Warning: Undefined array key "bio" in /home/techwatch/domains/test.bits-chips.nl/public_html/wp-content/plugins/wpcodebox2/src/Runner/QueryRunner.php(126) : eval()'d code on line 13
Author:
Reading time: 6 minutes
Afgelopen zomer namen ruim vijftig studententeams het tegen elkaar op in autoraces op drie circuits in Europa. De deelnemers ontwikkelden en bouwden hun auto zelf. De Eindhovense delegatie boekte een solide twaalfde plaats in de laatste twee races, na een teleurstellende uitval in de eerste wedstrijd. Een kijkje in de keuken van University Racing Eindhoven.
Sommige studenten onderbreken hun studie om een jaartje op reis te gaan en zichzelf te zoeken. Anderen werpen zich op het studentenleven en gaan een vereniging besturen. De echte techneut pakt het anders aan. Die gaat een Formula Student-raceteam bestieren. Een TU-student zonder bestuursambities kan trouwens ook zijn hart ophalen als vrijwillige engineer. Allemaal techneuten die willen werken bij de pitcrew van Ferrari? ’De helft‘, glimlacht teammanager Joris Meijs van University Racing Eindhoven (URE). ’De rest vindt het gewoon leuk om een beetje te knutselen.‘
Formula Student is via Groot-Brittannië overgewaaid uit Amerika. Een academisch jaar lang werken teams van TU-studenten in heel Europa zich in het zweet om een raceauto te ontwerpen en te bouwen. Zij hopen hun inspanningen beloond te zien in de zomervakantie. Dan brengen de teams hun constructie naar drie circuits van naam: Silverstone in Engeland, Hockenheim in Duitsland en Fiorano in Italië. De wagens uit de Formule 1-koningsklasse doen deze racebanen ook aan.
’We gebruiken de circuits niet in hun volle glorie‘, legt Meijs uit, ’dat kunnen onze karretjes niet aan. In plaats daarvan zetten de organisatoren van het Institution of Mechanical Engineers (de Engelse Kivi Niria, PvG) een parcours uit met pylonnetjes. Het heeft meer weg van karten dan van Formule 1.‘ Het is maar wat je karten noemt. De URE-wagen van dit jaar trekt binnen de vier seconden van nul naar honderd kilometer per uur. Een beetje Porsche of zelfs menig Ferrari kan daar niet aan tippen. Meijs: ’Onze wagen heeft een betere vermogen-gewichtsverhouding.‘
Het URE-team nam in het begin van het seizoen de fictieve opdracht in ontvangst om een raceauto te ontwerpen. Het was voor de derde keer dat Eindhovense TU-studenten die uitdaging aannamen. Hun voorgangers leverden ook een exemplaar af, maar de groep die twee jaar geleden het spits afbeet, kreeg de auto niet klaar. De wagen van het seizoen 2005/2006 valt nog te bewonderen in een donker hoekje van de werkplaats onder het Werktuigbouwkunde-gebouw. De URE03-auto van 2006/2007 is wat minder vaak in volle glorie te bewonderen: meestal ligt de kap eraf omdat er gesleuteld wordt.
Vijf fulltime bestuurders en een zestigtal vrijwilligers stopten het ontwerp onderdeel voor onderdeel in de computer met 3D-tekenprogramma Unigrafix, totdat de virtuele raceauto een feit was. ’Na Nieuwjaar zijn we aan de constructie begonnen. We wilden de testtijd maximaliseren, want daar haal je de meeste verbeteringen uit. Maar ja, studenten doen alles op het laatste moment. Het was heel moeilijk om de planning aan te houden‘, lacht Meijs. De URE03 stond er eind april, met een maandje vertraging. Met dank aan sponsoren als Siemens, Stork, Suzuki en VDL, die het team niet alleen met geld ondersteunen, maar ook met onderdelen en diensten.
