Por sexta vez en ocho años de historia de la competición, el equipo de la Universidad Laval

Alerion Supermileage de estudiantes de licenciatura de ingeniería ha ganado el título de Eco-

Marathon Americas Shell con racha de 2,824 millas por galón (1200 km / l).  La competencia

eficiencia de combustible, que se llevó a cabo abril 23 hasta 25 en Houston, Texas, reunió a 120

equipos de toda América del Norte para competir por $ 2.000 premio al vehículo más eficiente

en combustible.

Mientras que el equipo de Laval ha quedado históricamente acabar con el primer premio en el

año pasado, Alerion enfrentó a la dura competencia de sus rivales en la Universidad de equipo

Supermileage de Toronto debido a problemas de fricción en el sistema eléctrico del vehículo

Laval.

"Nuestro equipo está muy entusiasmado con los resultados del fin de semana", dijo el capitán

del equipo Audrey Lainé. "Al principio tuvimos problemas con nuestro motor, pero nos unimos

como un equipo para solucionarlo y están muy satisfechos. La Universidad de Toronto y Mater

Dei High School tuvo puntuaciones muy cerca de nuestro equipo, lo que hizo el fin de semana

aún más emocionante ".

Campeón Pasado Mater Dei High School de Evansville, Indiana, alcanzó 901,48 millas por galón

con su vehículo de gasolina Elroy, rompiendo su récord anterior de 849 millas por galón y

anotando el premio mayor de $ 2,000 en la categoría Concepto Urbano por tercer año

consecutivo. Otra entrada de la escuela, un vehículo eléctrico de batería prototipo, capturó esa

categoría energética con 537.16 millas por kilovatio-hora (km / kWh).

Otros logros incluyen un nuevo récord en la categoría de prototipos diesel por The mascotas

equipo n Bujía de Sullivan High School, cuya Negro Diesel vehículo alcanzado 1,899.32 mpg.

El equipo de la Universidad de Colorado en Boulder logra 1,771.37 mpg con su Tatonkatoo

vehículo en la categoría de etanol prototipo mientras que el equipo de la Universidad de

Colorado en Denver UCDenver logró 37,37 m / kWh con su vehículo de hidrógeno prototipo,

Arquetipo

Después de cinco años en Houston, la competencia está programada para ir a Detroit en abril

10-12, 2015. Para reunir el entusiasmo para el evento del próximo año, vehículo ganador de

Sullivan Escuela Secundaria se mostrará en el Museo Henry Ford de Detroit.

Alerion Supermileage es un proyecto universitario para estudiantes de ingeniería, cuyo objetivo

es aplicar sus conocimientos a la concepción y construcción de un solo vehículo asiento que

consume la menor cantidad de combustible posible. Esta iniciativa llega en un momento en que

nuestra sociedad está en una encrucijada en cuanto al uso de combustibles fósiles y de la

economía. El aumento de la eficiencia energética de los vehículos y la reducción de las emisiones

de gases de efecto invernadero es ahora una meta mundial.

Estos dos últimos años, Alerion construidas en sí una sólida reputación al ganar el SAE

Supermileage dos veces y ganar el prestigioso Shell Eco-Marathon Americas en 2009. Con un

consumo de combustible de 1 347 kilometros por litro (3168 millas por galón), no sólo tenemos

celebrar el título de campeón de América del Norte, sino también el mejor consumo de

combustible que se haya registrado dentro de esas competiciones.

Desde la temporada 2011-2012, el equipo tiene un nuevo casco. Hay varias razones que nos

llevaron a cambiarlo. Entre esas razones, la cáscara anterior era viejo y agrietado después de 4

años de servicio fiel. Además, los nuevos proyectos (nuevos neumáticos, rueda cubre la

integración y el cambio de inclinación) fueron traídos y requieren algunos cambios en la forma

del casco. Además, la posibilidad de utilizar el "Coloso", el supercomputador de la Universidad de

Laval, le dio al equipo la oportunidad de realizar simulaciones numéricas extensas que utilizan el

software de CFD (Computational Fluid Dynamics), esto lo que sugirió que era posible mejorar el

rendimiento aerodinámico de el vehículo iterando varios modelos.

