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UTFF08
第5回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 ]


メインコンセプト
「Easy Drive〜楽に、速く走れるフォーミュラカー〜」

UTFF08もこれまでのメインコンセプトを踏襲し、上のものを採用しました。
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ペダルの車両開発を行いました。
サブコンセプト
「直線をより速く走る」

前年度マシンUTFF07の問題点として、新パーツの熟成や軽量化の不十分がまずあげられました。また、他大学のマシンや成績を分析したところ、パワーのあるマシンはアクセラレーションやオートクロスで高い点数を得ていることが分かりました。そこで直線をより速く走るとしました。
達成すべき3大目標
このサブコンセプトに向けて、次の3つの具体的目標が掲げられました。
  • 3月にマシンを完成
  • エンジン出力向上
  • 軽量化
1.3月にマシンを完成
UTFF07の反省から、トラブル出しを早めに行い、セッティングやドライバー練習時間を増加させるために、テスト期間を十分に確保することが重要だと考えました。
そこで、基本レイアウトやジオメトリの変更、新パーツの投入などはなるべく控え、構造設計のみを行うことでフレーム完成、マシン完成を早めました。

その結果、12月末にはフレームが完成し、3月11日には無事シェイクダウンが行われました。
2.エンジン出力向上
UTFF07はターボを搭載し、出力向上(50PS→63PS)を果たしました。

しかし、ターボ搭載は大会1か月前で、熟成期間がわずかであったことから、更なる出力向上の見込みが十分あると考えました。
そこで、1年間かけてターボの開発をし、80PS到達を目標としました。
シェイクダウンが目標通り行われたこともあり、エンジンの熟成は十分な時間をかけて行うことができました。

エンジンは順調に出力の向上を果たし、8月の合同走行会までに75PS、9月初旬には目標以上である82PSを達成することができました。

しかし、8月末からエンジンに原因不明のトラブルが発生し、シューティングに大部分の時間を割くことになります。そのトラブルは大会までに解決することはできず、大会で最も点数配分の大きいエンデュランス競技において、エンジンが吹かないというトラブルが発生してしまいました。
3.軽量化
これまでUTFFでは軽量化にあまり取り組んでこなかった経緯があります。学生フォーミュラ界では異色のエンジンを採用し、それが車重に響くことはある程度は諦めていた部分がありました。しかし、大会全体のレベルが上がり、その中で上位を目指すには、軽量化は必須であると考え、UTFF08では本格的に軽量化を目標として設定しました。

前年度マシンUTFF07の重量を測定し、ANSYSなどを用いた各パーツの強度解析を徹底的に行い、マシン全体で計20kgの軽量化を目標としました。

具体的目標の初めの2つについてはある程度達成されたものの、軽量化についてはなかなかパートごとに見積もり、それらを合計することで具体的には思い通りに進まず、結局UTFF07と変わらない車重となってしまいました。
原因としては、以前から言及されてきたエンジンの安全の向上にパーツの変更が行われたことや、リアウイングの搭載があげられます。
また、大会車検時にレギュレーション違反が発覚し、パイプの追加を行なったことで更に車重が増加してしまいました。

パワーウェイトレシオの改善は、引き続きUTFFの課題となっています。
UTFF08の特徴
●マシン概要
UTFF08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604ccにボアダウンして使用しています。ピストンにはフリクション低減を目的としたモリブデンショットを施し、吸気温を下げるためには市販車のインタークーラーを加工して搭載しました。

出力向上のためのターボチャージャーの過給圧は1.0kg/cm2で、ブーストコントローラを用いて制御しています。トルクは日本で最大の9.0kgmを発揮し、馬力は82PS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、プログラムでエンジンブレーキの強さを変更することができます。


[写真]UTFF08パワーカーブ・トルクカーブ
太い赤線がUTFF08馬力、太い青線はUTFF08トルクカーブを表し、細い線は同UTFF07のものをあらわします。

「エンジン班はこのパワーカーブの魅力・魔力にとりつかれた人々の集まりです。」byUTFF岩崎


●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確保を第一として設計されました。
マシン前方には、アルミハニカムを用いた、軽くて強い衝撃吸収体を搭載しています。

サスペンションは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。アップライト、ステアリングラック&ピニオン、タイロッドは自作しました。
ダンパーにはストロークセンサーを搭載し、四輪のストローク量を計測することで、サスペンションのセッティングに大きく貢献しています。
また、ロール剛性の変更を容易にするために、自作のトーションバー式スタビライザーを搭載しています。

ホイールは13インチ、レイズアルミホイールを軽量化して使用し、タイヤはブリヂストン製スリックタイヤを装備しています。

デフは直結を採用し、加速時のトラクション性能や、ブレーキング時の安定性の向上を可能にしました。スプロケットは歯数やサイズの合うように自作しています。

ディスクブレーキは四輪に搭載、キャリパーは片押し2potを装備しています。
●カウル

UTFF08では、UTFF史上初のカウルデザインコンペを行い、設計要件やデザインについてプレゼンを行なって形状を決定しました。
型はスタイロフォームを用いて作成し、FRPで積層して製作しました。塗装には、塗装専用ブース、自動車用塗料を用いて、大会会場でも目をひく、美しいカウルを実現しました。



また、高速旋回時のマシンの安定性の向上のためにリヤウイングを搭載しました。材料にはスタイロや木を用いて軽量なものに仕上げています。

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