Formel SAE


Formel SAE ist ein Studentendesignwettbewerb organisiert von SAE International (Früher als Society of Automotive Engineers, SAE bekannt). Der Wettbewerb wurde 1980 von der SAE Student Branch in der gegründet Universität von Texas in Austin Nach einem vorherigen Asphalt -Rennwettbewerb erwies sich als nicht nachhaltig.
Konzept
Das Konzept hinter der Formel SAE ist, dass ein fiktives Fertigungsunternehmen ein Student -Designteam beauftragt hat, ein kleines zu entwickeln Formelstil Rennauto. Das Prototypen -Rennwagen ist auf sein Potenzial als Produktionselement zu bewerten. Die Zielmarketinggruppe für das Rennwagen ist das nicht professionelle Wochenende Autocross Rennfahrer. Jedes Schülerteam entwirft, baut und testet einen Prototyp, der auf einer Reihe von Regeln basiert und deren Zweck sowohl die Sicherheit auf der Strecke (die Autos von den Schülern selbst getrieben werden) als auch die Förderung einer cleveren Problemlösung gewährleistet.
Das Prototyp -Rennwagen wird in verschiedenen Ereignissen beurteilt. Der Punktplan für die meisten Formel -SAE -Events lautet:[1]
Statische Ereignisse | |
---|---|
Entwurfsereignis | 150 |
Kosten- und Herstellungsanalyseereignis | 100 |
Präsentationsereignis | 75 |
Dynamische Ereignisse | |
Beschleunigungsereignis | 100 |
Skidpad -Event | 75 |
Autocross -Event | 125 |
Kraftstoffverbrauchsereignis | 100 |
Ausdauerereignis | 275 |
Gesamtpunkte möglich | 1.000 |
Zusätzlich zu diesen Veranstaltungen bieten verschiedene Sponsoren des Wettbewerbs Auszeichnungen für überlegene Designleistungen. Zum Beispiel sind einige der verfügbaren Auszeichnungen, die die beste Verwendung von E-85 Ethanol-Kraftstoff, innovativer Einsatz von Elektronik, Recycling, Crash-Werting, analytischer Konstruktion und allgemeine dynamische Leistung sind. Zu Beginn des Wettbewerbs wird das Fahrzeug während der technischen Inspektion auf die Einhaltung der Regel überprüft. Die Bremsfähigkeit, die Rollover -Stabilität und die Geräuschpegel werden überprüft, bevor das Fahrzeug an den dynamischen Ereignissen (Skidpad, Autocross, Beschleunigung und Ausdauer) konkurrieren kann.
Große Unternehmen wie z. General Motors, Ford, und Chrysler, kann das Personal mit mehr als 1000 Studenteningenieuren interagieren. Diese Schüler arbeiten in Teams zwischen zwei und 30 Jahren und haben sich als in der Lage erwiesen, ein funktionierendes Prototyp -Fahrzeug zu produzieren.[2]
Zu den Freiwilligen für das Design -Beurteilungen gehören einige der bekanntesten Ingenieure und Berater der Rennindustrie, einschließlich der späten Carroll Smith, Bill Mitchell, Doug Milliken, Claude Rouelle, Jack Auld, John Leplante, Ron Tauranacund Bryan Kubala.
Heute hat sich der Wettbewerb erweitert und umfasst mehr als 12 Events auf der ganzen Welt. Zum Beispiel, Formel Student ist eine ähnliche SAE-sanktionierte Veranstaltung in Großbritannien sowie in Großbritannien Formel SAE Australasia (Formel SAE-A) findet in statt Australien. Die Verein Deutscher Ingenieure (VDI) veranstaltet den Formel -Student Deutschlandwettbewerb am Hockenheimring.
Im Jahr 2007 rief ein Ableger an Formel Hybrid wurde eingeweiht. Es ähnelt der Formel SAE, außer dass alle Autos gasolinelektrische Hybridkraftwerke haben müssen. Der Wettbewerb findet am statt New Hampshire International Speedway. [1]
Im Jahr 2010 wurde die Formel Studenten Elektrik eingeweiht, wodurch die Schüler ein vollständig elektrisch angetriebenes Rennfahrzeug bauen müssen.
Im Jahr 2017 wurde die Formel studentlos eröffnet.
