenomen om het effect van de torsiebaren te verduidelijken. We stellen vast dat de wielen in rust op een horizontale lijn liggen t.o.v. elkaar (groene lijn). Figuur 14: auto zonder schokdempers niet in rust In figuur 14 laten we het rechtervoorwiel een beetje stijgen. We stellen vast dat het linkervoorwiel evenveel de lucht in gaat als het rechterwiel. Moesten we hetzelfde doen met de schokdempers gemonteerd zou het effect niet zo groot zijn. De grote van het effect zou afhangen van de sterkte van de veren. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 17

16 Het effect kunnen we vergroten en verkleinen door de torsiebaren te verdraaien. Als ze vertikaal staan zullen ze moeilijker plooien (effect is groter) en als ze horizontaal staan zullen ze veel makelijker plooien (effect is kleiner)(fig. 15). Als de torsiebaren horizontaal staan zal de wagen makkelijker overhellen en is de vering onafhankelijker. Dan krijg je dus meer stuur. Maar in heel snelle bochten zou het kunnen dat de wagen zodanig overhelt dat hij de grond raakt. Dan glijdt je wagen over het wegdek en dan heb je terug minder stuur. Bij deze situatie moet je de torsiebaren terug iets rechter draaien. Figuur 15: doorsnede torsiebaar Figuur 16: voorste wielblok Figuur 16 toont hoe de wielhouder is opgebouwd. Alles wordt gemonteerd op een PVC huls. Er worden lagers (nr. 2)(lichte 12x21rollagers met keramische balletjes) in gestoken om de wrijving te verminderen. In die lagers wordt dan een koperkleurige bus gemonteerd. In deze bus wordt dan nog eens een torsieveer met een klepje (rode pijl) gemonteerd. De functie van dit klepje is om het wiel op de wielhouder te houden en een snelle bandenwissel te kunnen uitvoeren tijdens de race. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 18

17 Figuur 17: krachtoverbrenging In figuur 17 zien we de montage van de twee wielhouders op de draagarmen. Dit gebeurt door middel van twee schroeven met een ronde kop (pivot balls) om nog te kunnen sturen en allerlei instelling te kunnen realiseren. Ook worden er cardans tussen de wielblokken en de aandrijving van de auto gestoken zodat de voorwielen ook meetrekken. Figuur 18: montage vering In figuur 18 zien we hoe de veren en de schokdempers op de voorste wielophanging worden gemonteerd. Deze hebben als functie de wielen omlaag te duwen en een goede wegligging te krijgen tijdens het racen. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 19

18 1.2.3 Wielophanging achteraan Onderdelen - twee draagarmen (fig. 19 en 20) - wielhouder (fig. 21) - torsiebaren (fig. 23) - drijfassen (fig. 22) - vering (fig. 24) Montage Figuur 19: onderste draagarmen achteraan Figuur 20: bovenste draagarmen achteraan In figuur 19 en 20 zien we de montage van de twee draagarmen. De twee draagarmen zijn vervaardigd uit PVC. We zien ook dat op de onderste draagarm ook nog een tweede gat heeft om een bout in te draaien Deze dient om de instellingen van het wiel te realiseren, namelijk de spoorbreedte, camber en sporing (wordt besproken in 2). Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 20

19 Figuur 21: wielhouder achteraan Figuur 21 toont hoe de wielhouder is opgebouwd. Alles wordt gemonteerd op een PVC huls. Er worden lagers (nr. 2) (lichte 12x21rollagers met keramische balletjes) in gestoken om de wrijving te verminderen. In die lagers wordt dan een koperkleurige bus gemonteerd. In deze bus wordt dan nog eens een torsieveer met een klepje (rode pijl) gemonteerd. De functie van dit klepje is om het wiel op de wielhouder te houden en een snelle bandenwissel te kunnen uitvoeren tijdens de race. Figuur 22: montage wielhouders +drijfassen Figuur 22 toont de montage van de wielhouders op de twee draagarmen. Dit gebeurt door middel van drie schroeven met een ronde kop (pivot balls) om allerlei instelling te kunnen realiseren en zodat de auto kan in- en uitveren. Ook worden er een cardans tussen de wielblokken en de aandrijving van de auto gemonteerd zodat de achterwielen ook meetrekken. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 21

20 Figuur 23: torsiebaren achteraan In figuur 23 zien we de montage van de torsiebaren. Ze worden gemonteerd op de onderste draagarmen. De torsiebaren dienen om in de bochten een betere grip te krijgen. Wanneer 1 wiel ingedrukt wordt wanneer je door een bocht rijdt zal het andere wiel ook omhoog gedrukt worden om evenwijdig met de weg te komen (zelfde effect als torsiebaar vooraan). Als we de torsiebaren horizontaal plaatsen kan de wagen meer overhellen, de vering is onafhankelijker ten opzichte van elkaar. Er wordt dus meer grip verkregen achteraan. Als de wagen teveel overhelt dat hij de grond raakt zal het achterste van de wagen wegslaan (verliest alle grip met het wegdek). In deze situatie moeten de torsiebaren iets rechter. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 22

21 Figuur 24: montage vering achteraan In figuur 24 zien we de montage van de veren met de schokdempers. Deze hebben als functie de wielen omlaag te duwen en een goede wegligging te krijgen tijdens het racen Downstop Onder downstop verstaan we de afstand die het chassis opwaarts kan afleggen zonder dat de wielen van het wegdek komen. Hoe groter de opwaartse afstand hoe kleiner de waarde van de downstop. De waarde van de downstop is dus omgekeerd evenredig met de afstand die het chassis opwaarts kan afleggen. Figuur 25: meten downstop achteraan Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 23

22 Achteraan kunnen we dit regelen door een schroef die in de onderste draagarm zit. Als we deze indraaien zal de draagarm verhogen omdat de schroef (rood) op het chassis (blauw) zit. (fig. 26) De waarde van de downstop zal dan vergroten. Figuur 26: wijzigen downstop achteraan Vooraan wijzigen we de downstop op een andere manier. Hier is een hefboom (rode pijl, fig. 27) gemonteerd die verbonden is met de draagarm. Als we de schroef (nr.4, fig. 27) op die hefboom indraaien zal de draagarm verhogen. De waarde van de downstop zal dan vergroten. Figuur 27: wijzigen downstop vooraan We meten de downstop altijd na op het wielblok en niet op het wiel zelf omdat tijdens het rijden de downstop voordurend verandert doordat het wiel andere diameters aanneemt (slijtage). Figuur 28: meten downstop vooraan Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 24

23 Effect van downstop 1) Hoe kleiner de waarde van downstop langs achter hoe meer de wagen kan liften langs achter. Bij het remmen zal het gewicht dus meer verplaatst worden naar de neus. Omdat deze wagen alleen maar met de achterwielen remt zal hij op dat moment dus zeer onstabiel zijn tijdens het remmen. Hoe groter de waarde van downstop hoe stabieler tijdens het remmen. 2) Hoe kleiner de waarde van downstop langs voor hoe meer de wagen kan liften langs voor. Bij het optrekken wordt er dus meer gewicht verplaatst naar de achterwielen. Er is dus weinig druk op de voorwielen waardoor de wagen onderstuur heeft tijdens het optrekken. Hoe groter de waarde van downstop hoe meer stuur tijdens het optrekken. 3) Hoe kleiner de waarde van downstop hoe meer de ophanging de wagen toestaat te over te hellen. Hoe groter de waarde van downstop hoe minder de wagen kan overhellen (meer besproken in opmerkingen) Begrip overhellen Als we een bocht nemen werken er allerlei krachten op de auto in. De auto veert in aan de zijde van de buitenbocht en veert uit aan de zijde van de binnenbocht. Dit vinden we allemaal normaal zonder dat we ooit verder denken. Hoe komt dit? Rolcenter Het is moeilijk om te voorspellen hoe een wagen zal reageren als er krachten op de banden komen. De krachten kunnen geabsorbeerd worden, vervormen, omgezet worden in een draaibeweging of in 2 gedeeld worden. Dit komt door al de verschillende ophangings-onderdelen. Om een duidelijk beeld te geven van de reactie van de wagen op een bepaald moment kunnen we het rolcenter zoeken. Het rolcenter is een punt waarrond de wagen als het ware rolt. De ophanging dwingt de wagen om rond dit punt over te hellen (rollen). Als de auto beweegt zal het wiel links op figuur 29 draaien rond het punt I. Het punt I wordt bepaald door het snijpunt van de 2 draagarmen. Figuur 29: centerpunt I Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 25

