Esiveolise võidusõiduauto VW Golf 1 üldine arendus ja võrdlus konkurendiga osalemaks EMV7 võistlusklassis

Töö eesmärk oli arendada edasi olemasolevat autorallisse sobivat esiveolist võistlussõidukit kõrvutades seeläbi autot põhi konkurendiga. Analüüsi tulemusel toodi välja uued lahendused mootori ja käigukastiga seoses. Mootorile valiti optimaalne õhuvõtu torustik, mis võetakse edaspidi kasutusele sõidukil. Kiiruskarakteristikute analüüsi tulemustest selgus, et kasutusel olevad käigukasti suhtarvu on antud hetkel optimaalsed võistlemiseks Eesti MV autorallis EMV7 võistlusklassis küll aga kiirendusel pidades silmas võimsuse ja kaalu suhet on vahe põhikonkurendiga 1,3 kordne, mis tähendab suurt erinevust kahe sõiduki kiirenduses, kus Honda on Volkswagenist selgelt parem. Seega puhtalt autode seisukohast ei ole võimalik töö käigus analüüsitud autoga konkureerida kiirendustel Hondaga. Vedrustuse elementide seisukohast on töö lõpuks olemas esivedrustuse puhul tugevamad õõtshoova lahendused, mille projekteerimisel arvestati varutegurit 4 ning valiti välja sobiv materjal. Maksimaalne tekkiv pinge õõtshoovas uuel lahendusel oli 127 MPa ning lubatud voolepiir kasutatud materjalil 659 MPa, millest selgub isegi varuteguriks 5 aga kuna ostutootena saadavalolev väiksemas mõõdus toru korral oleks varutegur langenud alla 4 siis võeti ikkagi kasutusele vastavas mõõdus materjal, millega tekkis varuteguriks 5 kõige kriitilisemas koormusolukorras. Tagavedrustuse puhul on olemas kaks uut lahendust, mis peaksid elimineerima parasiitroolimise ning tagama üldise lihtsama sõiduki juhitavuse juhi jaoks. Tagavedrustuse uute projekteeritud lahenduste puhul loodi kaks erinevat uut lahendust vastavalt saadavalolevale ruumile, soovile mitte muuta kere konstruktsiooni lisakinnituste näol ning kasutada võimalikult palju autotootja originaal tagasilla detaile. Uute lahenduste puhul on U-tala originaal tagasillal asendatud ümartorust lahenduse näol, kus tagumine ratas liigub kas täiesti või osaliselt vabalt sõltudes teisest rattast väände kaudu. Soovitud varutegurit 4 ei õnnestunud aga uute lahenduste puhul saavutada, kuna soovitud mõõdus materjali ei olnud võimalik antud hetkel leida ning seetõttu võeti uute lahenduste puhul voolepiiri varuteguriks 3. Antud lahendused ei ole antud hetkel valmis tehtud ega katsetatud, mistõttu ei ole võimalik välja tuua töö lõpuks parimat lahendust. Autoga soovitakse osaleda Eesti MV autorallis võistlusklassis EMV7. Sellest tulenevalt toodi välja, milline on ligikaudne vajalik eelarve sõitmaks kaasa üks hooaeg antus klassis. Aruandes on arvestatud kogu auto ehituse maksumusega ning iga võistluse ligukaudne ennustatav eelarve. Tulemuste põhjal on võimalik öelda, et ise algusest auto ehitamine ning kogu hooaja kaasasõitmine eelpool nimetatud klassis maksab ligikaudu 20 000 €, antud number sisaldab siis miinimum vajalike kulutusi. Antud töö puhul analüüsitud sõiduki puhul on antud number ligukaudu 30 000 € koos võistluste kulutustega. Lõputöö käigus arendatud lahendustest valmis reaalselt mootori uus õhuvõtt ning esimesed õõtshoovad, mis on nähtavad Lisa 2 ja Lisa 3. Uued tagasilla lahendused veel reaalselt valminud ei ole aga need soovitakse ehitada valmis 2023 hooaja jooksul peale tootmis tehnoloogia välja mõtlemist, mida seejärel katsetatakse koos uute välja arvutatud vedrudega ning valitakse välja parim lahendus, mis võetakse kasutusele antud võistlussõidukil hooajaks 2024.

The purpose of this thesis was to develope and analyse performance of competition vehicle based on Volkswagen Golf Mk1 chassis. Analyse results from engine and gearbox side show that only development needed was engines intake manifold which had problem with water getting inside engine cylinder chamfers and cause engine to misfire and performance loss was noticed. During thesis new solution was found. From gearbox side analyse results show currently used gear ratios are optimal for competiting in Estonian Rally championship at EMV7 class. Although analyse results show only vehicles gear ratios difference, power to weight ratios nor actual simulations or tests were brought out or made to bring out actual comparison with Honda. Front suspension was improved by new control arms as original control arms tend to deform during competition because forces that affect front suspension in rough conditions of rally. When projecting new control arms recommendations from well known rally car makers were taken into account to choose best materials for new control arms. The thesis author choose different load situations where forces were found that affect front control arm such as cornering situation where all car weight transfers to one front wheel, also braking and accelerating were taking into account. As a result of different calculations of forces and taking account factor of safety 4, AISI 4130 chromoly was choosed as control arm material. Static analyse results show the maximum yield strenght was 127 MPa and chromoly maximum yield strenght was 659 MPa. From rear suspension side the thesis author brings out two new solutions that will improve handling of the vehicle. Designing new solutions it was important to maintain original chassis mounting points and new solutions will bolt on and additional changes to chassis were not necessary, because of those restrictions and availability of materials, factor of safety 4 was not able to get with these solutions and so factor of safety 3 is used instead. First solution main goal is to eliminate wheel alignment change during cornering. In this case wheel only moves vertically and vehicle body roll will not affect toe and camber of the wheel. Second solution in similar to the original one where right wheel affect left wheel when cornering but because of non rigid connection in the middle of the axle beam, affect is reduced. Both solutions use spherical bearings as chassis mount which will eliminate uneven steering caused of elastic mounts during cornering. New solutions also require new springs and taking account new solutions weight, optimal rear spring rates were also found to suit for specific car with new solutions. Designed front control arms and new intake manifold are used on real car which can be seen in the Lisa 2 and Lisa 3. Rear suspension solutions are not tested with real car because manufacturing side is not confirmed. Rear suspension new solutions are planned to test on real car during 2023 with optimal new spring rates to find best solutions for 2024 season.