Disseny i construcció del sistema de direcció d’un Formula Student

Abstract

L’objecte d’aquest treball és el disseny, anàlisi i posteriorment construcció del sistema de direcció d’un monoplaça de Formula Student. El context en el qual s’emmarca és el CAT08e en la vuitena temporada de l’ETSEIB Motorsport en la competició. A tal efecte, s’estudia l’afectació dels diferents paràmetres d’interès en la direcció d’un automòbil com són el percentatge d’Ackermann, la relació de direcció, el radi de gir, el bump steer i roll steer, les sol·licitacions dels pneumàtics i l’esforç del pilot. Altres aspectes que s’estudien són l’ergonomia i les condicions de contorn i treball de les diferents peces que conformen el mecanisme. Amb tal finalitat, s’ha analitzat el caràcter de mecanisme i el funcionament del sistema per a trobar la millor solució a cada situació. Per al disseny de les peces i l’estudi de resistència dels elements s’ha emprat el programari CAD i d’anàlisi pel mètode dels elements finits Solidworks®. Per l’anàlisi de les característiques cinemàtiques del mecanisme s’ha emprat el programa informàtic OptimumKinematics® com també un software treball en codi Matlab® desenvolupat íntegrament per l’autor en el marc d’aquest. Els resultats obtinguts són una evolució i millora respecte el vehicle de la temporada anterior (CAT07e), desenvolupant un sistema de pes similar amb un percentatge d’Ackermann en la mateixa tònica, una relació de direcció més directa per satisfer les necessitats dels pilot, un radi de gir mínim menor, bump steer i roll steer mínims i un esforç moderat. Sense oblidar substancials millores en l’ergonomia de l’usuari, fiabilitat, robustesa i seguretat. Es conclou que el sistema de direcció del CAT08e compleix amb els objectius definits i que l’eina matemàtica desenvolupada serà de gran utilitat a l’hora d’evolucionar el present sistema de direcció.