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UTFF07
第4回全日本学生フォーミュラ大会出場マシン




[ コンセプト | 3大目標 | マシン概要 | エンジン系 | シャシー系 | カウル系 ]


コンセプト
Easy Drive 楽に、速く走れるフォーミュラカー

これがUTFF07のメインコンセプトとされました
この思想自体はUTFF発足以来継承されたきたものです。
エンジンは、引き続きSUZUKIのSkywave650を採用し、サイドエンジンレイアウト、電子制御CVTによるAT・2ペダルの誰でも運転できる車両を開発しました。
達成すべき3大目標
前年度マシンUTFF06の課題として、

  • 低い加速性能
  • 加速時の強いアンダーステア
  • 不快なドライビングポジション

の3つがあげられました。

そこで、UTFF07ではエンデュランス完走は大前提とし、UTFF06の弱点を徹底的に無くして、大会で勝つことのできるマシンを開発することを目標としました。上にあげられた3つのUTFF06の課題について、次のような解決方法が提案されました。

  • ターボチャージャーの装着
  • スタビライザー、多板式LSDの搭載
  • フレーム形状変更
1.ターボチャージャーの装着
UTFF06の低い加速性能に対して、エンジンパワーアップで解決できると考えました。

具体的には、Skywave650のカタログ上の出力である50PSを基準とし、ターボ化によって最大0.6kg/cm2の加給圧をかけることで80PSにパワーアップすることを目標をしました。

80psに到達しても、他大学のマシンより30kg以上重い250kgのマシンではパワーウェイトレシオでは勝てません。しかし、CVTによって常に最大出力で走ることができれば、80psで十分に勝負することができると考えました。

当初年内にマシン設計を終了させ、新たな技術的チャレンジに取り組む予定だったものの、フレーム、サスペンションの設計が終わらず、ターボ化が一時凍結されました。
ターボ開発が再開されたのは4月で、ターボの熟成はおよそ4か月たらずとなってしまいました。
その結果、80psには届きませんでした。しかし、過去のUTFFのマシンの中では最大の、63psまでパワーアップすることに成功しました。
これによってアクセラレーションでは16位、スキッドパッドでは12位、オートクロスでは9位、エンデュランスでは5位と、昨年より確実に得点を伸ばすことができました。
2.スタビライザー、多板式LSDの搭載
UTFF06は、コーナー進入、脱出時にステア特性が過大に変化したり、ブレーキング時には強いオーバーステア、加速時には強いアンダーステアを示す、極めて運転しにくいステア特性でした。

これを改善するために、スタビライザーでロール剛性によるステア特性を変化させることにしました。
また、UTFF06のビスカスカップリング式LSDから多板式LSDに変えることで、アクセル開度に対して後輪駆動力を出し、加速時の強いアンダーステアを軽減することにしました。


その結果、UTFF07は昨年度車両に比べて安定した車に仕上げることができ、エンジンのターボ化による大きなエンジンパワーをきちんと路面に伝えることができるようになりました。
コーナー進入では弱いアンダーステア、コーナー脱出ではアクセルでコントロール可能なオーバーステアといったステア特性にすることができました。
タイヤの減り方を見ても、前後のタイヤとも同じような削れ方で、トレッド面も均一に削れていました。これから考察すると、タイヤの性能をうまく引き出せていたと考えられます。
また、ホイールのストロークもUTFF06に比べて滑らかになっており、ブレーキング時の安定性も向上しました。
3.フレーム形状変更
UTFFの車両はサイドエンジンレイアウトを採用し、ドライバーをエンジンの左側に配置しているため、どうしても右側の視界が悪くなってしまいました。
そこで、メインコンセプトである「Easy Drive」を踏まえ、フレームの形状を変更することでドライビングポジションを改善することにしました。具体的には、フロントフープの形状を工夫してハンドル位置を高くし、ハンドルを切りやすくするとともに視界の悪化を防ぎました。また、フロントセクションを左右に拡張し、オフセットを解消してより自然な乗車姿勢をとれるようにしました。さらにハイバックシートを新採用して肩のサポートを強化しました。ドライバーからは運転しやすくなったと好評で、目標を達成することができました。

