Bachelor's Thesis

Concept Study of Rear Wheel Steering

Final Thesis 7.83 MB

Author of thesis: Ing. Marek Dostál

Acad. year: 2019/2020

Supervisor: Ing. Michal Janoušek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Kamil Šebela

Abstract:

This bachelor’s thesis is focused on study of rear wheel steering system used on Formula Student car. Construction of the mechanism is based on calculations of forces acting on tire during various driving situations. Dual system using two electric actuators was chosen for this application. This solution allows turning each wheel independently. Actuators were designed as a part of the toe rod. Also steering function concept based on vehicle speed and steering wheel input was designed with aim to compensate chassis side slip angle. In the end, multibody simulations of the designed system are made with assessment to performance benefit.

Keywords:

Rear wheel steering, actuator, Formula Student, forces in steering, FEM, simulation, benefit.

Date of defence

14.07.2020

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Študent zoznámil skúšobnú komisiu s náplňou a výsledkami svojej záverečnej práce. Následne na to zodpovedal otázky oponenta: Uveďte očekávaný přínos snížení času průjezdu zatáčkou na voze s řízením obou náprav se započtenou změnou hmotnosti a momentu setrvačnosti a vozem bez řízení zadní nápravy. - Zodpovedané Porovnejte odběr systému AWS ve stavu maximálního odběru s ostatními spotřebiči na voze. - Zodpovedané Ďalej študent odpovedal na otázky od členov komisie: Otázka na polohu natočenia motora. - Zodpovedané Prenos axiálnej sily na rotor motora. - Zodpovedané Akým spôsobom je riešená bezpečnosť v rámci prezentovaného konceptu na vozidle? - Zodpovedané Boli zohľadnené sily v táhle vozidla pri simuláciách? - Zodpovedané Čo by bolo riadené elektronicky v prezentovanom koncepte? - Zodpovedané Otázka na simuláciu prejazdu vozidla v zákrute a dopad na jeho rýchlosť. - Zodpovedané Stanovenie koeficientu Kbeta. - Zodpovedané Zvolenie vstupných parametrov v simulácií: rádius 3 m a uhol 135°. - Zodpovedané Existuje firma, ktorá vyrába automobil s prezentovaným konceptom? - Zodpovedané

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B3S-P)

Field of study

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-STI)

Composition of Committee

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. (místopředseda)
Ing. Ondřej Blaťák, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Vančura, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Hejtmánek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michal Janoušek, Ph.D.

Obsahem bakalářské práce je systém řízení zadní nápravy Formule Student. Práce má 89 stran textu. Grafická úprava splňuje požadavky na technický text a obsahuje všechny povinné části. Student pracoval samostatně v průběhu celého akademického roku a projevil mimořádný zájem o řešenou problematiku, který přesahuje obvyklé zvyklosti u bakalářských prací.
Práce  se věnuje trendu v soutěži Formula Student, kterým je řízení zadní nápravy. Autor v práci popisuje možné koncepty realizace zadního řízení. Provádí konstrukční návrh systému, pro zástavbu do vozidla Dragon X a věnuje se návrhu řídicí funkce a posouzení jejího vlivu na výkonnost monopostu.
Práce splňuje všechny cíle zadání a proto ji doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A
Display more

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Kamil Šebela

Bakalářská práce se zabývá systémem řízení zadní nápravy na voze Formule Student. V rešeršní části práce jsou popsány koncepce řízení nápravy používané na produkčních vozech i vozech kategorie Formula Student. Práce navazuje na dobře provedenou rešerši návrhem řídícího členu. Popisuje konstrukční uspořádání a výpočet zátěžných účinků působících v zavěšení. Podle logicky uspořádaných kritérií je zvolena výsledná koncepce odpovídající nejlépe požadavkům na zástavbu, funkčnost a hmotnost. Při popisu jsou vyčerpávajícím způsobem uvedeny teoretické podklady a aplikace na řešený problém. Kombinováním analytických vztahů, modelu pneumatiky a okrajových podmínek jsou stanoveny podmínky a kritéria pro pevnostní analýzu jednotlivých komponent. Součásti jsou do detailu vymodelované a připravené na výrobu prototypu. Po konstrukční části následuje část zabývající se řízením celého systému. Navržená řídící funkce je vhodná pro prvotní implementaci do řídícího modelu a poskytuje vhodné počáteční nastavení pro testování na voze. V závěru se práce zabývá simulací jízdy vozu se simulací zatočení a vyhodnocením pro různé rychlosti a natočení volantu.  V práci se vyskytují jen drobné chyby týkající se popisu grafů, konkrétně neúplný popis os. Pro pevnostní simulaci by bylo vhodné zvolit vyšší hustotu sítě v místě rádiusů a přechodů tvaru. Navržený řídící člen a jeho řízení jsou ve stavu odpovídajícím předprototypové výrobě a celá koncepce umožňuje další vývoj do následujících evolucí. Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Uveďte očekávaný přínos snížení času průjezdu zatáčkou na voze s řízením obou náprav se započtenou změnou hmotnosti a momentu setrvačnosti a vozem bez řízení zadní nápravy.
  2. Porovnejte odběr systému AWS ve stavu maximálního odběru s ostatními spotřebiči na voze.
Display more

Grade proposed by reviewer: A