{"id":194,"date":"2019-11-15T23:13:00","date_gmt":"2019-11-15T23:13:00","guid":{"rendered":"http:\/\/infinityracing.de\/?page_id=194"},"modified":"2024-04-04T12:54:24","modified_gmt":"2024-04-04T12:54:24","slug":"tomsoi-ii","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/fahrzeuge\/tomsoi-ii\/","title":{"rendered":"Tomsoi II"},"content":{"rendered":"
\n
\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n

Allgemeines<\/h2>\n\n\n\n
    \n
  • Leistung: 78 PS am Getriebeausgang im Drehzahlbereich von 9000 1\/min \u2013 13800 1\/min<\/li>\n\n\n\n
  • Drehmoment: 56 Nm (9000 1\/min)<\/li>\n\n\n\n
  • Gewicht: 270 kg<\/li>\n\n\n\n
  • Beschleunigung 0 \u2013 100km\/h: 3,8s<\/li>\n\n\n\n
  • Eventteilnahmen: Formula Student Spain, Formula Student East, Formula Student Italy<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Drivetrain<\/h1>\n\n\n\n
      \n
    • Kettentrieb<\/li>\n\n\n\n
    • Drexler Lamellensperrdifferential<\/li>\n\n\n\n
    • Pneumatische Schaltung (6-Gang mit Z\u00fcndunterbrechung)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Als Prim\u00e4r\u00fcbersetzung fungiert das im Yamaha R6 Motor eingebaute sequentielle Getriebe. Die Schaltung erfolgt dabei mittels eines pneumatischen Systems und wird \u00fcber Schaltwippen am Lenkrad bet\u00e4tigt. Onboard-Kompressoren sorgen daf\u00fcr, dass der Druck im System jederzeit w\u00e4hrend der Fahrt aufrechterhalten werden kann.<\/p>\n\n\n\n

      \u00dcber einen Kettentrieb wird die Kraft auf das Differential und somit zur Hinterachse geleitet. Durch die \u00dcbersetzung des Kettentriebs wird zudem die Gesamt\u00fcbersetzung auf die Motorcharakteristik und die typische Streckenf\u00fchrung der Formula Student Parcours abgestimmt.<\/p>\n\n\n\n

      Das Differentialgetriebe kommt von Drexler und wurde eigens f\u00fcr Formula Student konstruiert und gefertigt. \u00dcber Antriebswellen aus einem Ford Fiesta erm\u00f6glicht das Differential somit eine Verteilung der Antriebskraft auf die Hinterr\u00e4der. Bei Federbewegungen des Fahrwerks ver\u00e4ndern sich sowohl der Winkel, als auch der Abstand zwischen Differentialgetriebe und Radnabe. Um diese Federbewegungen des Fahrzeugs auszugleichen, wurden entsprechende Gleichlaufverschiebegelenke mit Kugellagerung verbaut.<\/p>\n\n\n\n

      Chassis<\/h1>\n\n\n\n
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      • Stahl- Gitterrohrrahmen<\/li>\n\n\n\n
      • Karosserie aus kohlefaserverst\u00e4rktem Kunststoff, Infiltrationsverfahren<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        Auf Grundlage unserer gewonnen Erkenntnisse und Erfahrungen w\u00e4hrend der Konstruktions- und Fertigungsphase des Gitterrohrrahmens von TOMSOI I, wurde der Rahmen f\u00fcr TOMSOI II direkt im CAD entwickelt und konstruiert. F\u00fcr das zentrale Sicherheitsbauteil unserer Rennw\u00e4gen entschieden wir uns abermals f\u00fcr eine bew\u00e4hrte Gitterrohrrahmen-Konstruktion. Das Gesamtgewicht des Gitterrohrrahmens betr\u00e4gt 35 kg. Fahrwerksanbindungen, D\u00e4mpferabst\u00fctzungen, Motorhalterungen und diverse weitere Halter und Laschen wurden nachtr\u00e4glich angebracht. F\u00fcr die Auslegung der Torsionssteifigkeit wurde mittels der Finiten Element Methode ein Balkenmodell erstellt, welches flexibel ab\u00e4nderbar ist und eine geringe Rechenzeit erfordert. Die Torsionssteifigkeit des Rahmens liegt bei einem Wert von 1.600 Nm\/grad.<\/p>\n\n\n\n