ObjetivosLos nuevos neumáticos del equipo querían usar están diseñados específicamente para

Supermileage competitivo y causar menos pérdida por rodar de las ruedas anteriores.Sin

embargo, estos nuevos neumáticos son más anchos en alrededor de un centímetro en

comparación con los antiguos. El casco anterior era demasiado estrecho para los viejos

neumáticos que se utilizarán. Uno de los objetivos en el diseño del nuevo casco era hacer posible

el uso de los nuevos neumáticos. Además, se prestó atención al espacio disponible en las ruedas

delanteras para incorporar cubiertas estructurales interior de la rueda.

Se propuso para reducir el ángulo de caída de las ruedas, el ángulo en el que las ruedas

inclinación hacia adentro del vehículo. El ángulo era de 8 grados en la edad del casco. Esto

permitió que el redondeo de la forma general del vehículo. Además, debido a las normas de

competencia que deseen que la distancia entre ejes es de 50 centímetros, por lo menos, ésta era

la mejor manera de reducir el área frontal del vehículo. Sin embargo, con el nuevo coche,

queríamos introducir más amplio neumáticos delanteros y tapacubos. Por lo tanto, para

mantener el ángulo de 8 grados, asegurando que el conductor tiene espacio suficiente, se

requiere una distancia entre ejes de alrededor de 60 centímetros. Entonces se propuso reducir la

curvatura de 1,5 grados. Esto tuvo el efecto de lo que nos permite reducir la distancia entre ejes

de aproximadamente 55 centímetros y por lo tanto reduce el área frontal. Además, cuanto más

las ruedas son rectas; la mayoría de las pérdidas debidas a la rodadura de los neumáticos se

reducirán, como lo demuestran las pruebas realizadas por el equipo de renombre PAC-Car (ETH

Zurich). Por lo tanto, las pérdidas debidas a la fricción de rodadura se reducen de

aproximadamente 10% al disminuir el ángulo de inclinación de las ruedas de 8 grados a 1,5

grados. Usted debe saber que una gran parte de las pérdidas del vehículo proviene de la fricción

de las ruedas.

También se desea mejorar la accesibilidad al compartimiento del motor mediante la ampliación y

la reducción de la corte de la campana.

Obviamente, el equipo también tenía como objetivo mejorar la aerodinámica. Para ello, el

objetivo era empezar por tratar de obtener un formulario similar al antiguo casco y realizar

diversos cambios mediante el análisis de los impactos de estos cambios con simulaciones

numéricas.

ResultadosAunque el viejo casco y el nuevo modelo tiene una apariencia similar, en general, todos los

objetivos mencionados anteriormente se han cumplido con éxito.

Por último, el área frontal del casco tuvo que ser aumentado en un 25% para cumplir con las nuevas restricciones. Sin embargo, la fuerza de arrastre aún se ha reducido en casi un 15%, lo que reduce el coeficiente de arrastre de aproximadamente 30%

Motor Con el fin de lograr nuestro objetivo de reducir el consumo de gasolina, tenemos que poner un

montón de tiempo y esfuerzo en el diseño y puesta a punto de nuestro motor. Estamos en busca

de la eficiencia energética óptima en lugar de un motor que ofrece una potencia bruta.  Nuestro

motor puede propulsar el coche a velocidades de hasta 50 kilómetros por hora (31 mph), pero

ese tipo de velocidad es raramente alcanzado debido a que la eficiencia energética disminuye

rápidamente a medida que aumenta la velocidad. En este sentido, el equipo se dirige a una

velocidad media de 30 kilómetros por hora (19 mph). Sin embargo, con el fin de reducir un poco

más nuestro consumo de combustible, el motor será utilizado a plena capacidad (acelerador a

fondo), durante cortos períodos de tiempo. El resto del tiempo, el coche sigue su camino por su

propio impulso. Esta es la razón por la cual es imprescindible para nosotros tener buenos

rodamientos, ruedas, sistema de dirección y una aerodinámica excepcional.