Zusammenfassung der Regeln
Studentenwettbewerb
Die Formel SAE hat relativ wenige Leistungsbeschränkungen. Das Team muss ausschließlich aus aktiven College -Studenten (einschließlich Fahrern) bestehen, die offensichtliche Beschränkungen für die verfügbaren Arbeitszeiten, Fähigkeiten, Erfahrung und einzigartigen Herausforderungen stellen, denen professionelle Rennteams nicht mit einem bezahlten, qualifizierten Personal stehen. Diese Einschränkung bedeutet, dass der Rest der Vorschriften viel weniger restriktiv sein kann als die meisten professionellen Serien.
Die Studierenden dürfen Beratung und Kritik von professionellen Ingenieuren oder Fakultäten erhalten, aber das gesamte Autodesign muss von den Studenten selbst durchgeführt werden. Die Studierenden sind auch ausschließlich für das Sammeln von Spenden verantwortlich, obwohl die meisten erfolgreichen Teams auf Lehrplanprogrammen basieren und von Universitätsbudgets verfügen. Darüber hinaus ist das Punktesystem so organisiert, dass mehrere Strategien zum Erfolg führen können. Dies führt zu einer großen Vielfalt zwischen Autos, was in der Welt der Motorsports eine Seltenheit darstellt.
Motor
Der Motor muss a sein Vierakten, Otto-Zyklus Kolbenmotor mit einer Verschiebung von nicht mehr als 710 ccm. Ein Luftrestriktor des kreisförmigen Querschnitts muss stromabwärts des Gass und stromaufwärts von allen angepasst werden Kompressormit einem Durchmesser von nicht mehr als 20 mm für Benzinmotoren, erzwungene Induktion oder natürlich abgesaugte oder 19 mm für Ethanol-Brennstoffmotoren. Der Restriktor hält die Stromniveaus in der überwiegenden Mehrheit der FSAE -Autos unter 100 PS. Am häufigsten die Produktion von Vierzylinder 600ccm produzieren Sportfahrrad Motoren werden aufgrund ihrer Verfügbarkeit und Verschiebung verwendet. Es gibt jedoch viele Teams, die kleiner werden V-Twin und Einzelzylinder Motoren, hauptsächlich aufgrund ihrer Gewichtsspar- und Verpackungsvorteile. Sehr selten bauen Teams einen Motor von Grund auf neu. Nur wenige Beispiele enthalten Western Washington University's 554cc V8 Eintrag im Jahr 2001, Universität von Melbourne's "Wattard" Motor in den Jahren 2003–2004 und Universität von AucklandV Twin.
Suspension
Die Suspendierung ist uneingeschränkt, außer für die Sicherheitsvorschriften und die Anforderung, insgesamt 50 mm Radweg zu haben. Die meisten Teams entscheiden sich für Allrad unabhängige Suspendierungfast universell Doppel-Wischknochen. Die aktive Suspendierung ist legal.
Aerodynamik
Komplexe aerodynamische Pakete, obwohl sie nicht im Wettbewerb antreten müssen, sind unter den schnellsten Teams beim Wettbewerb häufig. Mit den niedrigen Geschwindigkeiten des FSAE Windkanal testen, Computerflüssigkeitsdynamikund auf Track -Tests. Aerodynamische Geräte werden durch maximale Größe reguliert und angetriebene aerodynamische Geräte werden verboten.
Gewicht
Es gibt keine Gewichtsbeschränkung. Das Gewicht der durchschnittlichen Wettbewerbsformel SAE -Auto beträgt normalerweise weniger als 200 kg (200 kg). Die mangelnde Gewichtsregulierung in Kombination mit der Obergrenze für feste Stromversorgung ermutigt die Teams jedoch, innovative Gewichtssparstrategien wie die Verwendung von Verbundwerkstoffen, ausführliche und teure Bearbeitungsprojekte und teure Bearbeitungsprojekte zu verfolgen und Projekte Rapid-Prototyping. Im Jahr 2009 wurde der Kraftstoffverbrauchsteil des Ausdauerereignisses 100 der 400 Ausdauerpunkte zugewiesen, gegenüber 50. Diese Änderung der Regeln hat einen Trend in den Trend geprägt Motorverkleinerung in dem Versuch, Gewicht zu sparen und den Kraftstoffverbrauch zu erhöhen. Mehrere Top-Teams haben von hochrangigen Vierzylinder-Autos zu kleineren Ein- oder Zweizylindermotoren umgestellt, die zwar, obwohl sie normalerweise viel weniger Leistung erzielen, Gewichtseinsparungen von 75 lb (34 kg) oder mehr ermöglichen und auch mehr bieten einen viel besseren Kraftstoffverbrauch. Wenn ein leichtes Einzylinderauto im Ausdauerrennen ein angemessenes Tempo aufrechterhalten kann, kann es die in den schwereren Zeiten verlorenen Punkte häufig durch einen außergewöhnlichen Kraftstoffverbrauchswert ausmachen.