        Elektronik & Informatik<\/h1>\n\n\n\n
          \n
        • Multifunktionslenkrad mit Ganganzeige und Schaltblitz<\/li>\n\n\n\n
        • Echtzeit-Telemetriedaten\u00fcbertragung<\/li>\n\n\n\n
        • Launch Control<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          In Zusammenarbeit mit der Fakult\u00e4t Informatik wurde f\u00fcr den Rennwagen der Saison 2010 eine Projektarbeit \u201eData processing for Formula Cars\u201c realisiert, welche ein komplettes System zur Erfassung, Analyse, \u00dcbertragung und Auswertung der vom Motorsteuerger\u00e4t gelieferten CAN-Daten beinhaltet.<\/p>\n\n\n\n

          Das Herzst\u00fcck des Systems bildet die DLU (DataLoggingUnit), welche f\u00fcr die Speicherung und Weiterverteilen der Messdaten des Motorsteuerger\u00e4ts zust\u00e4ndig ist. Ein Olimex LPC-E2468 \u00b5C Linux Development Board mit ARM7-Core und dem Betriebssystem FreeRTOS sorgt f\u00fcr ausreichend Rechenleistung. Das Development Board ist mit einer Vielzahl von Schnittstellen, wie z.B. USB, 100MBit Ethernet, I2C, SPI, RS232 ausger\u00fcstet, bietet 128MB on-board NAND-Flash und ist mit SD\/MMC-Karten erweiterbar.<\/p>\n\n\n\n

          Zur Adaptierung des internen- und Steuerger\u00e4te-CAN-Bus wurde das Tochterboard TEB (TransceiverExtensionBoard) f\u00fcr die DLU entwickelt, welches die zwei CAN-Treiber, einen 3D-Beschleunigungssensor, sowie ein Funkmodul vom Typ WIMOD der Firma IMST zur Bereitstellung des Telemetrie-Link enth\u00e4lt.<\/p>\n\n\n\n

          Der Zweck des GSB (GearShiftBoard) ist die Auswertung der elektronischen Schaltbefehle am Lenkrad. \u00dcber Bestromung von Magentventilen wird der Gangwechsel durch Pneumatikzylinder ausgel\u00f6st, sowie die Kupplung bet\u00e4tigt. Das GSB beherbergt einen LPC2129 von NXP mit einer entsprechend st\u00f6rfesten Au\u00dfenbeschaltung und Logic-Level MOSFETs. Die G\u00fcltigkeit eines Schaltbefehls wird zuerst mit den CAN-Daten des Steuerger\u00e4ts gepr\u00fcft und ist erst mit Erreichen der Endschalter am Pneumatikzylinder erfolgreich beendet.<\/p>\n\n\n\n

          Das mittig im Lenkrad untergebrachte 4.1\u201c TFT-Farbdisplay (320x240pixel) von Simplify Technologies dient als Datenmonitor. Es wird von einem eigenen Microchip PIC32 Controller angesteuert, welcher die CAN-Daten verarbeitet und Reaktionen auf Benutzereingaben steuert.<\/p>\n\n\n\n

          Die PC-Applikation ICAr (Infinity Car Analyzer) zur Auswertung der Telemetriedaten wurde mittels LabView-Anzeigeelementen realisiert. Der Anwender kann dabei die Graphen individuell konfigurieren und auch bereits aufgezeichnete Werte im CSV-Format importieren.<\/p>\n\n\n\n

          Suspension<\/h1>\n\n\n\n
            \n
          • Doppelte, ungleichlange Dreiecksquerlenker<\/li>\n\n\n\n
          • Vorne und hinten \u00fcber Pullrods bet\u00e4tigte Sachs Federd\u00e4mpfereinheit<\/li>\n\n\n\n
          • Radstand: 1650mm<\/li>\n\n\n\n
          • Spurbreite: vorne \/ hinten 1280 \/ 1230<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            Konzept und Kinematik<\/h3>\n\n\n\n

