Formula Student je mednarodno študentsko tekmovanje, na katerem univerzitetne ekipe z vsega sveta razvijejo, izdelajo, predstavijo in upravljajo lastne dirkalnike formule. Ekipa ELBFLORACE Formula Student na TU Dresden je ena izmed njih. Leta 2006 je bila ustanovljena kot registrirano združenje, v projektu pa vsako leto aktivno sodeluje približno 80 študentov, ki v sezoni 2025/26 izdelujejo že svoje 18. vozilo. To bo po evropskih dirkališčih vozilo na popolnoma električni pogon. V globalni primerjavi se s svojimi dosežki že vrsto let uvrščajo med 10 % najboljših. Teh rezultatov ne bi bilo mogoče doseči brez podpore univerzitetnih in industrijskih sponzorjev, vključno s podjetjem ACE.

Vozilo iz prejšnje sezone, EFR17ed05, znano tudi kot "ZoE", je tehtalo le približno 168 kg in je poleti 2025 s štirimi vodno hlajenimi motorji v kolesnih pestih po 35 kW, inverterji, razvitimi v podjetju, in monokokom iz plastike, ojačane z ogljikovimi vlakni (CFRP), pospešilo z mesta do 100 km/h v manj kot 2,3 sekunde. Za nadzor hitrosti dirkalnika ima voznik na voljo pedal za pospeševanje in zavorni pedal. Poleg tega je pogon podprt s številnimi samoregulacijskimi napravami, ki na primer spremljajo zdrs pnevmatik ali omogočajo agilnejše zavijanje z vektoriranjem navora.

Zasnova pedala in plinske vzmeti za posebne zahteve

V primerjavi z običajnim osebnim avtomobilom so pedala z vozilom povezana na bistveno drugačen način, imajo drugačen hod pedala in izpolnjujejo tudi višje zahteve, da bi vozniku zagotovili ustrezno vozno izkušnjo. Upoštevati je treba na primer večje vibracije, dinamični odziv vozila in čim manjšo telesno utrujenost voznika. Oba pedala sta nameščena na lastnih vozičkih, tako da je mogoče njun položaj optimalno prilagoditi spreminjajočim se voznikom.

Za pospeševanje dirkalnika ima voznik na voljo pedal iz CFRP, ki je nameščen na 3D natisnjene sani, prav tako izdelane iz CFRP, za premikanje po tirnicah iz cevi CFRP. Oporna točka pedala je na voznikovi peti v obliki magnetno dopiranega vijaka. Vrtenje pedala in s tem tudi vijaka se določa redundantno z dvema različno zasnovanima Hallovima senzorjema. Dve vzporedni industrijski plinski tlačni vzmeti stabilizirata hod pedala in vozniku omogočata dodaten mehanski upor pri vožnji. Ta upor se lahko prilagodi voznikovim povratnim informacijam. Družba ACE Stoßdämpfer GmbH je pomemben podpornik na tem področju oblikovanja dirkalnikov, saj že več let sponzorira podjetje ELBFLORACE e.V. z industrijskimi plinskimi vzmetmi GS-10-20-AD-100N in GS-12-20-AD-100N. Stiki s podjetjem so vedno enostavni, vljudni in opremljeni z dragocenimi informacijami, za kar je ekipa zelo hvaležna.

Kompaktni in lahki strojni elementi za optimalno integracijo

Zaradi predpisov formule Student in z njimi povezanih varnostnih zahtev je svoboda oblikovanja zavornega pedala omejena. V skladu s tem so pedal, voziček in vodilo izdelani iz aluminijeve zlitine EN-AW-7075, le vodila za noge so izdelana iz CFRP. Ob pritisku na zavorno stopalko se zaporedno nameščen membranski senzor sile sproži do sile, ki jo določa posamezna plinska tlačna vzmet. dirkalnik se zavira, energija pa se rekuperira prek izhodnega signala senzorja sile in rekuperacije štirih elektromotorjev. Mehansko zaviranje se prek dveh glavnih zavornih valjev za sprednji in zadnji zavorni krog sproži šele takrat, ko je presežena sila odriva in se plinska tlačna vzmet zaradi tega znatno premakne.

Predvsem opredeljena sila za vstavljanje, ko se batna palica raztegne, in zanemarljiva razdalja, dokler se ta ne doseže, upravičujeta uporabo plinskih vzmeti pri ekipi Formula Student Team ELBFLORACE. To zagotavlja, da se mehanski zavorni proces in s tem povezana izguba energije sprožita šele pri načrtovanem pritisku na pedal. Poleg ekipe ELBFLORACE lahko plinske vzmeti najdemo tudi v vozilih Formule Student številnih drugih ekip. V vseh teh vozilih je izkoristilo dejstvo, da so plinske vzmeti v primerjavi z drugimi vrstami vzmeti kompaktne in lahke. To jim omogoča uporabo v ozkem sprednjem delu vozil formule motošport.

Zaradi individualno nastavljivega plinskega tlaka prek polnilnega ventila in preproste zamenjave celotne vzmeti je podjetje ELBFLORACE prilagodljivo pri naknadni namestitvi pedal. Dimenzija plinske vzmeti je neodvisna od sile raztezanja in vlečenja v okviru uporabe. Plinske vzmeti podjetja ACE Stoßdämpfer GmbH ne potrebujejo vzdrževanja, njihova življenjska doba pa tudi pri intenzivni uporabi daleč presega obdobje ene sezone.

Plinske vzmeti iz lahkih materialov v prihodnosti?

Skratka, ekipa ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V. kaže, kako je mogoče z inovativno tehnologijo in usmerjenimi razvojnimi procesi doseči vrhunsko zmogljivost v študentskem okolju. Z visoko motivirano ekipo ter uporabo najsodobnejših materialov in tehnologij se vsako leto razvijajo vozila, ki postavljajo standarde na področju lahke konstrukcije, pogonske tehnologije in nadzorne tehnike. Kombinacija teoretičnega znanja in praktične uporabe ne le optimalno pripravi študente na njihovo poklicno prihodnost, temveč tudi spodbuja tehnološki napredek na področju električnega in avtonomnega motošporta.

Za nadaljnjo optimizacijo lahke konstrukcije bi bilo za podjetje ELBFLORACE e.V. zaželeno, da sodeluje pri razvoju plinskih vzmeti iz lahkih materialov in jih v prihodnosti implementira v vozila. Stalna podpora in tesno sodelovanje z industrijskimi partnerji, kot je ACE, poudarjata pomen projekta za izobraževanje in inovacijski duh na univerzah po vsem svetu.