- Beispiel: Bei der Formel SAE West Endurance Event 2009, Drittplatzierte Finisher Rochester Institute of Technology absolvierte den Ausdauerkurs in 22 Minuten, 45 Sekunden mit ihrem Vierzylinderauto, während der vierten Platz Oregon State University in 22 Minuten, 47 Sekunden mit ihrem Einzelzylinderauto fertig; Dies gab RIT 290,6 von 300 Punkten für den Rennabschnitt des Events und die OSU 289,2 Punkte. OSU verwendete jedoch den geringsten Kraftstoff eines Autos (.671 US -Mädchen (2,54 l) oder 20,3 mpg-UNS (0,116 l/km) über das gesamte Ausdauerrennen) und erhielt die vollen 100 Punkte für den Kraftstoffverbrauch, während RIT 1,163 US -Mädchen (4,40 l) (11,75 MPG) verwendete-UNS (0,2002 l/km))) und erhielt daher nur 23,9 der verfügbaren Punkte. Rit gewann den Gesamtwettbewerb mit nur 8,9 Punkten gegenüber der OSU, nachdem er bei allen anderen dynamischen Ereignissen etwas besser erzielt hatte.[3]
Sicherheit
Der Großteil der Vorschriften bezieht sich auf die Sicherheit. Autos müssen zwei Stahl haben Rollen Sie Reifen von ausgewiesener Dicke und Legierung, unabhängig von der Zusammensetzung des Restes des Chassis. Es muss eine geben Aufpralldämpfung In der Nase müssen und Impact -Testdaten zu diesem Abschwächer vor dem Wettbewerb eingereicht werden. Autos müssen außerdem zwei hydraulische Bremskreise haben, volle Fünf-Punkte-Renngurte, und müssen geometrische Vorlagen für den Fahrerstandort im Cockpit für alle Fahrer treffen. Tilt-Tests stellen sicher, dass keine Flüssigkeiten unter starker Kurve aus dem Auto verschüttet werden, und es darf keine Sichtlinie zwischen Fahrer und Kraftstoff-, Kühlmittel- oder Ölleitungen geben.
Geschichte

1979 fand der einzige SAE-Mini-In-Indy in der statt Universität von Houston. Der Wettbewerb wurde von Dr. Kurt M. Marshek konzipiert und wurde von einem Artikel inspiriert, der in der Instrument erschien Populärmechanik Magazin für ein kleines "Indyle" -Verfahrzeug aus Holz und angetrieben von einer Fünf-Pferdekraft Briggs und Stratton Motor. Verwendung der Mini Baja Wettbewerbe als Leitfaden, Ingenieurstudenten mussten kleine Fahrzeuge im Indy-Stil mit demselben Lagermotor entwerfen und bauen, der in der verwendet wurde Populärmechanik Artikel. Dreizehn Schulen traten ein und elf teil. Die University of Texas in El Paso gewann den Gesamtwettbewerb unter der Chefaufsicht.
Obwohl Dr. William Shapton (der kürzlich das verlassen hatte Universität von Cincinnati beitreten Michigan Technological University) Die Idee, 1980 einen ähnlichen Wettbewerb zu veranstalten, trat niemand ein, um einen weiteren Mini-Indy zu organisieren.