            Als Grundlage der Fahrwerkskonstruktion diente das Fahrwerk des TOMSOI I und die daraus gewonnenen Erfahrungswerte. Anhand dieser Daten sowie den Vorgaben im Reglement konnte die Kinematik des Fahrwerks ermittelt und bestimmt werden. Die gr\u00f6\u00dften \u00c4nderungen waren eine Verringerung des Radstandes auf 1650mm und eine k\u00fcrzere Spurweite von 1280mm Vorder- bzw. 1230mm an der Hinterachse. Die geringe Spurweite an der hinteren Achse vermeidet ein unbeabsichtigtes \u00dcberfahren von Pylonen im Rennen, welches mit hohen Zeitstrafen geahndet wird. Der Achstyp (Doppel Dreiecksquerlenker) wurde vom ersten Fahrzeug \u00fcbernommen, jedoch in entscheidenden Punkten wie beispielsweise der Rollzentrumsh\u00f6he, Nachlauf und Spreizungswinkel \u00fcberarbeitet.
            Nachdem die geometrischen Eckdaten der wichtigen Gelenkpunkte mit Hilfe von \u201ePro Engineer\u201c konstruiert waren, wurden die \u00dcbersetzungsverh\u00e4ltnisse von Rad zu D\u00e4mpfer mit dem Getriebeprogramm \u201eSAM\u201c bestimmt. Anschlie\u00dfend wurden alle Koordinatenpunkte aus der Konstruktion in das Fahrdynamiksimulationsprogramm \u00fcbertragen und virtuelle Modelle von Vorder- und Hinterachse erstellt. Danach wurden Fahrstrecken und Fahrman\u00f6ver festgelegt und das Fahrzeug getestet. Die jeweiligen Einstellungen des Setups des Fahrzeugs, bestehend aus Feder- D\u00e4mpferparameter, Sturzwinkel, etc. wurden nach der Simulationsdurchf\u00fchrung entsprechend den Ergebnissen ver\u00e4ndert. So konnten Schritt f\u00fcr Schritt die optimalen Einstellungen gefunden werden.<\/p>\n\n\n\n

            Konstruktion<\/h3>\n\n\n\n

            Die gute Erfahrung mit den den Sto\u00dfd\u00e4mpfern aus dem Hause Sachs haben uns dazu veranlasst dieses System wieder in der Saision 2010 einzusetzen. Die unabh\u00e4ngig voneinander in Zug- und Druckstufe verstellbaren D\u00e4mpfer, lassen eine perfekte Abstimmung bei den verschiedensten Bedingungen zu.
            Die Bet\u00e4tigung der D\u00e4mpfer erfolgt wieder an beiden Achsen \u00fcber einen Pullrod (Zugstab), welcher die Fahrkr\u00e4fte \u00fcber einen hart gel\u00f6teten Umlenkhebel in die Feder leitet. Konzeptionell lassen sich die D\u00e4mpfer bei diesem System tief im Chassis platzieren, was dem Schwerpunkt zu Gute kommt. Zus\u00e4tzlich sorgt diese Konstruktion f\u00fcr eine gleichm\u00e4\u00dfigere Belastung der oberen und unteren Querlenker.
            Die Querlenker und Spurstangen wurden als einfache Schwei\u00dfkonstruktion ausgelegt, um dadurch ca. 40% Gewicht gegen\u00fcber TOMSOI I einzusparen. Um ein Ausschlagen der Gelenklager zu verhindern, wurde auf qualitativ hochwertige Motorsportlager von Hirschmann zur\u00fcckgegriffen.<\/p>\n\n\n\n

            F\u00fcr die Lagerung der Radnabe im Radtr\u00e4ger wurde auf Schr\u00e4gkugellager in O-Anordnung zur\u00fcckgegriffen, welche durch den gr\u00f6\u00dferen wirksamen Lagerabstand die Axialsteifigkeit erh\u00f6hen. Die Nabe sowie der Radtr\u00e4ger wurden aus hochfestem Aluminium (7075-T6) gefr\u00e4st. Dieses Material zeichnet sich durch gute Zerspanbarkeit, einer hohen Festigkeit und der geringen Dichte von Aluminium aus.
            Die Sturzverstellung erfolgt beim TOMSOI II erstmals \u00fcber Shims (Abstandsplatten), was im Gegensatz zur stufenlosen Verstellung ein reproduzierbares Fahrzeugsetup erlaubt. \u00dcber mehrere Bohrungen im Lenkhebel lassen sich verschiedene Lenkgeometrien einstellen.<\/p>\n\n\n\n

            Das Gewicht des Radtr\u00e4gers selbst wurde durch eine Topologieoptimierung um ca. 25% reduziert.<\/p>\n\n\n\n

