Formula Student er en international designkonkurrence for studerende, hvor universitetshold fra hele verden udvikler, bygger, præsenterer og driver deres egne formelbiler. ELBFLORACE Formula Student-holdet på TU Dresden er et af dem. Det blev grundlagt som en registreret forening i 2006, og omkring 80 studerende er aktivt involveret i projektet hvert år og er allerede i gang med at bygge deres 18. køretøj til sæsonen 2025/26. Den vil køre fuldt elektrisk rundt på Europas racerbaner. I en global sammenligning har deres præstationer placeret dem i top 10 % i årevis. Disse resultater ville være umulige uden støtte fra universitetet og sponsorer fra industrien, herunder ACE.

Køretøjet fra den foregående sæson, EFR17ed05, også kendt som "ZoE", vejer kun omkring 168 kg og accelererede fra stilstand til 100 km/t på under 2,3 sekunder i sommeren 2025 med fire vandkølede hjulnavmotorer på hver 35 kW, invertere udviklet internt og en monocoque lavet af kulfiberforstærket plast (CFRP). For at kontrollere racerbilens hastighed har føreren en accelerationspedal og en bremsepedal til sin rådighed. Derudover understøttes kørslen af flere selvudviklede kontroller, som f.eks. overvåger dækslip eller tillader mere adræt svingning gennem torque vectoring.

Pedaldesign og gasfjedre til særlige krav

Sammenlignet med en almindelig personbil er pedalerne forbundet med køretøjet på en markant anderledes måde, har en anden pedalvandring og opfylder også højere krav for at give føreren en passende køreoplevelse. Der skal f.eks. tages hensyn til større vibrationer, køretøjets dynamiske respons og mindst mulig fysisk træthed hos føreren. Begge pedaler er monteret på deres egne vogne, så deres position kan justeres optimalt til de skiftende chauffører.

For at accelerere racerbilen har føreren en pedal lavet af CFRP, som er monteret på en 3D-printet slæde, der også er lavet af CFRP, til bevægelse på CFRP-rørskinnerne. Pedalens omdrejningspunkt er ved førerens hæl i form af en magnetisk dopet bolt. Pedalens og dermed boltens rotation bestemmes redundant via to forskelligt designede Hall-sensorer. To parallelle industrielle gastrykfjedre stabiliserer pedalvandringen og giver føreren ekstra mekanisk modstand til køreoplevelsen. Denne modstand kan tilpasses til førerens feedback. ACE Stoßdämpfer GmbH er en stor støtte inden for dette område af racerbilsdesign og har i flere år sponsoreret ELBFLORACE e.V. med industrigasfjedrene GS-10-20-AD-100N og GS-12-20-AD-100N. Kontakten med virksomheden er altid ukompliceret, høflig og krydret med værdifuld information, som teamet er meget taknemmeligt for.

Kompakte, lette maskinelementer til optimal integration

På grund af Formula Student-reglerne og de tilhørende sikkerhedskrav er designfriheden for bremsepedalen begrænset. Derfor er pedalen, vognen og skinnen lavet af aluminiumslegeringen EN-AW-7075, og kun fodstyrene er lavet af CFRP. Når der trykkes på bremsepedalen, aktiveres en membrankraftsensor, der er monteret i serie, op til den kraft, der er defineret af den enkelte gastrykfjeder. Racerbilen bremses, og energien genvindes via udgangssignalet fra vejecellen og genvindingen af de fire elmotorer. Mekanisk bremsning indledes kun via de to hovedbremsecylindre til for- og bagbremsekredsene, når udbrudskraften overskrides, og gastrykfjederen bevæger sig betydeligt som følge heraf.

Især den definerede indsættelseskraft, når stempelstangen er forlænget, og den ubetydelige afstand, indtil den er nået, retfærdiggør brugen af gasfjedre til Formula Student Team ELBFLORACE. Det sikrer, at den mekaniske bremseproces og det dermed forbundne energitab først udløses ved det beregnede pedaltryk. Ud over ELBFLORACE kan man også finde gasfjedre i Formula Student-køretøjerne hos mange andre teams. De udnytter alle det faktum, at gasfjedre er kompakte og lette sammenlignet med andre fjedertyper. Det gør det muligt at bruge dem i den smalle forende på formelmotorsportsbiler.

Takket være det individuelt justerbare gastryk via en påfyldningsventil og den enkle udskiftning af hele fjederen er ELBFLORACE fleksibel, når det gælder eftermontering af pedaler. Gasfjederens dimension er uafhængig af ud- og indtrækningskraften inden for anvendelsesområdet. Gasfjedrene fra ACE Stoßdämpfer GmbH er vedligeholdelsesfrie, og deres levetid overstiger langt en sæson, selv ved intensiv brug.

Gasfjedre af letvægtsmaterialer i fremtiden?

Sammenfattende viser ELBFLORACE Formula Student Team TU Dresden e.V., hvordan man med innovativ teknologi og målrettede udviklingsprocesser kan opnå toppræstationer i et studentermiljø. Med et topmotiveret team og brug af de nyeste materialer og teknologier udvikles der hvert år køretøjer, som sætter standarder for letvægtskonstruktion, drevteknologi og styringsteknik. Kombinationen af teoretisk viden og praktisk anvendelse forbereder ikke kun de studerende optimalt på deres professionelle fremtid, men fremmer også den teknologiske udvikling inden for elektrisk og selvkørende motorsport.

For yderligere at optimere letvægtskonstruktionen ville det være ønskeligt for ELBFLORACE e.V. at deltage i udviklingen af gasfjedre lavet af letvægtsmaterialer og implementere dem i køretøjer i fremtiden. Den løbende støtte og det tætte samarbejde med industrielle partnere som ACE understreger projektets betydning for uddannelse og innovationsånden på universiteter verden over.