Alerion Supermileage actualmente utiliza un motor basado en un (2,61 kW) motor Briggs &

Stratton 3.5 HP. Se trata de un motor monocilíndrico de cortadora de césped cuatro golpes. El

uso de ese tipo de motor es impuesta por la competencia SAE Supermileage (en Marshall

Michigan) que atendemos cada año. El motor Briggs & Stratton es extremadamente ineficiente y

está lejos de ser ideal en términos de eficiencia de combustible. El equipo tuvo que proceder a

varias modificaciones con el fin de optimizar la eficiencia energética del motor. En realidad, sólo

la base del cigüeñal del motor original permanece porque es un mínimo requerido por la

competencia. Como ejemplo, el carburador y la iluminación magneto han sido sustituidos por un

sistema de inyección de combustible y la iluminación electrónica, por lo que puede controlar con

precisión la cantidad de combustible que va a la cámara de combustión. Del mismo modo, la

cabeza del motor ha sido sustituido y optimizado, siempre en busca de un motor más

eficiente. Con todas estas mejoras, hemos logrado mejorar en gran medida el Consumo de

combustible del motor, mientras que sólo la pérdida de la mitad de la potencia original del

motor.

Sistema de dirección

ObjetivosEl propósito del sistema de dirección de un vehículo Supermileage es simple: reducir la fricción

de las ruedas contra el pavimento, tener un máximo de control sobre el manejo del vehículo y

todavía llegar a hacer posible el vehículo más ligero. Además, el manejo debe respetar un radio

de giro de un mínimo de 6 metros y una pequeña distancia de frenado.

EstructuraEstos objetivos se logran mediante la optimización del ángulo de Ackermann, la comba, el

lanzador, y la alineación de las ruedas.

Figura 1: Alineación de las ruedas

Figura 2: El lanzador

Figura 3: Camber

Figura 4: ángulo Ackermann

Obviamente, el paralelismo debe ser perfecta para eliminar pérdidas por fricción en los

neumáticos. Los ángulos de las ruedas y el ángulo de caída son más difíciles de identificar, es

todo acerca de hacer concesiones. Un método muy simple para determinar el ángulo Ackermann

se muestra en la parte superior de la Figura 4 y el efecto de este ángulo se muestra en la parte

inferior de la Figura 4. La reducción de masa se lleva a cabo eligiendo cuidadosamente los

materiales de cada parte y mediante la optimización de su geometría. Se recomiendan de

carbono y aluminio.

ResultadosEl sistema seleccionado se compone de pivotar bloques hechos de aluminio unidas por una barra

de carbono para asegurar el paralelismo.

Figura 5: bloque pivotante

Las ruedas están asociadas a los bloques través de los cubos y los bloques están fijados a la

estructura de carbono del casco por dos juntas de giro libre. Como su nombre indica, bloques

rotativos giran con las ruedas para que el vehículo gire. El movimiento de rotación del manillar

se transmite a través de una junta universal a un pivote que transforma el movimiento en la

traducción. La traducción se realiza hasta el final de un bloque de pivote con otra barra de

carbono. El manillar y el pivote son apoyados por una sola pieza de carbono asegurar la rigidez

del conjunto.

Figura 6: Soporte del manillar y el pivote

La figura 7 muestra una vista despiezada del sistema de dirección mientras que la figura 8

muestra el conjunto del sistema de dirección.

Figura 7: vista de despiece el sistema de dirección

Figura 8: Montaje del sistema de dirección

El sistema de alineación es mecánico para las ruedas delanteras y óptico para las ruedas

traseras.

Figura 9: sistema de alineación óptica