1980, als die Mitglieder der neuen SAE-Studentenabteilung der Universität von Texas (Austin) erfuhren, dass der Mini-Indy gestorben war Im Klassenzimmer zu einem komplexen, realen Konstruktionsproblem: Design und Entwicklung eines Rennwagens. Die Mitglieder der UT-SAE-Studentenabteilung, Robert Edwards und John Tellkamp, leiteten eine Diskussion unter den UT SAE-Mitgliedern und stellten sich einen Wettbewerb vor, bei dem ein Rennwagen entworfen und errichtet würde, der nach der SCCA Formel 440-Rennstufe, die zu dieser Zeit beliebt war, beliebt war. Prof. Matthews hatte den Namen „Formel SAE“ nach dem Format der Formel A und der Formel Vee, betonte jedoch, dass dieses neue Rennauto eher ein Ingenieurwettbewerb als ein Fahrerwettbewerb war. Die Schulen würden sich nach dem Ende des akademischen Jahres treffen, um zu konkurrieren und zu bestimmen, wer das beste Auto gebaut hatte. Edwards, Tellkamp und andere UT -SAE -Studenten Joe Green, Dick Morton, Mike Best und Carl Morris haben eine Reihe von Sicherheits- und Wettbewerbsregeln ausgearbeitet und sie der SAE Student Branch -Mitgliedschaft sowie dem UT SAE -Fakultätsberater Prof. Ron Matthews vorgelegt. Prof. Matthews kontaktierte dann Bob Sechler von der Abteilung für Bildungsbeziehungen in der SAE im SAE -Hauptquartier und bat um seine Erlaubnis, den neuen Wettbewerb für Intercollegiate Student Engineering Design zu errichten und im Sommer 1981 den ersten Formel -SAE -Wettbewerb zu veranstalten, und er stimmte zu. Die neu gegründete UT SAE -Niederlassung, die hauptsächlich aus Automobil- und Motorrad -Enthusiasten bestand, die Engineering -Abschlüsse verfolgen, einschließlich mehrerer Karrieren in Bereichen, für die der Arbeitsmarkt in den frühen 1980er Jahren praktisch verschwunden war - einschließlich einiger erfahrener Automechanik, Umarmte und übernahm das Konzept mit wenig Vorstellung davon, worauf sie sich einstieg. Mike Best, Carl Morris und Sylvia Obregon, zusammen mit Dr. Matthews, begannen mit der Planung und Organisation der Veranstaltung, die im folgenden Jahr stattfindet.
Hier ist es wichtig zu beachten, dass die Formel SAE keine einfache Umbenennung des Mini-Indy-Wettbewerbs war, sondern stattdessen ein völlig neues Intercollegiate Student Engineering Design-Wettbewerb. Im Gegensatz zu allen früheren SAE-sanktionierten Student-Renn-/Designwettbewerben, einschließlich Mini-INDY, überließ die SAE-Regeln der Formel die Auswahl des Motors dem Designteam, solange ein 4-T-Takt-Engine mit einem Einschlussanschlusspartner mit einem Zoll-Durchmesser verwendet wurde. (Die aktuelle Formel-SAE-Regeln ermöglichen es den Teams, 4-Takt-Motoren bis zu 710 ccm mit einem kleineren Einschränkung zu verwenden.) Im Gegensatz zu allen früheren SAE-sanktionierten Studenten-Renn-/Designwettbewerben, einschließlich Mini-Indy ermutigte. Der erste Formel-SAE-Wettbewerb fand am Parkplatz des UT-Baseballfeldes (Disch-Falk-Feld) auf dem Campus der University of Texas am Memorial Day Weekend 1981 statt Saal. Während ein plötzlicher Regensturm in Texas alle kurz vor dem Ausdauerereignis an diesem Tag nach Deckung suchte, konnte das Wetter die Stimmung der Schüler, Richter oder Zuschauer und die Formel SAE nicht dämpften. Die University of Texas veranstaltete die Veranstaltung von 1982 bis 1984 weiter, als die Popularität und die Anzahl der Teilnehmer wuchs. In diesen folgenden Jahren verlegte UT den Formel -SAE -Wettbewerb auf andere Parkplätze, die Höhenänderungen und Auffahrtschürzen beinhalteten, die die Verwendung funktionierender Suspensionen erzwangen. Die Veranstaltung wurde 1982 mit dem Eintritt des Universidad La Salle -Teams aus Mexiko -Stadt international. Die wesentlichen Regelnänderungen für 1982 waren: 1) eine Verschiebungsgrenze von 600 ccm (300 cmpl Alle Suspensionsregeln) und 3) die Hinzufügung einer