24 Bij het rolcenter moeten we ook rekening houden waar het wiel de grond raakt. Dit punt draait ook rond het punt I. Als we deze 2 punten verbinden verkrijgen de groene lijn(fig. 30). Figuur 310: verbinding contactpunt - I Figuur 301: het rolcenter Als we dit langs beide kanten doen dan vinden we het rolcenter. Het rolcenter is het snijpunt tussen de 2 groene lijnen (paars omcirkeld)(fig. 31). Als we het rolcenter en het zwaartepunt kennen van vooraan en achteraan, dan kunnen we gemakkelijk illustreren waarom een wagen kantelt. Als de wagen een bocht neemt treden er 2 belangrijke krachten op (rode pijlen) De bovenste kracht is de centrifugaalkracht die de massa naar de buitenbocht wil duwen (hier getekend op het zwaartepunt, center of gravity CG). Maar de banden sturen de auto naar de binnenbocht. Figuur 32: optredende krachten 2 krachten gelijk aan elkaar maar tegengesteld op een bepaalde afstand van elkaar creëren een draaiend moment of koppel. Door dit koppel gaat de wagen overhellen. Figuur 33: het rol moment Wanneer het rollende moment (veroorzaakt door centrifugaalkracht en de kracht van de wielen) groter wordt dan het moment van de tegenwerkende krachten (downforce en de zwaartekracht) zal de wagen omkantelen. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 26

25 Rol as Het rolcenter kunnen we zowel vooraan als achteraan bepalen. Als we deze 2 punten verbinden vinden we de rol as. Figuur 34: rol as De rol as zal er altijd uitzien als op figuur 37, daalt af naar de neus van de wagen toe. Hierdoor zal de neus zich meer ingraven in een bocht t.o.v. van het achterste. Het rol moment is langs voor dus groter dan langs achter omdat het rolcenter lager ligt langs voor. Omdat er vooraan meer rol moment is zal de neus van de wagen in een bocht ook meer overhellen dan het achterste. Hierdoor wordt overstuur gecreëerd. Praktisch Vooraan kunnen we het rolcenter makkelijk verhogen door onder de bovenste draagarmhouders rondsels te steken of een plaatje die een bepaalde dikte heeft. Links en rechts moet je het rolcenter wel evenveel verhogen, anders is de auto uit balans. Figuur 35: draagarmhouders vooraan Achteraan verhogen we het rolcenter door de onderste draagarmen te verhogen. De draagarm zit rond een as, deze as kan vrij draaien tussen 2 houders (fig 35). Als we deze 2 houders een halve toer draaien zit het gat hoger dan voordien. Wanneer we de draagarm verhogen komt deze onder een grotere hoek waardoor het rolcenter achteraan verhoogt. Figuur 36: bevestiging draagarm achteraan Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 27

26 Figuur 37: draagarm houder Opmerking: 1) Torsiebaren rolcenter Als er extreem veel grip ligt (teveel grip) zou het kunnen dat in een korte bocht de wagen overkop gaat. Dit kunnen we oplossen door de torsiebaren langs voor rechter te zetten. Het rolmoment blijft even groot, de auto wil kantelen maar ondervind een tegenwerking van de torsiebaren die de wielen steeds op dezelfde hoogte wil houden. De auto zal dus altijd maar lager en lager tegen de grond gaan waardoor het zwaartepunt verlaagt en de auto minder de neiging heeft om te kantelen. 2) Downstop rolcenter De wagen gaat overhellen rond het rolcenter en de downstops bepalen voor een groot deel hoever de wagen kan overhellen. Als de waarde van de downstop kleiner is kan de wagen meer kantelen omdat één van de 2 wielen langer contact heeft met het wegdek Chassis lengte Het chassis kunnen we gemakkelijk verlengen of verkorten, hiermee bedoelen we de afstand van de voorwielen tot de achterwielen. Hoe korter de lengte van het chassis hoe korter de wagen rond de bocht kan draaien. De straal van de bocht die hij kan nemen is kleiner. Dus hoe korter de wagen hoe meer stuur(fig. 38). Figuur 38: kort en lang chassis Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 28

27 De lengte van het chassis kunnen we wijzigen door de voorste ophanging naar voor of naar achter te schuiven. Dat doen we door middel van spacers. (groene pijl). Bij deze wagen kunnen we de lengte van het chassis veranderen met 4 mm. Als we de onderste draagarm verschuiven over een bepaalde afstand moeten we de bovenste ophangingsarm ook verschuiven met dezelfde afstand. Anders veranderen we ook het caster(2.3). Figuur 39: lang chassis Op figuur 40 zien we hoe we het chassis verkorten. De spacers van 4 mm zitten nu vooraan (groene pijl). Figuur 40: kort chassis Dus als we de wagen verkorten verkrijgen we meer stuur omdat de wagen rond een kleinere straal kan draaien. Maar dit is niet de enige reden. Figuur 41: chassis lengte Figuur 41 toont ons de wagen in rust of aan een constante snelheid in rechte lijn. De groene cirkel is het aangrijpingspunt van de zwaartekracht, F is de lengte van Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 29

28 dat punt tot de voorwielen, R is de lengte van dat punt tot de achterwielen en WB (wheelbase) is de lengte van het chassis. De massa van de wagen wordt verdeeld over de 4 wielen. De massa die op de voorwielen staat is gelijk aan het gewicht van de wagen maal de verhouding R WB De massa op de achterwielen is ook gelijk aan de massa van de wagen maal de verhouding F WB => F machterwielen = mautox WB R mvoorwielen = mauto x WB (bij deze formules houden we geen rekening met de downforce van de wagen) Als we de ophanging vooraan naar voor schuiven zal het massazwaartepunt ook naar voor schuiven maar zeer weinig. Omdat het gewicht bijna allemaal achteraan plaatsvindt (motor, zware ophanging, koppeling, bredere achterbanden, ) Dus afstand F wordt groter en afstand R blijft bijna gelijk. Hierdoor komt er meer druk op de achterwielen, meer druk betekent meer grip achteraan dus minder stuur Spoorbreedte Met de spoorbreedte bedoelen we de breedte van de wagen. Dit kan achteraan verschillen van vooraan. In dit punt bespreken we wat de spoorbreedte doet met de wagen. We beschouwen de wagen in rust en we gaan ervan uit dat het rolcenter niet perfect in het midden ligt. Het aangrijpingspunt van de zwaartekracht is de groene cirkel op de figuur rechts. TW (treadwith) is de spoorbreedte van de wagen. E is de loodrechte afstand van de groene stip naar de linkerbanden. I is de loodrechte afstand van de groene stip naar de rechterbanden. De massa die nu verdeeld wordt over de linkerbanden staat gelijk aan het gewicht van de wagen maal de verhouding I TW De massa die verdeeld wordt over de rechterbanden staat gelijk aan het gewicht van de wagen maal de verhouding E TW Figuur 42: spoorbreedte Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 30

