Formula Student är en internationell designtävling för studenter där universitetslag från hela världen utvecklar, bygger, presenterar och driver sina egna formelracingbilar. ELBFLORACE Formula Student-teamet vid TU Dresden är ett av dem. Teamet grundades som en registrerad förening 2006 och cirka 80 studenter är aktivt involverade i projektet varje år och bygger redan sitt 18:e fordon för säsongen 2025/26. Detta kommer att köra helt elektriskt runt på Europas racerbanor. I en global jämförelse har deras prestationer placerat dem bland de 10 % bästa i flera år. Dessa resultat skulle vara omöjliga att uppnå utan stöd från universitetet och sponsorer inom industrin, däribland ACE.

Fordonet från föregående säsong, EFR17ed05, även känd som "ZoE", väger endast cirka 168 kg och accelererade från stillastående till 100 km/h på under 2,3 sekunder sommaren 2025 med fyra vattenkylda hjulnavsmotorer på 35 kW vardera, egenutvecklade växelriktare och en monocoque av kolfiberförstärkt plast (CFRP). För att kontrollera racerbilens hastighet har föraren en accelerationspedal och en bromspedal till sitt förfogande. Dessutom stöds drivningen av flera egenutvecklade kontroller som till exempel övervakar däckglidning eller möjliggör mer agil kurvtagning genom momentvektorisering.

Pedaldesign och gasfjädrar för speciella krav

Jämfört med en vanlig personbil är pedalerna anslutna till fordonet på ett helt annat sätt, har en annan pedalrörelse och uppfyller också högre krav för att ge föraren en lämplig körupplevelse. Till exempel måste större vibrationer, fordonets dynamiska respons och lägsta möjliga fysiska trötthet för föraren beaktas. Båda pedalerna är monterade på egna vagnar så att deras position kan justeras optimalt för de skiftande förarna.

För att accelerera racerbilen har föraren en pedal tillverkad av CFRP, som är monterad på en 3D-printad släde, även den tillverkad av CFRP, för rörelse på CFRP-rörskenorna. Pedalens vridpunkt är placerad vid förarens häl i form av en magnetiskt dopad bult. Pedalens och därmed bultens rotation bestäms redundant via två olika utformade hallsensorer. Två parallella industriella gastrycksfjädrar stabiliserar pedalrörelsen och ger föraren ytterligare mekaniskt motstånd för körupplevelsen. Detta motstånd kan anpassas till förarens feedback. ACE Stoßdämpfer GmbH är en viktig aktör inom detta område av tävlingsbilskonstruktion och har under flera år sponsrat ELBFLORACE e.V. med industrigasfjädrar GS-10-20-AD-100N och GS-12-20-AD-100N. Kontakten med företaget är alltid okomplicerad, tillmötesgående och fylld med värdefull information, vilket teamet är mycket tacksamt för.

Kompakta, lätta maskinelement för optimal integration

På grund av Formula Student-reglementet och de därmed sammanhängande säkerhetskraven är designfriheten för bromspedalen begränsad. Följaktligen är pedalen, vagnen och skenan tillverkade av aluminiumlegeringen EN-AW-7075 och endast fotstyrningarna är tillverkade av CFRP. När bromspedalen trycks ned aktiveras en seriemonterad membrankraftsensor upp till den kraft som definieras av den enskilda gastrycksfjädern. racerbilen bromsas och energin återvinns via lastcellens utsignal och återvinningen av de fyra elmotorerna. Mekanisk bromsning via de två huvudbromscylindrarna för främre och bakre bromskretsarna initieras först när brytkraften överskrids och gastrycksfjädern därmed rör sig avsevärt.

Det är framför allt den definierade inskjutningskraften när kolvstången är utskjuten och det försumbara avståndet tills denna kraft uppnås som motiverar användningen av gasfjädrar för Formula Student Team ELBFLORACE. Detta säkerställer att den mekaniska bromsprocessen och den tillhörande energiförlusten endast initieras vid det avsedda pedaltrycket. Förutom ELBFLORACE finns gasfjädrar också i Formula Student-fordon från många andra team. Alla utnyttjar det faktum att gasfjädrar är kompakta och lätta jämfört med andra fjädertyper. Detta gör att de kan användas i den smala fronten på formelmotorsportbilar.

Tack vare det individuellt justerbara gastrycket via en påfyllningsventil och det enkla utbytet av hela fjädern är ELBFLORACE flexibel när det gäller eftermontering av pedaler. Gasfjäderns dimension är oberoende av utdrags- och indragningskraften inom tillämpningsområdet. Gasfjädrarna från ACE Stoßdämpfer GmbH är underhållsfria och har en livslängd som vida överstiger en säsong, även vid intensiv användning.

Gasfjädrar tillverkade av lättviktsmaterial i framtiden?

Sammanfattningsvis visar ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V. hur innovativ teknik och målinriktade utvecklingsprocesser kan leda till topprestanda i en studentmiljö. Med ett mycket motiverat team och användning av toppmoderna material och tekniker utvecklas varje år fordon som sätter standarder när det gäller lättviktskonstruktion, drivteknik och styrteknik. Kombinationen av teoretisk kunskap och praktisk tillämpning förbereder inte bara studenterna optimalt för deras yrkesmässiga framtid, utan främjar också den tekniska utvecklingen inom elektrisk och autonom motorsport.

För att ytterligare optimera lättviktskonstruktionen skulle det vara önskvärt för ELBFLORACE e.V. att delta i utvecklingen av gasfjädrar tillverkade av lättviktsmaterial och implementera dem i fordon i framtiden. Det kontinuerliga stödet och det nära samarbetet med industriella partners som ACE understryker projektets betydelse för utbildningen och innovationsandan vid universitet över hela världen.