UTFF07の特徴
●マシン概要

UTFF07の最大の特徴は、電子制御式CVTの搭載と、サイドエンジンレイアウトです。電子制御式CVTを用いて、プログラムによる自由な変速を可能にし、AT・2ペダルのフォーミュラカーを実現しています。

エンジンはSUZUKIの大型スクーター、Skywave650のエンジンを使用しています。このエンジンは細く長いため、ドライバーの右側にエンジンを配置することで、ホイールベースを短くしています。これにより、細く狭いF-SAEのコースに対応しています。
●エンジン系

排気量610cc以内というレギュレーションに合わせ、エンジンはSkywave650用エンジン(638cc)を596ccにボアダウンして使用しています。

インテーク系については、過給圧に耐えられるようサージタンクはアルミ製とし、吸気温度の上昇に対処するためインタークーラーを採用しました。また漏れに対する信頼性を確保するため、インテークマニホールドをシリンダーヘッドに直接ボルトで留められる構造にしました。

冷却系はターボ化によって発熱量の増加が見込まれたので、UTFF06で使用したSUZUKI社製GSX-R600用のラジエターからGSX-1300R用のものへと変更すると同時に冷却ラインを大径化、さらに曲げを最小限に抑えることで冷却効率の向上を図りました。

出力向上のためのターボチャージャーはダイハツ社のストーリアX4用ターボ(IHI RHF4)を採用しました。過給圧は0.6kg/cm2で、出力は63PSまで到達しています。

トランスミッションには、電子制御式CVTを採用し、これを制御するために自作の基盤を用いた制御回路を搭載しています。プログラムを自作することで電子制御CVTを自由に動かすことを可能としています。そのため、加速時には最大出力回転数を維持して加速することや、プログラムによってエンジンブレーキの強さを変更することができます。



ワイヤーハーネスについては、、スポンサー様の協力のもと、あらかじめ設計を行い、あらかじめ組みあげるという手法を採用しました。この手法の採用により、ハーネスの配線ミスをなくすと共に、線径、配線方法の最適化を行いました。
●シャシー系

フレームは、サイドエンジンレイアウトがドライバーの姿勢に影響しないよう、ドライビングポジションの改善を第一目標としました。
また、全体ねじり剛性はUTFF06の1800Nm/degから2111Nm/degに向上させることで、旋回時の安定性を向上させました。

サスペンションは不等長ダブルウィッシュボーン、プルロッド式を採用しています。また、ロール剛性によるステア特性を変化させるために、スタビライザーを搭載しました。
その他、軸精度の高いボルトを使用したり、リーマ加工によって穴の精度を高めることによって、サスペンションアームやステアリングシャフト連結部のガタを減らしました。



デフはトルク感応式の多板式LSDを採用し、加速時の強いアンダーステアを低減して、マシンの挙動を安定させています。

ブレーキ構成は、左右2ディスク、2ピストンキャリパー(F/R)を装備しています。
ブレーキバランスは、バランスバーとプロポーションバルブにより簡単に変更することができます。
●カウル

カウルパートでは「審美性を向上させた『美しい』カウル」をUTFF07のコンセプトとしました。

具体的には、本格的な塗装施設を使用させていただき、自動車用塗料の焼き付け塗装を施して、塗装品質・塗膜の耐久性の大幅な向上を図り、カウルの表面に顔が映るような光沢を生み出しました。

また、スポンサー様のステッカーを一部自製して、色やサイズを統一することで、ステッカー配置に統一感が生まれました。

さらに、最終的なデザインスケッチに至るまで、30案以上を経てデザインを推敲することで、「速さ」を感じさせるマシンフォルムを実現しました。


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