29 => mlinks = mauto x TW I E mrechts = mautox TW Als we de wagen verbreden worden de afstanden E en I groter, er komt dus een grotere massa op de banden. Een grotere druk op de banden geeft meer grip. Als we de druk op elke band individueel willen bekijken dan brengen we de formules uit dit hoofdstuk en het hoofdstuk van chassislengte samen. I R mlinksvoor = mauto x x TW WB I F mlinksachter = mauto x x TW WB E R mrechtsvoor = mautox x TW WB E F mrechtsachter = mauto x x TW WB Maar als we de breedte van de wagen veranderen krijgen we volgens voorgaande minder druk (minder grip) als we de wagen versmallen en meer druk als we de wagen verbreden. Maar we moeten ook rekening houden met andere dingen die gebeuren als we de wagen versmallen of verbreden. We kennen de formule voor het moment M = FxR, moment is gelijk aan kracht maal de afstand. Het moment is gekend, centrifugaalkracht die het zwaartepunt naar buiten duwt en de kracht van de wielen die de wagen naar binnen duwt zorgen voor dit moment. De afstand is ook gekend, de breedte van de wagen. Als we R vergroten (de wagen verbreden) zal F kleiner worden. Als F kleiner wordt zal de wagen dus minder overhellen waardoor er minder gewicht verplaatst wordt, de druk op de buitenste wielen is dus kleiner. Als we R verkleinen (wagen smaller maken) zal F vergroten. De wagen zal meer overhellen en dus krijgen we meer gewichtsverplaatsing waardoor we meer grip krijgen op de buitenste wielen. Figuur 43: gewichtsverplaatsing in een bocht. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 31

30 Besluit: Door de wagen te verbreden krijgen we meer druk op alle wielen in stilstand of als de wagen rechtdoor rijdt. Maar als we een bocht nemen zal de wagen minder overhellen waardoor er minder gewichtsverplaatsing is en er zal dus minder druk zijn op de buitenste wielen. Als we nu de wagen langs voor versmallen krijgen we meer gewichtsverplaatsing langs voor en dus meer stuur. Langs achter verbreden heeft hetzelfde effect omdat de wagen dan minder overhelt t.o.v. de voorkant. Praktisch Vooraan kunnen we de wielbreedte wijzigen door de 2 ophangingsschroeven (pivot balls) In of uit te draaien. Als we de wielbreedte gewijzigd hebben moeten we wel de toe-in (- out) terug goedzetten want deze veranderd ook. We moeten er ook op letten dat we de bovenste schroef en de onderste schroef evenveel uit of in draaien, anders veranderd de camber ook. Figuur 44: wielbreedte vooraan Achteraan kunnen we de wielbreedte wijzigen door de 3 schroeven (aangeduid met oranje pijl) uit of in te draaien. We moeten er wel op toezien dat we deze met gelijke afstand verdraaien. Anders verandert de camber en sporing ook. Figuur 45: wielbreedte achteraan Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 32

31 2 Stuurgeometrie: wiel- en fuseestanden Onder de wiel- en fuseestanden verstaan we simpel gezegd de hoeken waaronder de wielen staan t.o.v. het wegdek. We maken een onderscheid tussen camber, sporing en caster. De wiel- en asstanden worden vrijwel altijd statisch gecontroleerd. Tijdens het rijden, remmen, accelereren of het nemen van bochten veranderen de wiel- en asstanden. De statisch gemeten waarden komen dus niet overeen met de dynamische werkelijkheid. Oorzaak hiervan zijn de flexibele componenten zoals de plastiek draagarmen en de schokdempers. Deze nemen andere vormen aan door de krachten die ontstaan van acceleratie, deceleratie en het nemen van bochten. Verder is de wielophanging zo ontworpen dat tijdens de bocht de wielstanden doelbewust worden veranderd zodat de wielen waar het meeste druk op komt het maximale contactoppervlak hebben met de weg. 2.1 Camber Wielvlucht of camber is de schuinstand van de wielen wanneer we tegen de auto aankijken. We onderscheiden een positieve of een negatieve wielvlucht. Wanneer de bovenzijde van het wiel naar buiten wijst dan hebben we te maken met positieve wielvlucht. Wijst de bovenzijde naar binnen dan spreken we over negatieve wielvlucht. Figuur 46: positieve camber Figuur 47: 0 Camber Figuur 48: negatieve camber Bij het nemen van een bocht zal het gewicht van de wagen zich verplaatsen naar de buitenste banden. Dit komt door de centrifugaalkrachten. Het is de bedoeling dat door de druk die op deze wielen ontstaat, de band plat tegen de grond komt. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 33

32 De wielen waar dus het meeste druk op komt te staan hebben het meeste contactoppervlak met het wegdek. De grip is dus maximaal. Bij positieve camber zou de auto geneigd zijn om te draaien bij het nemen van een bocht. Ook zouden de banden niet plat afslijten. Figuur 49: auto rijdt rechtdoor (positieve camber(rood), negatieve camber( zwart)) bocht Figuur 50: wielen bij het nemen van een bocht ( positieve camber(rood), negatieve camber (zwart)) Praktisch Bij de telegeleide auto s maken we gebruik van de negatieve camber. Het wiel waar het meeste druk op komt staat plat op de grond en heeft het meeste contactoppervlak met het wegdek. De wagen heeft nu maximale grip. Links en rechts kan de camber verschillen. Als er vb. veel snelle bochten zijn naar links en veel trage bochten naar rechts zullen we meer camber rechts dan links instellen. Opmerking: Moesten we positieve camber toepassen komt het wiel van de binnenbocht plat tegen de grond, dit is echter het wiel waar het minste druk op komt. Ook heeft de wagen in deze situatie meer de neiging om overkop te gaan. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 34

33 Vooraan kunnen we de camber veranderen door de bovenste schroef (pivot ball) in (meer negatieve camber) of uit (minder negatieve camber) te draaien. Als we de onderste schroef gebruiken om de camber te wijzigen, veranderen we ook de spoorbreedte. Figuur 51: camber wijzigen vooraan Opmerking: Door de camber te wijzigen langs voor, verandert ook de sporing! Achteraan kunnen we de camber veranderen door de bovenste schroef in (meer negatieve camber) of uit (minder negatieve camber) te draaien. Wanneer we de onderste schroeven gebruiken om de camber te wijzigen, veranderen we ook de spoorbreedte en sporing! Figuur 52: camber wijzigen achteraan De camber beïnvloedt: - Weggedrag: Naargelang het circuit kiezen we de hoeveelheid camber. Bij een circuit met veel lange snelle bochten zullen we opteren voor relatief veel camber. Bij een circuit met veel trage bochten zullen we opteren voor relatief weinig camber. - Rolweerstand: Hoe meer camber we instellen hoe minder contactoppervlak de banden hebben met het wegdek op een rechte lijn. Hierdoor vermindert de rolweerstand omdat de banden minder wrijving hebben met het wegdek. - Bandenslijtage: Als we teveel camber instellen zullen de banden conisch afslijten naar de binnenkant van de wagen toe. Als we te weinig camber instellen zullen de banden conisch afslijten naar de buitenkant van de wagen toe. Dit is echter ongewenst omdat dit effect heeft op het weggedrag van de wagen. Wanneer we nu een bocht nemen zullen de wielen niet meer plat tegen het wegdek komen waardoor de grip verminderd. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 35

34 2.2 Sporing (Toe-in of toe-out) Sporing is de hoek tussen het linkse en het rechtse wiel, in bovenaanzicht, met het stuurhuis in de middenstand (rechtuit stand).wanneer de wielen, vanaf de bovenzijde en in de rijrichting bekeken van voren dichter bij elkaar staan dan langs achter dan spreken we van toe-in. Staan de wielen van voren verder uit elkaar dan van achteren dan is er sprake van toe-out. Figuur 53: toe-in Figuur 54: toe-out Figuur 55: neutrale sporing Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 36