De meest opvallende bijdrage komt van TNO. ’In samenwerking met TNO hebben we onze zelfontworpen luchtinlaat met behulp van Selective Laser Sintering gemaakt. Dat is eigenlijk een soort 3D-printen. Een hoogvermogen laser versmelt kleine plastic deeltjes samen. Zo bouwt het model zich laagje voor laagje op.‘
Accuboor
Op 12 juli toog het hele team naar Engeland om zich met de concurrentie te meten. Behalve vier tests op de weg (zie kader ’Racen‘) beoordeelt de jury de wagen ook op design, het kostenplaatje en een businesspresentatie. De URE03 eindigde op de 26e plaats (van de 69). ’Een kleine verbetering ten opzichte van vorig jaar.‘
Een van de problemen waar de Eindhovenaren mee te kampen kregen op Silverstone was de elektronica en software. Elmar Jongerius ontwierp het systeem om het schakelen in goede banen te leiden. Een versnellingspook heeft de URE03 niet. De rijder wisselt, net als Formule 1-coureurs, met flippers van versnelling. Jongerius: ’Er draaien op het ogenblik ongeveer driehonderd regels C-code op Pic-microcontrollers van Microchip. De software bepaalt eerst in welke versnelling de bak staat, beslist vervolgens of het mogelijk is om de schakelopdracht uit te voeren en als dat oké is, gaat een H-brug van Mosfets een poosje aan om het signaal naar de versnellingsbak te sturen.‘
Deze constructie voorkomt dat de coureur hoger dan de hoogste versnelling schakelt. Het is ook een beveiliging om een voor de motor fatale schakelfout te voorkomen. In Engeland bleek er echter een bug in het systeem te zitten. ’We zijn er niet helemaal uit, maar het lijkt er op dat er iets mis was met de interrupt handling op het bordje in het stuur. Voorlopig halen we dat hele systeem er maar tussenuit, zodat de schakelopdracht rechtstreeks naar de versnelling gaat.‘
Het URE-team moest voor de versnellingsbak ook met een manier op de proppen komen om een elektronisch signaal naar een mechanische actie om te zetten. Ze namen daarvoor een DC-motor uit een accuboormachine. ’In de bak zitten twee sensoren, eentje die kijkt óf de bak in een versnelling staat en eentje die kijkt welke. Op basis van die informatie kunnen we de DC-motor aansturen. We onderbreken bovendien de ontsteking tijdens het schakelen. In combinatie met de antihopkoppeling zijn de schakeltijden drastisch ingekort‘, vertelt Jongerius.
Niet alle elektronica komt uit eigen keuken. Het team heeft ook een commercieel verkrijgbare Motec M400 ingebouwd. Dit motorcontrolesysteem verzamelt de informatie die sensoren verspreid over de auto doorgeven via Can-bussen. Het gaat dan om zaken als de stuurhoek, de G-krachten en vering. De auto is er niet op gebouwd om deze gegevens actief te gebruiken en in te grijpen tijdens het rijden. Wel leveren ze achteraf veel waardevolle informatie voor verbeterpunten.
Op de eerste race in Engeland was het echter niet de elektronica die de Eindhovenaren de das om deed. Jongerius: ’Er was een probleem met het koelsysteem. We vielen uit tijdens een rijderswissel. Dat is een verplicht onderdeel van de uithoudingsrace. Zodra de auto stilstaat en de koeling van de wind wegvalt, is de motor kwetsbaar.‘ Het probleem is nu opgelost.
De engineers zetten na Engeland natuurlijk alles op alles om in Duitsland een paar plaatsjes op te schuiven. Met succes. De volgende races behaalde het URE-team tweemaal de twaalfde plek. Ze haalden die met vrijwel dezelfde auto, want tijd voor grootschalige veranderingen was er niet. Het koelprobleem kreeg wel een oplossing: een extra luchtinlaat. De schakelelektronica bleef in Duitsland nog uit, maar in Italië werkte alles naar behoren. Een prima uitgangspositie voor de mannen en vrouwen die inmiddels het stokje hebben overgenomen en de URE04-auto gaan ontwerpen.