vorübergehenden B & S-Klasse von Fahrzeugen, die ursprünglich für Mini-Baja entwickelt wurden, musste den 8-PS-Briggs & Stratton-Motor behalten und musste nicht dem 4-Rad einhalten unabhängige Suspensionsregel. Die Formel SAE war weiterhin ein internationaler Wettbewerb, als das Team von Universidad La Salle zurückkehrte. Da die einzigen Motorbeschränkungen eine Verschiebungsgrenze von 600 ccm und ein maximaler Durchmesser von 1 Zoll für die Einnahme sind, blühte Kreativität auf. Ebenfalls 1983 wurde die temporäre B & S -Klasse beseitigt, die University of Texas in Austin betrat die erste Composite -Formel SAE -Fahrzeug und die Marquette University trat in den ersten Turboladermotor ein. Die Regeln ermöglichten es einem Formel -SAE -Auto, zwei Jahre lang zu konkurrieren, um die zum Bau und zum Testen eines Qualitätswagens erforderlichen Anstrengungen zu erkennen. Dies ermöglichte den Schülern auch die Erfahrung, Designelemente wieder zu entwickeln und zu verbessern, die nicht funktionierten. Die Regeln für 1984 erlaubten ausdrücklich Turbolader, Supercharger und Verwendung von Lachgas -Oxid, aber der Motor musste durch einen 25,4 -mm -Ausgangsbohrung des Vergasersgusss durchatmen (1984 war lange vor der elektronischen Kraftstoffeinspritzung). Die Einsteiger der Motoraufnahme wurden später verschärft, als die Autos Jahr im Jahr schneller wurden, als das Wissen innerhalb und zwischen den Teams weitergegeben wurde. Außerdem wurde eine 65-100-Zoll-Radstandsregel verkündet, ebenso wie eine Regel, nach der alle Fahrzeuge einen „Körper haben, der einem Formel-Auto ähnelt“. Die Formel -SAE -Feld war 1984 auf elf Autos angewachsen, so dass die Universität von Texas in Austin entschied, dass der Wettbewerb ausreichend gereift war, dass es sicher war, an andere Gastgeber weiterzugeben.
Die Universität von Texas in Austin veranstaltete den Wettbewerb bis 1984. 1985 wurde der Wettbewerb von der veranstaltet Universität von Texas in Arlington. Dort änderte Dr. Robert Woods mit Anleitung des SAE Student Activities Committee das Konzept des Wettbewerbs von einem, bei dem die Schüler ein reines Rennwagen bauten, zu einem, das die SAE Mini-Baja-Wettbewerbe widerspiegelte, in denen sie entwerfen und bauen sollten Ein Fahrzeug für die Produktion der begrenzten Serien.
General Motors veranstaltete 1991 den Wettbewerb, 1992 Ford Motor Co. und Chrysler Corp. 1993. Nach dem Wettbewerb von 1992 bildeten die drei ein Konsortium für die Leitung von SAE.
Am Ende des Wettbewerbs 2008 existierte das Konsortium nicht mehr. Die Veranstaltung wird nun von SAE durch Unternehmensponsoring und Spenden zusammen mit den Registrierungsgebühren der Teams finanziert.
Gewinner
Siehe auch
Verweise
- ^ Bob Woods, 1996 Formel SAE Regeln, (Warrendale, PA): Bildungsbeziehungen SAE International, außerdem waren die Gewinner des Chihuahua Institute of Technology's Students aus Mexiko p. 4.
- ^ Dean Fall, Student Talent, Rennwagenstechnik, Vol. 5 Nr. 3 (England): p. 35
- ^ "Archivierte Kopie" (PDF). Archiviert von das Original (PDF) Am 2011-06-05. Abgerufen 2010-03-31.
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: CS1 Wartung: Archiviertes Kopie als Titel (Link)
- Bass, Edward A., Larry M. Bendele und Scott T. McBroom (1990), "The 1989 Formel SAE Student Design Competition", SAE Paper 900840, doi: 10.4271/900840.
- Beckel, Stephen A., Sylvia Obregon und Ronald D. Matthews (1982), "Die National Intercollegiate Formel SAE -Wettbewerb von 1982", SAE Paper 821093, doi: 10.4271/821093.
- Matthews, Ronald D., Richard K. Morton und Billy H. Wood (1983), "The 1983 Formel SAE Meisterschaftswettbewerb", SAE Paper 831390, 1983, doi: 10.4271/831390.
- Matthews, Ronald D., Dan Worcester, Billy Wood und Tim Ryan (1984), "Die Formel SAE Intercollegiate -Wettbewerb von 1984", SAE Paper 841163, doi: 10.4271/841163.