35 Praktisch De sporing vooraan kunnen we wijzigen door de 2 stuurstangen (één ervan aangeduid op de figuur) langer of korter te maken. Door ze langer te maken verkrijgen we minder toe-out (meer toe-in). Door ze korter te maken krijgen we meer toe-out (minder toe-in). Figuur 56: wijzigen sporing vooraan Langs achter kunnen we de sporing wijzigen d.m.v. de onderste 2 schroeven (pivot balls). Als we de ene uitdraaien, moeten we de andere evenveel indraaien. Anders veranderen we de spoorbreedte en de camber. Figuur 57: wijzigen sporing achteraan De sporing beïnvloedt: - Bandenslijtage en rolweerstand: Hoe meer de wielen afwijken van hun neutraalstand, hoe meer de banden als het ware wringen over het wegdek, dus hoe meer bandenslijtage en rolweerstand. - Het inrijgedrag van een bocht: Hoe meer toe-out, hoe agressiever de wagen is bij het insturen van een bocht. Onder agressief verstaan we dat de wagen sneller reageert op de instructies van de piloot. Dit geldt zowel voor de sporing langs voor als langs achter. - Rechtuitstabiliteit: Hoe meer toe-in langs achter, hoe meer de banden de wagen duwen naar zijn eigen center. De wagen wil dus altijd maar rechtdoor. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 37

36 2.3 Caster (fuseelangshelling) Caster is de hoek van het voorste stuurblok ten opzichte van een lijn loodrecht op de grond. De eerste noodzaak om caster te hebben is om een zelf centreer systeem te hebben. De caster bepaald ook de hoeveelheid stuur ON- en OFF-power. Caster als zelfcentreersysteem Figuur 58: principefiguur caster Bij voorwielaandrijving wordt geopteerd voor negatieve caster. De voorwielen sleuren de rest van de auto mee en door de draaiende kracht die de voorwielen uitoefenen op het wegdek zorgt negatieve caster voor meer stabiliteit omdat het het voorste gedeelte van de voorwielen op de grond drukt. Figuur 59: caster bij voorwielaandrijving Bij achterwielaandrijving wordt geopteerd voor positieve caster. De achterkant duwt dan de rest van de auto vooruit. De bevestigingslijn staat voor het contactpunt met het wegdek. We nemen als voorbeeld een winkelkar. We duwen de winkelkar vooruit en we zien dat het wiel de positie zal innemen die het minste weerstand biedt. En dit is achter zijn bevestiging. Figuur 60: caster bij achterwielaandrijving Figuur 61: caster winkelkarretje De wagen die wij bespreken is echter vierwielaandrijving. Maar omdat we als aandrijving vooraan gebruik maken van het one-way systeem (verder besproken in 8.3) wordt de auto aanzien als een achterwiel aangedreven wagen. We gebruiken dus positieve caster. Als we de wagen meer caster geven zal hij zich stabieler gedragen op rechte lijn. Minder caster geeft een nerveuzere wagen op rechte lijn. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 38

37 Caster als extra Camber Caster en camber staan in verband met elkaar omdat de effectieve camber veranderd bij het sturen als je de caster veranderd. Hoe meer caster (meer achteroverliggend), hoe groter de effectieve camber verandering als je stuurt. Dit gebeurt omdat de toppen van de voorwielen zich verplaatsen naar de binnenkant van de bocht. De wielen graven zich meer in tegen de centrifugaalkrachten die de auto naar de buitenkant duwen. Hieruit kunnen we het volgende besluiten: - Minder Caster (rechter) geeft meer stuur bij het insturen van een bocht, omdat de wielen meer kunnen uitwijken. - Meer Caster (meer achteroverliggend) geeft meer stuur in snelle ON-power bochten, omdat je meer effectieve camber verkrijgt graven de wielen zich meer in tegen de krachten die de wagen naar de buitenkant toe duwen. De caster kunnen we alleen wijzigen langs voor, dit doe je door de spacers (aangeduid op de fig.). Door meer spacers achter de draagarm te steken verplaats je de draagarm naar voor en hierdoor verminder je de caster. Door meer spacers voor de draagarm te steken, verplaats je de draagarm naar achteren en neemt de caster toe. Figuur 62: caster wijzigen De caster kunnen we niet wijzigen achteraan simpelweg omdat met de achterwielen niet gestuurd wordt. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 39

38 2.4 Wielstanden controleren De wielstanden kunnen we meten met bv. de afstelbank van het merk Hudy Figuur 63: afstelbank hudy Met behulp van deze afstelbank kunnen we alle wielstanden van de wagen nakijken. Op de figuur links kunnen we zien dat de camber van het linkerachterwiel 2,5 bedraagt. Figuur 64: Camber achterwiel Op de figuur rechts kunnen we zien dat de camber langs voor 2 bedraagt. Vooraan is er altijd iets minder camber dan langs achter omdat er langs achter veel meer gewicht is. Er kan dus meer gewicht verplaatst worden in een bocht, er komt dus meer druk op de wielen waardoor meer camber vereist is. Figuur 65: camber voorwiel Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 40

39 De sporing kunnen we meten door op de setup een plastiek plaat te leggen met bemating op. We zetten het ene wiel handmatig op 0. Dan kunnen we op het ander wiel aflezen hoeveel de sporing bedraagt. Als we 0.5 toe-out willen op elk wiel, dan moeten we 1 toe-out aflezen op één wiel als het ander op 0 staat. Figuur 66: sporing vooraan Ook langs achter werken we met hetzelfde systeem. Hier lezen we de sporing op elk wiel apart af. Figuur 67: sporing achteraan Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 41

40 3 Stuurinrichting 3.1 Onderdelen Aangeduid op de 2 figuren: A) servo B) servo arm C) servo saver D) ackerman E) wielblokken D C A B Figuur 68: onderdelen stuurinrichting E E D C B A Figuur 69: onderdelen stuurinrichting De servo is aangesloten op de ontvanger. Als je stuurt met je zender zal de servo evenveel sturen als jij hem opdraagt. In de servo zit een elektrische motor die zal draaien. Op het uiteinde van deze motor zit een servo arm gemonteerd. De draaiende beweging van de servo wordt overgedragen naar de servo saver (nader uitgelegd in 3.2.3) Deze maakt dan een draaiende beweging rond de as waar hij op bevestigd zit. De ackerman draait mee met de servo saver. Vanuit de ackermann wordt de beweging overgezet naar de wielblokken met 2 stangen (deze stangen gebruiken we om toe-out (-in) mee te wijzigen). Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 42

41 3.2 Functie onderdelen Servo Servo s zijn er van verschillende merken maar binnen die merken zijn er ook veel verschillende types die elk hun eigen kenmerken hebben. De belangrijkste kenmerken van mijn servo s (Sanwa ERG-VRX) zijn: Gewicht 2.12 oz (=60.1g) Koppel 125 Ncm Snelheid 0.07 s / 60 Tandwielen Metaal Analoog / Digitaal Analoog Tabel 3: kenmerken servo Verschil tussen analoog en digitaal: Een analoge servo krijgt in de neutraalstand geen stroom. Als een signaal wordt ontvangen of wanneer druk op de servo arm wordt uitgeoefend, reageert de servo door stroom/spanning naar de servomotor te sturen. De spanning wordt in een vaste puls van 60 cycli per seconde doorgegeven, waardoor in feite kleine schokjes stroom ontstaan. Door de lengte van de puls te vergroten gaat de servo arm naar de gewenste positie. Figuur 70: servo De potentiometer geeft de elektronica door wanneer de gewenste positie is bereikt. De lengte van de puls wordt verkleind om te vertragen tot er geen stroom meer wordt doorgegeven en de servo stopt. Een digitale servo functioneert heel anders. De digitale servo ontvangt signalen door middel van de microprocessor en kent vooraf ingestelde parameters. De lengte van de puls en de hoeveelheid spanning kunnen op elkaar worden afgestemd, zodat de servomotor de gewenste instructie krijgt en optimaal functioneert. De puls heeft een veel hogere frequentie dan bij een analoge servo. De lengte van de puls kan daardoor evenredig korter worden. De spanning wordt in een hogere frequentie doorgegeven waardoor de initiële reactietijd korter wordt, de servo sneller en soepeler op veranderde instructiesignalen reageert. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 43