            Karosserie<\/h1>\n\n\n\n

            Design und Modellierung<\/h3>\n\n\n\n

            Die Entwicklung der Karosserie f\u00fcr unseren zweiten Rennwagen TOMSOI II wurde innerhalb eines kooperativen Studienprojektes realisiert. Tatkr\u00e4ftige Unterst\u00fctzung hinsichtlich dem Design und der Gestaltung der Au\u00dfenhautform erhielten wir in enger Zusammenarbeit mit einem externen Design- und Konstruktionsb\u00fcro „Vanetta design & engineering“. Das Vorhaben, schon zu Beginn der Entwicklungsphase, ein m\u00f6glichst vollst\u00e4ndiges CAD-Package mit den wichtigsten Komponenten des Fahrzeuges zu erstellen, und stetig zu erweitern, ist uns beim zweiten Fahrzeug TOMSOI II hervorragend gelungen. So konnte man sich schon sehr fr\u00fch, aufgrund des digitalen Mock-Up, ein Gesamtbild vom Fahrzeug und den entsprechenden Abma\u00dfen machen. Die Bauraumauslegung und Ergonomie wurde in Zusammenarbeit mit den technischen Ressorts eingehend analysiert und fr\u00fchzeitig festgelegt. Auf diese Weise wurde der zur Verf\u00fcgung stehende Bauraum optimal ausgenutzt und eine kompakte Gesamtkonstruktion des Rennwagens realisiert. Die ganzheitliche Prozesskette, vom Lastenheft \u00fcber das Package und die Designidee, bis hin zu den gefr\u00e4sten Laminierformen der sp\u00e4teren Faserverbundbauteile, wurde im Vorfeld abgesteckt. Um im Renneinsatz und w\u00e4hrend Montagezwecken ein rasches und unkompliziertes Montieren und Demontieren der Karosserie gew\u00e4hrleisten zu k\u00f6nnen, wurde von Beginn an aus technischer und gestalterischer Sicht bedacht, dass das Hauptsegment der Karosserie, welches an einem St\u00fcck von der Spitze bis zum Heckabschluss des Rennwagens reichen soll, an einem St\u00fcck nach oben abnehmbar ist. In diesem Zusammenhang wurde ebenfalls sorgf\u00e4ltig ber\u00fccksichtigt, einen separaten Unterboden in das Fl\u00e4chendesign der Au\u00dfenhaut bestm\u00f6glich zu integrieren.<\/p>\n\n\n\n

            Konstruktion<\/h3>\n\n\n\n

            Schon w\u00e4hrend der Design- und Modellierungsphase wurde die Karosserie im CAD in verschiedene Segmente unterteilt, wobei man entsprechende Fertigungsm\u00f6glichkeiten und den Formenbau stets ber\u00fccksichtigte.
            Nachdem die Modellierung der Designfl\u00e4chen abgeschlossen war wurde das Fl\u00e4chenmodell in die zuvor konzipierten Karosserie-Segmente aufgetrennt und die erforderlichen Teilungen festgelegt. Diverse Anbauteile im Bereich der Seitenkastenpartie, wie z.B. Kiemen und Rippen, wurden in den Formenbau fortan mit einbezogen. Ebenfalls musste ein Fertigungskonzept f\u00fcr die separat montierbare Frontscheibe aus \u201ePlexiglas\u201c erarbeitet werden.
            Um eine m\u00f6glichst endkonturnahe Formgebung auch komplizierterer Karosseriebereiche gew\u00e4hrleisten zu k\u00f6nnen, entschieden wir uns, wie auch die beiden Jahre zuvor, f\u00fcr das im Modell- und Prototypenbau bekannte Kunststoff-Blockmaterial (Ureol) und f\u00fcr einen formenbaugeeigneten PU-Hartschaum, welcher ebenfalls in Blockware lieferbar ist. Auf Grundlage der Karosseriekonstruktion wurden die Negativformen der unterschiedlichen Segmente ebenso virtuell im CAD konstruiert, die Formrohlinge aus Kunststoffblockmaterial und PU-Hartschaum nach zuvor sorgf\u00e4ltig erstellten Verklebe- und Aufbaupl\u00e4nen verklebt, und im Anschluss auf CNC-Fr\u00e4szentren gefr\u00e4st.<\/p>\n\n\n\n

