Ανάπτυξη ενός ημιαυτόματου συστήματος αλλαγής ταχυτήτων για μονοθέσιο υψηλών επιδόσεων τύπου Formula Student

Αφεντουλίδης, Χαράλαμπος; Afentoulidis, Charalampos

dc.contributor.author	Αφεντουλίδης, Χαράλαμπος	el
dc.contributor.author	Afentoulidis, Charalampos	en
dc.date.accessioned	2018-11-29T08:07:40Z
dc.date.available	2018-11-29T08:07:40Z
dc.date.issued	2018-11-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48151
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16197
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πνευματικά	el
dc.subject	Υδραυλικά	el
dc.subject	Συμπλέκτες	el
dc.subject	Μικροελεγκτές	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Pneumatic	en
dc.subject	Hydraulics	en
dc.subject	Servo	en
dc.subject	Formula student	en
dc.subject	Arduino	el
dc.title	Ανάπτυξη ενός ημιαυτόματου συστήματος αλλαγής ταχυτήτων για μονοθέσιο υψηλών επιδόσεων τύπου Formula Student	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υδραυλικά και πνευματικά συστήματα	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/fda7fe73c56a09636856d9a2f193208335d6806e
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-11-08
heal.abstract	Πολλά οχήματα τύπου Formula Student χρησιμοποιούν κινητήρες από μοτοσυκλέτες. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι καλύπτουν τις απαιτήσεις απόδοσης των διαγωνισμών, όπως είναι οι χαμηλοί χρόνοι αλλαγής ταχυτήτων, μέσω της χρήσης σειριακών κιβωτίων ταχύτητας και ο συμπαγής σχεδιασμός. Παραδοσιακά η αλλαγή των ταχυτήτων γίνεται μηχανικά με απευθείας σύνδεση του πεντάλ με τον οδηγό, αλλά η ημι-αυτόματη προσέγγιση για τον έλεγχο των ταχυτήτων και του συμπλέκτη, μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ταχύτητα των αλλαγών, αλλά και να βελτιώσει την άνεση του οδηγού. Αυτός ήταν και ο βασικός στόχος αυτού του project, ο οποίος επιτεύχθηκε με το σχεδιασμό ενός συστήματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε μονοθέσιο διαθέτει τον κινητήρα KTM 500 EXC. Για το σχεδιασμό απαιτούνταν η μέτρηση της δύναμης και της διαδρομής του συστήματος μετάδοσης, και ο σχεδιασμός ενός πνευματικού συστήματος και ενός ηλεκτρο-υδραυλικού συμπλέκτη. Και τα δύο διαχειρίζονται από ένα σύστημα ελέγχου ανεπτυγμένο στην πλατφόρμα του Arduino. Οι στηρίξεις των εξαρτημάτων επιτεύχθηκε κάνοντας χρήση διάφορων υλικών και τεχνολογιών, όπως το 3D printing, ενώ κάποια βασικά εξαρτήματα μελετήθηκαν με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων για τη μείωση του βάρους τους. Μετά τη φάση της κατασκευής, των δοκιμών και των ρυθμίσεων (βαθμονόμησης), το τελικό σύστημα εκπλήρωνε όλες τις απαιτήσεις που είχαν τεθεί, όντας ικανό να εκτελέσει ένα ανέβασμα ταχύτητας σε 170 ms, έχοντας συνολική μάζα 2,4 kg. Ακόμα αποτελεί ένα πλήρως ανεξάρτητο σύστημα, γεγονός που το διαχωρίζει από οποιοδήποτε εμπορικό προϊόν ή άλλο project Formula Student. Το concept θα μπορούσε να βελτιωθεί περαιτέρω αντικαθιστώντας τον σερβοκινητήρα από έναν πνευματικό περιστροφικό επενεργητή, αλλά και τη βελτίωση των θέσεων και του βάρους των διαφόρων εξαρτημάτων μέσα στο μονοθέσιο για τη μείωση του κέντρου βάρους, ενώ το σύστημα ελέγχου μπορεί να ρυθμιστεί ακόμα καλύτερα μειώνοντας τους χρόνους αλλαγής.	el
heal.abstract	Many Formula Student (FS) type vehicles utilize motorbike engines. This is attributed to their compatibility with the performance requirements of the competition, such as low shift times, through sequential transmission and compact design. Traditionally gear shifting occurs through a direct mechanical connection but the use of a semi-automated approach of clutch and gear control, can increase both actuation speed and driver comfort. This was the core aim of this project and was achieved by designing a complete bolt-on assembly that can be incorporated into any vehicle with a KTM 500 EXC engine. The approach required determination of the force and travel of the transmission mechanism, and design of a pneumatic shifter and electrohydraulic clutch. Both are managed by a gear control unit developed on an Arduino platform. Mounting of all components was achieved using various materials and manufacturing techniques, like 3D printing, while some core components were analyzed using finite element analysis, in order to minimize their weight. Following construction, testing and calibration, the resulting assembly met all the design requirements, achieving a theoretical shifting time of 170 ms and mass of 2,4 kg. Further it is a completely independent unit, a feature available neither in any commercial product, nor other FS project. The concept could be developed further with a focus on implementing a rotational pneumatic actuator, instead of using a servo motor, while optimizing the position and weight of the components inside the vehicle in order to lower the vehicle’s CoG. Also, the control system can be additionally calibrated to lower shift times.	en
heal.advisorName	Κουλοχέρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Οχημάτων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	92 σ.
heal.fullTextAvailability	true