42 3.2.2 Servo arm Figuur 71: servo arm De servo arm is een soort hefboom en zit gemonteerd op de servo. Op het uiteinde wordt de servo saver verbonden met de servo arm. Hoe langer de servo arl hoe meer stuuruitslag Servo saver Stuurfoutjes kunnen tot veel schade leiden. Als je een klap krijgt op de voorwielen kunnen de servo s het zwaar te verduren krijgen. Om dit te relativeren is een servo saver gemonteerd: 1 2 Figuur 72: servo saver exploded view Bij een klap op één van de voorwielen zullen de wielen uit hun oorspronkelijke stand willen treden. Zonder servo saver zullen de tandwielen binnenin de servo over hun tanden getrokken worden. Met deze servo saver zal bij dergelijke klap object 2 op de figuur naar beneden gedrukt worden en verdraaien terwijl object 1 die verbonden is met de servo gewoon blijft staan. Op de figuur is de veer 0.5 mm Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 44

43 aangespannen. Hoe harder de veer is aangespannen hoe meer kans dat de servo kapot is bij een crash. Maar hij moet natuurlijk wel hard genoeg aangespannen zijn zodat de servo saver niet in werking gaat in een bocht bijvoorbeeld. Figuur 73: neutraalstand bovenaanzicht Figuur 74: neutraalstand zijaanzicht Figuur 75: bij een crash, bovenaanzicht Figuur 76: bij een crash, zijaanzicht In figuur 74 en 76 tonen we aan dat bij een crash het mechanisme werkt. De veer wordt omlaag gedrukt en de wielen verdraaien terwijl de servo blijft staan in neutrale positie. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 45

44 3.2.4 Ackerman In de figuur hiernaast wordt de situatie van een auto in een bocht voorgesteld. Zoals we zien is de straal van de cirkel die het binnenste wiel volgt kleiner dan de straal die het buitenste wiel volgt. Zonder het Ackerman verschijnsel zouden de 2 wielen evenveel verdraaien in een bocht. Hierdoor zal het binnenste wiel glijden over het wegdek. De sturing is dus niet effectief. Dit glij effect veroorzaakt extra bandenslijtage en hittevorming. Door het binnenste wiel iets meer te verdraaien dan het buitenste wordt dit effect weggewerkt. Figuur 77: situatieschets ackerman De Ackerman van de wagen kunnen we veranderen door object 2 uit figuur 77 te veranderen. De armen die de wielblokken met de Ackerman verbinden kunnen we op verschillende plaatsen bevestigen (zie figuur hiernaast). Als we de armen bevestigen op gaten met groen aangeduid. Hebben we maximale Ackerman. Dit wil zeggen dat het binnenste wiel maximaal naar binnen zal verdraaien. Als we de armen op de gaten in het rood aageduid plaatsen zal de Ackerman minimaal zijn. De linkse Ackerman is om tussenwaarden te verkrijgen. Figuur 78: ackerman wijzigen Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 46

45 3.2.5 Wielblokken In de afbeelding links zien we dat de wielblokken scharnieren rond 2 schroeven met ronde kop ( pivot balls ). Zo kan de wagen in-, uitveren en sturen. Deze 2 schroeven met ronde kop worden bevestigd aan de draagarmen van de auto. Figuur 79: samenstelling wielblok Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 47

46 4 Wielen Wat Wielen zijn een heel belangrijk element voor de auto. Zij zorgen ervoor dat de wagen beweegt ten opzichte van het wegdek. Een aantal andere elementen spelen ook een belangrijke rol maar zonder wielen is de wagen niets om te rijden. Materiaal De banden zijn gemaakt uit een plastiek velg met daar rond een mousse of foam gekleefd. In deze mousse heb je verschillende soorten voor verschillende omstandigheden (wegdek, temperatuur). Soorten Het verschil zit hem in het foam. Je hebt foam van verschillende hardheden (uitgedrukt in shore). We kunnen kiezen tussen 30 shore, 32 shore, 35 shore, 37 shore en 40 shore. Hoe harder de band, hoe minder snel hij zal slijten, maar hoe minder grip hij geeft. Figuur 80: banden Ook bestaan er nog regenbanden. Dit zijn meestal banden met zeer zachte foam maar als het zeer hard regent rijden we met rubberen banden waarin gleuven zijn gemaakt het water weg te drijven (om aquaplaning te voorkomen). Figuur 81: regenbanden Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 48

47 De hardheid van de foam banden kunnen we nagaan met een shoremeter. Figuur 82: shoremeter Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 49

48 5 Remmen 5.1 Belangrijkste onderdelen De rem van de telegeleide brandstofwagen is gebaseerd op mechanische wrijving (schijfremmen). De mechanische rem zet de bewegingsenergie door middel van wrijving direct om in warmte. Die warmte wordt vervolgens weer afgevoerd aan de buitenlucht. De remmen zijn zo ontworpen zodat de remschijf snel kan afkoelen. Figuur: Figuur 83: remschijven Figuur 84: remschoenen Tussen deze remschoenen wordt de remschijf gedrukt 5.2 Constructie Op de figuur zien we dat als staafje nr 4 verdraait, de cilindrische stukjes (aangeduid met nr. 6) naar voren zullen komen. Dit komt door de platte kant die er aan het staafje gemaakt is. Als de 2 cilindrische stukjes naar voren komen zullen ze duwen tegen de linkse remschoen. Het rechtse wordt tegengehouden door een carbon plaat. De remschijf komt tussen de 2 remschoenen. Figuur 85: constructie rem Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 50

49 Als de auto rijdt zal de as die je ziet op de figuur (met riemwiel) draaien. In het riemwiel zitten er 2 naalden die in de remschijf gaan. Als het riemwiel draait zal de remschijf dus meedraaien. Figuur 86: aandrijving remschijf Figuur 87: het riemwiel met de remschijfmeenemers (aangeduid) Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 51

50 Het staafje met de platte kant aan wordt gedraaid doormiddel van servobekrachtiging Als de servo arm naar voor beweegt zal de staaf die voor de rem zorgt draaien. De remschijf zal tussen de remschoenen geklemd zitten. Figuur 88: rembekrachtiging carburator Figuur 89: rembekrachtiging Als de servo arm naar de achterkant van de wagen toe beweegt zal de carburator opengetrokken worden en zal de auto gas geven. Beweegt hij naar de voorkant toe zal de rem in actie gaan en zal de auto afremmen. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 52

51 6 Motor In de auto zit een tweetaktmotor of tweeslagmotor. Deze motor wordt toegepast omdat het vermogen belangrijker is dan het verbruik. Hij is ook zeer klein, dit is belangrijk want de auto moet zo klein mogelijk gemaakt worden. De constructie van een tweetaktmotor is ook zeer eenvoudig. De motor is makkelijker te onderhouden dan een viertaktmotor. Een viertaktmotor is echter veel groter, moeilijkere constructie en vraagt veel meer onderhoud. 6.1 Werking De werking van een tweetakt lijkt eenvoudig, maar doordat er verschillende zaken gelijktijdig gebeuren is het niet zo eenvoudig om dit grafisch voor te stellen. Stel dat we de zuigerpositie van figuur 90 als startpositie nemen. Je ziet duidelijk dat de inlaatpoort wordt 'gesloten' door de zuiger. De zuiger beweegt naar boven waardoor de druk onder de zuiger lager is dan de buitendruk. Hierdoor wordt er lucht aangezogen. Deze luchtverplaatsing zorgt dankzij het Venturi-effect voor de nodige aanvoer van brandstof. Het brandstofmengsel ontstaat op die manier in de carburator en stroomt door het openstaande membraan in het carter. Figuur 90: aanzuigen mengsel Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 53