            Formenbau und Fertigung<\/h3>\n\n\n\n

            Speziell im Prototypenbau und bei geringeren St\u00fcckzahlen sind, aufgrund der umfassenden Designfreiheit der Bauteile, nach wie vor das klassische Handlaminieren mit anschlie\u00dfendem Vakuumpressen, und das Infiltrationsverfahren, weit verbreitet. Des Weiteren halten sich die Werkzeug- und Materialkosten in Grenzen. F\u00fcr die Fertigung unserer Karosserie-Au\u00dfenhaut, des Unterbodens und des Lenkrades, entschieden wir uns erstmalig f\u00fcr das Infiltrationsverfahren, w\u00e4hrend wir f\u00fcr die anderen Bauteile (Hutze aus Sicht-Carbon, Seitenkasten-Innenelemente und Ansaugsystem sowie Airbox) das Handlaminierverfahren mit anschlie\u00dfendem Vakuumpressen bevorzugten.<\/p>\n\n\n\n

            Motor<\/h1>\n\n\n\n
              \n
            • Yamaha R6 DOHC Reihenvierzylinder RJ05<\/li>\n\n\n\n
            • Hubraum: 600 Kubikzentimeter<\/li>\n\n\n\n
            • Motorsteuerung: Bosch MS4 Sport<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              Wie bereits bei den vorgehenden Fahrzeugen dient der Yamaha R6 Motor als Basis unserer Antriebseinheit. F\u00fcr Tomsoi II wurde das gesamte Ansaug- & Abgassystem von Grund auf neu ausgelegt.
              Im Ansaugsystem wurde die Drosselklappe hinsichtlich besserer Fahrbarkeit progressiv umgesetzt. Zudem konnte die Drosselklappe entscheidend gewichtsoptimiert werden, beispielsweise durch eine einteilige Drosselwelle.<\/p>\n\n\n\n

              Als weitere Komponenten wurden der Diffusor und die Airbox str\u00f6mungstechnisch berechnet und simuliert, um somit einen optimalen Kompromiss zwischen Leistung und Fahrbarkeit zu erzielen. So wirkt sich eine zu gro\u00dfe Airbox leistungssteigernd, jedoch tr\u00e4ge im Ansprechverhalten aus. Ein zu klein dimensionierter Luftsammler hat zwar eine agilere Gasannahme jedoch unter hoher Last auch eine geringere Leistung.
              Als wichtigster Punkt im Ansaugsystem wurden die Schwingrohre hinsichtlich L\u00e4nge und \u00d6ffnungsgeometrie optimiert. Mit den Schwingrohren wird der Drehmomentverlauf durch die Nutzung von Druckschwingungensresonanzen verbessert, was zu einer Selbstaufladung des Zylinders f\u00fchrt. Konstruktiv wurde ein einfaches Stecksystem realisiert.<\/p>\n\n\n\n

              Unter Ber\u00fccksichtigung eines geringen Bauraums wurde des Weiteren das Abgassystem nahe an den Schwerpunkt konstruiert. Zus\u00e4tzlich wurde die Abgaszusammenf\u00fchrung von einer 4 in 1 zu einer 4-2-1 Zusammenf\u00fchrung ge\u00e4ndert, um auch hier die Druckwellenschwingungen optimal f\u00fcr das Drehmoment zu nutzen. Au\u00dferdem konnte der Endschalld\u00e4mpfer nach Berechnung sowie Messung zur Gewichtseinsparung, um eine Kammer auf einen 2 Kammern-D\u00e4mpfer verk\u00fcrzt werden.<\/p>\n\n\n\n

              Der Motor ist mit rund 60 kg (trocken) das schwerste Bauteil des Fahrzeugs, was sich deutlich auf die Lage des Schwerpunkts auswirkt. Um diesen herabzusetzen wurde eine neue \u00d6lwanne entwickelt, die die Einbauh\u00f6he des Motors um mehr als 30 mm verringert und somit den Schwerpunkt deutlich senkt.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

              Allgemeines Antrieb Als Prim\u00e4r\u00fcbersetzung fungiert das im Yamaha R6 Motor eingebaute sequentielle Getriebe. Die Schaltung erfolgt dabei mittels eines pneumatischen Systems und wird \u00fcber Schaltwippen am Lenkrad bet\u00e4tigt. Onboard-Kompressoren sorgen daf\u00fcr, dass der Druck im System jederzeit w\u00e4hrend der Fahrt aufrechterhalten werden kann. \u00dcber einen Kettentrieb wird die Kraft auf […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":171,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-194","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/194","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=194"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/194\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2692,"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/194\/revisions\/2692"}],"up":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/171"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/infinityracing.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=194"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}