52 In figuur 91 zie je dat het carter volledig gevuld is met het brandstofmengsel. De zuiger heeft zijn hoogste positie bereikt. Op het moment dat de zuiger weer naar beneden gaat, wordt het mengsel dat zich nog steeds onder de zuiger bevindt gecomprimeerd. Figuur 91: mengsel aangezogen In figuur 92 zien we dat de zuiger de inlaatpoort vrijmaakt waardoor het mengsel vanuit het carter naar de cilinder kan stromen. Wanneer de motor draait zal het verbrande mengsel ook naar buiten worden gedreven. Figuur 92: mengsel in zuiger De cilinder wordt gevuld zolang de zuiger de inlaatpoort niet afsluit. We zijn dan weer op ons aanvangspunt gekomen. Wanneer de zuiger zich naar boven verplaatst, wordt er dus niet alleen verse brandstof aangevoerd, maar de aanwezige brandstof in de cilinder wordt samengeperst (figuur 93). Net voordat de zuiger zijn bovenste punt bereikt, ontsteekt de bougie de brandstof. Bij de bougie van de motor in de Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 54

53 modelbouwwagen zal de gloeidraad roodgloeiend blijven en zal het mengsel vanzelf ontploffen als de druk hoog genoeg wordt. Figuur 93: compressie Het ontsteken van de brandstof zorgt voor een plotse verhoging van de druk en duwt de zuiger met grote kracht naar beneden. Pas wanneer de zuiger de uitlaatpoort vrijmaakt kunnen de gassen via de uitlaat naar buiten (figuur 94). Het merendeel van de gassen zal de cilinder verlaten op enkele graden van de omwenteling van de krukas. De restanten worden door het verse mengsel, dat de cilinder dan weer binnenkomt, verdrongen. Een klein deel van het mengsel gaat mee met de uitlaatgassen naar buiten, vandaar dat de 2-takt motor iets meer verbruikt dan een 4-takt motor. Figuur 94: ontsteking Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 55

54 Op de vorige pagina s werd de werking van een gewone 2-taktmotor uitgelegd. De motoren die gebruikt worden in deze modelbouwwagens werken volgens het zelfde principe maar er zijn enkele verschillen Het mengsel komt niet tot een ontploffing door de warmte, maar door een katalyse reactie tussen platina en methanol onder hoge druk. De gloeiplug is als volgt dus gelegeerd met een laagje platina. De gloeiplug is waarschijnlijk het meest onderschatte onderdeel van onze motoren. Dit onderdeel staat namelijk aan zeer zware belastingen bloot: hoge temperaturen, een paar duizend explosies per minuut, hoge druk en het is voortdurend omgeven door reactieve stoffen die het oppervlak kunnen aantasten en dat laatste vaak, zij het in geringe mate ook doen. Om deze laatste reden is ook de gloeiplug aan slijtage onderhevig en als zodanig vaak een (mede) oorzaak van slecht oppakken en kritisch afstellen van de motor. Doordat de gloeiplug met zijn kataliserende werking de verbranding inluidt is hij van zeer grote invloed op het ontstekingstijdstip van de motor en op deze manier eigenlijk op het gehele loopgedrag van de motor. Om deze reden is het dan ook in de regel zeer belangrijk om het juiste type te kiezen. Kiezen we een te hete plug dan merken we daar in de regel niet zo gek veel van. tenminste, tenzij we er een toerenteller bij pakken. Een motor met een te hete plug levert namelijk een stuk mindere prestaties. Wat is namelijk het geval bij een te hete plug? Om de motor toch mooi "rond" te laten lopen maken we bij het afstellen het mengsel rijker. Op deze manier maken we het brandstof/lucht mengsel minder brandbaar waardoor het ontstekingstijdstip toch weer juist komt te liggen. Gevolg: de motor klinkt goed en lijkt ook over een juist vermogen te beschikken echter, motoren met een te hete plug worden heter, zijn slechter af te stellen, leveren minder vermogen en tenslotte is het brandstofverbruik een stuk hoger. Hoe komt dit? Doordat we het mengsel rijker maken wil dit mengsel slechter ontbranden. dit betekent niet alleen dat het later ontsteekt maar ook dat het langer duurt voordat het gehele brandstof/lucht mengsel brandt. In extreme gevallen (veel te hete pluggen) houdt dit in dat een gedeelte van de brandstof pas verbrandt als de zuiger alweer bijna beneden is. Omdat in dit geval bij een tweetakt motor de uitlaatpoort alweer opengaat draagt deze verbranding niets bij aan het verplaatsen van de zuiger maar geeft daarentegen wel zeer veel warmte af! Ideaal zou zijn als we een plug konden vinden die past bij de optimale verhouding brandstof en lucht. In dit geval verspreidt de "vlam" zich zeer snel door de verbrandingsruimte met als gevolg meer vermogen en minder warmteontwikkeling in de motor. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 56

55 Mengsel Het mengsel wordt gemaakt in de carburator. Er wordt gezuiverde lucht aangezogen via de luchtfilter. De luchtfilter zit in een INS-box om het geluid te dempen. Dit is een speciale box (zie fig. 97 en 98) met twee inlaatgaten die de lucht dan inwendig gelijkmatig verdeelt. Die lucht moet dan door een filter, hier een sponsje die je insmeert met olie. Die gezuiverde lucht gaat dan door de carburator waar het gemengd wordt met de brandstof. Dit vermengen gebeurt met de venturibuis. Dit is een buis met een vernauwing waardoor er een luchtversnelling is en een onderdruk gecreëerd wordt die de brandstof aanzuigt. In de brandstoftank is er een druk aanwezig, afkomstig van de uitlaat. Moest dit niet het geval zijn zou de motor veel brandstof krijgen als de tank vol is en weinig als de tank leeg is want dan is de druk die de hoeveelheid brandstof geeft de enige druk die de brandstof uit de tank duwt. Door de extra druk van de uitlaat wordt dit verschil geminimaliseerd. Figuur 95: venturibuis Figuur 96: motor Figuur 97: luchtfilter en INS-box Figuur 98: INS-box Voordelen De tweetaktmotor is veel eenvoudiger dan een viertaktmotor en daarom heb je heb je veel minder onderdelen nodig en is de motor een stuk goedkoper. Omdat je minder onderdelen hebt kunnen minder vaak defecten optreden en kan de motor ook een hoger toerental aannemen. Ook is het gewicht van de motor minder dan van een viertaktmotor wat hier voor deze toepassing van uiterst belang is. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 57

56 Nadelen De motor heeft geen kleppen waardoor er meer brandstof verbruikt wordt. Ook moet er olie met de brandstof vermengd worden om de motor te smeren. De olie in de brandstof smeert alle wrijvende en draaiende delen in de motor. Verbruik en toerental De auto heeft een verbruik van ongeveer 125 cc per 5 min afhankelijk van het circuit. We kunnen dit niet uitdrukken per kilometer omdat dit sterk varieert van circuit tot circuit. Een circuit met veel lange einden zal een groter verbruik hebben dan een circuit met veel bochten waar je niet vlug kan rijden en je toerental ook kleiner is. De motor haalt een maximaal toerental van toeren per min. 6.2 Brandstof Als motorbrandstof gebruiken we een mengsel van nitromethaan, methanol en oliën. De oliën dienen niet als brandstof maar als smering van de bewegende delen in de motor. Waarom + functie Figuur 99: brandstof Nitromethaan en methanol worden gebruikt omdat ze zeer snel ontbranden en dat ze een veel grotere druk creëren in de motor, hierdoor is je motor ook veel krachtiger. Methanol heeft een vlampunt van 11 en nitromethaan kan bij een samenstelling van 90-95% een vermogen halen van 750 pk per 1000 cc. Hierdoor kan je met een kleine cilinderinhoud een groot vermogen creëren. De oliën worden gebruikt om de motor te smeren. Chemische samenstelling - Nitromethaan: CH 3 NO 2 - Methanol: CH 3 OH - Ricinusolie of wonderolie: wordt uit de vrucht van de Wonderboom (Ricinus communis) geperst. Die vrucht wordt de wonderboon genoemd. - Synthetische olie Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 58

57 Samenstelling 25% nitromethaan + In gewone wedstrijden: 3% wonderolie 7% synthetische olie In grote wedstrijden: 2% wonderolie 6% synthetische olie (Hoe minder olie, hoe meer brandbare producten in het mengsel en hoe minder weerstand, des te groter het vermogen) + Aanvullen tot 100% met methanol Opm.: we rekenen met het soortelijke gewicht van de vloeistoffen. Een gevolg hiervan is dat men voor een mengsel van 1000ml maar 240ml nitromethaan zal toevoegen. Dit komt omdat het soortelijke gewicht van nitromethaan groter is dan van methanol. We mogen maar een maximale hoeveelheid nitromethaan toevoegen aan ons brandstofmengsel omdat je anders kan vals spelen en meer nitromethaan toevoegen waardoor je een groter vermogen krijgt. Eigenschappen Nitromethaan: zorgt voor meer vermogen (zeer ontvlambaar waardoor een grotere druk in de zuigerkamer ontstaat). Methanol: giftig, ontvlambaar (11 C) en is de basis voor het brandstofmengsel. Wonderolie (Castor olie): Verbrandt bijna niet. Het is één van de beste smeeroliën voor de 2-takt motor. Alleen laat het een bruine laag achter in de motor. Wonderolie of Ricinusolie is een plantaardige olie die in Nederland vooral bekend is als laxeermiddel en die vrij te verkrijgen is bij de drogisterij. Wonderolie is gemaakt van de vrucht van de Wonderboom (Ricinus commmunis), de zogenaamde wonderboon. De wonderboom behoort overigens niet tot de familie der peulvruchten, Leguminosae, en in die zin is de wonderboon geen "echte" boon. De olie wordt gewonnen door het pletten en uitpersen van de wonderbonen. De pulp die overblijft, is zeer giftig zowel voor mensen als voor dieren. Het gif in kwestie wordt in zuivere vorm ricine genoemd. Wonderolie kan worden toegepast bij de productie van zeep, smeermiddelen, hydraulische en remvloeistoffen, verf, inkt, koudebestendige plastics, boenwas, nylon, medicijnen en parfum. Bron: Wikipedia Synthetische olie: Maakt de motor minder vuil en verbrandt deels mee met de brandstof. De wonderolie en de synthetische olie smeren alle draaiende en wrijvende onderdelen in de motor. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 59

58 Opmerking: 1) Door het hoge aantal toeren dat deze motoren draaien kan de brandstof - mengeling niet zonder wonderolie omdat de smeereigenschappen van deze olie zeer bijzonder zijn en momenteel niet te evenaren zijn met andere 2-takt oliën. 2) Om meer vermogen te verkrijgen voegen sommige rijders nitromethaan toe aan hun brandstof. Op wedstrijden wordt de hoeveelheid nitromethaan echter gemeten met behulp van een viscositeitmeter. Figuur 100: massadichtheid te hoog, teveel nitromethaan Figuur 101: massadichtheid goed Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 60

59 6.3 Koppeling Doel De koppeling dient om een verbinding tussen de motor en aandrijving van de wagen tot stand te brengen. Waarbij de verbinding in- en uitgeschakeld kan worden. Wanneer je stopt mag er geen verbinding meer zijn tussen de motor en de aandrijving want anders blijft de wagen rijden. Hiervoor wordt een koppeling gebruikt. Werking Wanneer de motor draait worden de vlieggewichtjes (nr1 van stap 2) naar buiten geslingerd door de middelpunt vliegende kracht en omdat het vliegwiel (nr2 van stap 1) conisch is. Hoe groter je toerental hoe groter de middelpunt vliegende kracht. Vanaf een bepaald toerental zal de middelpunt vliegende kracht groot genoeg zijn zodat de vlieggewichtjes de bruine schoen (nr3 van stap 2) weg duwen. Als de bruine schoen ver genoeg weggeduwd is zal hij beginnen duwen tegen de aandrijving waardoor de aandrijving (metalen plaatje met tandwielen van stap 4) zal beginnen meedraaien. De ideale afstand tussen de bruine schoen en de aandrijving bedraagt mm. dit is theoretisch niet te bepalen, is door ervaring bepaald. Montage - stap 1 We steken een conische cone (nr.1) over de motoras. Nadien plaatsen we het vliegwiel (nr.2) over die cone. Daarna spannen we het vliegwiel aan met een moertje (nr. 3) Figuur 102: koppeling vliegwiel - stap 2 Op het vliegwiel staan 3 staafjes waarover we de 3 vlieggewichtjes (nr.1), een metalen plaatje(nr. 2) en de bruine schoen (nr. 3) (clutch) steken Figuur 103: koppeling clutch Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 61

60 - stap 3 Nadat de vorige 3 elementen op het vliegwiel gemonteerd zijn steken we een rondsel (nr. 1) in de bruine schoen. Hierin steken we dan een veertje (nr. 2) en die veer zetten we vast met een moertje (nr. 3) Figuur 104: koppeling veer - stap 4 Figuur 105: koppelingshuis Nadat we de bruine schoen hebben vastgezet plaatsen we als laatste de uiteindelijke aandrijving van de auto op de motoras. Op de figuur zien we dat deze wordt vastgezet met een schroef maar de samenstelling leggen wij uit in de volgende stap. De uiteindelijke aandrijving wordt op zijn plaats gehouden met lagers die je ziet op de figuur. - stap 5 Figuur 106: druklager In deze afbeelding zie je de samenstelling van de schroef die de uiteindelijke aandrijving op de motoras moet houden. Het bestaat uit een druklager. Als de koppeling toeslaat zal de bruine schoen een fractie van een seconde slippen in het koppelingshuis. Als de bruine schoen slipt, zal de druklager in werking schieten. Daarom heet het ook druklager, zonder druk draait de druklager niet. Deze lager is vereist omdat de koppelingschoen altijd een fractie van een seconde slipt in het koppelingshuis. Zonder deze lager (stel dat het vervangen wordt door een metalen rondsel) zou het er veel te warm worden en zou de koppeling niet lang meegaan. Na het lager zitten rondseltjes of shims om de afstand tussen de bruine schoen en de aandrijving te regelen. Dit alles wordt dan nog eens tegengehouden met een langwerpig rondsel (zwart op afbeelding). Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 62

61 6.4 Uitlaat Figuur 107: de uitlaat De uitlaat is een gewone ronde buis waar op het einde een conische trechter is in aangebracht en waar vier gaatjes zijn in geboord. De uitlaatgassen moeten dan nog op het einde een bocht maken om uit de uitlaat te komen. Dit wordt gedaan om het geluid te beperken. Ook wordt dit gedaan om een druk te hebben in de uitlaat omdat er anders te veel inlaatmengsel naar buiten zou gaan en je niet meer genoeg mengsel zou hebben om te verbranden. Ook wordt die druk in de uitlaat gebruikt om het brandstofmengsel naar te motor te duwen. Tussen de uitlaat en de brandstoftank is er een accumulator geplaatst (aangeduid met pijl). Dit is omdat wanneer je tank vol is en je geeft vol gas, dan heb je een grote druk op de tank. Wanneer je stopt met gas geven, dan heb je een drukval. Om die drukval te beperken plaatsen ze een accumulator. De accumulator is een gewone holle cilinder, niets is inwendig aanwezig. Er kan zich hier een beetje lucht in opstapelen waardoor je de drukval opvangt wanneer de tank vol is. Als de tank bijna leeg heb je de accumulator niet nodig omdat de lege ruimte in de tank dan als accumulator dient. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 63

62 7 Chassis en carrosserie Het chassis is voor de auto zeer belangrijk omdat de opbouw van de auto start met het chassis. Het is zoals de ruggengraat van de mens. Zonder ruggengraat is een mens ook niets. Dit is het zelfde met het chassis van de auto. De carrosserie van de wagen is ook zeer belangrijk. De carrosserie moet zodanig gemaakt worden dat de luchtweerstand zo klein mogelijk is, het moet ook de nodige bescherming bieden aan de binnenkant van de wagen en het zorgt er ook voor dat de druk op de wagen van bovenaf zo groot mogelijk is. Anders gaat de wagen aan het vliegen en heb je te weinig contactoppervlak tussen de banden en de weg waardoor je van de weg raakt. 7.1 Chassis rijrichting Figuur 108: chassis Figuur 109: principe luchtkoeling motor Uitleg het chassis is hierboven afgebeeld met de linkse zijde van de figuur de voorkant van de wagen en de rechtse zijde de achterkant van de wagen. Alles van de wagen wordt gemonteerd op het chassis. Hierdoor is het ook zeer belangrijk voor de wagen. Als het chassis breekt kan je onmogelijk verder rijden. Het chassis is vervaardigd uit hoogwaardig aluminium en er zijn inkepingen in gemaakt voor koeling van de motor en om gewicht uit te sparen. Vb.: (rode pijl) hierboven wordt de motor geplaatst. De lucht zal tussen die gleuf naar de onderkant van de motor gaan. Dit is om de onderkant van de motor te koelen, zo koel je eveneens het mengsel in de onderkant van de motor (fig. 109). Hoe koeler het mengsel, hoe meer kracht je van de motor krijgt. Dit komt omdat onderaan de motor het mengsel zit die vervolgens in de cilinder terecht komt. Hoe kouder dit mengsel is, hoe minder volume dit inneemt. Hierdoor kan er meer mengsel in de cilinder. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 64

63 7.2 Carrosserie Figuur 110: carrosserie De carrosserie is gemaakt uit lexan. Lexan is een polycarbonaat en is dus stevig hard, licht en doorzichtig. Als er tijdens de wedstrijd iets gebeurt, moet het mogelijk zijn om de carrosserie er in enkele seconden af te halen. Hierdoor is hij gewoon op de wagen bevestigd door 4 staafjes met een body clip op het einde (zie blauwe pijl figuur 110). Je kunt nu ook allerhande afstellingen met de carrosserie realiseren. We kunnen de carrosserie een mm naar voren of naar achter plaatsen. Dit zorgt voor meer of minder downforce op de neus van de wagen. Langs achter kunnen we de spoiler hoger of lager plaatsen, ook om meer of minder downforce te verkrijgen op de achterwielen. Op de neus van de wagen wordt de wagen afgeremd door de wind. F Maar door de schuine vorm van de carrosserie voor het wiel zorgt dit voor een neerwaartse R druk. Elke neerwaartse kracht op het wiel wordt omgezet in een moment (FxR). Figuur 111: neus van de wagen Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 65

64 Als we de carrosserie een mm naar voor schuiven vergroot R met 1 mm en vergroot dus ook het optredende moment waardoor we meer grip krijgen op de voorwielen. Achteraan is dit juist hetzelfde principe. De wind zorgt voor een neerwaartse druk op de achterbanden. Elke neerwaartse kracht wordt omgezet in een moment (FxR). Stel dat we de carrosserie 1 mm naar voor schuiven, dan wordt R kleiner en zal het moment dus ook verkleinen. De druk op de achterbanden is dus kleiner geworden. Minder druk wil zeggen minder grip langs achteren. R Figuur 112: spoiler achteraan Op de spoiler is een gurney flap voorien. Dit zorgt voor extra downforce. Figuur 113: spoiler met gurney flap Figuur 114: principe gurney flap De wind gaat van links naar rechts op de figuur, onder de carrosserie zal een deel van de wind een andere weg afleggen, na de gurney flap gaat ze in tegenwijzerzin draaien. De wind die van boven de carrosserie komt zal dezelfde beweging aannemen maar zal in wijzerzin draaien. Deze draaibewegingen achter de gurney flap zorgen voor extra neerwaartse druk op de carrosserie. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 66

65 Nog een mogelijkheid om meer downforce te creëren is dat je de carrosserie naar achteren toe een beetje naar buiten toe plooit (de zijkanten). De wind die langs de buitenkant de carrosserie passeert word naar buiten geduwd waardoor de wagen naar binnen wordt geduwd. Een soort zelfcentreersysteem. Aan de binnenkant gebeurt er ook iets merkwaardigs. Hier is er een volumevergroting waardoor de carrosserie naar de grond wordt gezogen. Dit zorgt voor extra downforce. Figuur 115: Bovenaanzicht carrosserie Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 67

66 8 Overbrengingen 8.1 Basis onderdelen De overbrengingen bestaan vooral uit riemen, cardan assen en tandwielen die het koppel naar de banden overbrengen. De tandwielen worden gebruikt om het koppel van de motor over te brengen naar de 2-bak as op de wagen. Van hieruit wordt met riemen het koppel overgezet naar de voorkant en de achterkant van de wagen. Ten slotte wordt met cardan assen het koppel op zijn beurt overgezet naar de wielassen. 2-bak as 16 T 19 T 48 T 45 T 24 T 16 T 22 T 51 T 25 T 18 T Figuur 116: basisoverbrengingen De riemwielen zijn op figuur 116 aangeduid met hun vertanding in het groen. De tandwielen zijn aangeduid met hun vertanding in het rood, de motortandwielen staan niet op de figuur, het eerste heeft 16T en het tweede heeft 19T. Omdat de wagen een vierwielaandrijving heeft moeten de voorwielen en de achterwielen een bepaalde diameter hebben ten opzichte van elkaar. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 68

67 8.2 Berekenen bandendiameterverschil We laten de 2-bak as (aangeduid op figuur 116) 1 toer draaien. - Achteras: de draaibeweging wordt overgezet van 22T naar 51T (achteras) de achterwielen zullen dus van een toer draaien - Vooras: De draaibeweging wordt ook overgezet van 18T naar 25T en op zijn beurt van 16T naar 24T. De voorwielen draaien dus = van een toer. met coëfficiënt De vooras draait dus sneller dan de achteras = 0, f Wat is nu het bandendiameterverschil opdat de voor en de achterwielen een gelijke omtreksnelheid zouden hebben? We stellen vast dat de omtrek van de voorwielen gelijk moet zijn aan de omtrek van de achterwielen vermenigvuldigd met het coëfficiënt. O voor π d d voor voor = 0,8987O = 0,8987π d = 0,8987. d achter achter achter d achter d voor 62,9 63,8 64,7 65,6 66,5 67,4 68,3 69,2 70,1 Tabel 4: bandendiameters (mm) Eigenlijk zouden we de riemwielen zo kunnen nemen zodat de bandendiameter vooraan en achteraan gelijk zou zijn. Maar de makers van deze wagen hebben express dit bandendiameter verschil genomen omdat anders de voorbanden te groot zouden zijn en niet onder de lage carrosserie zouden passen. Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 69

68 8.3 One-way Een one-way lager is een naald lager die maar langs 1 kant draait, probeer je om hem langs de andere kant te doen draaien zal hij blokkeren. Een one-way lager bestaat uit 4 stukken. Een huls, een kooi, een naald en een veer. Figuur 117: huls Figuur 118: kooi Figuur 119: naald Figuur 120: veer Figuur 121: one- Way lager Daan Maenhout, Robin D hondt TSO 6 IW-GIP 70