Dcara大学生カーライフマガジン

今回は京都工芸繊維大学、Grandelfinoの車両ができるまでの設計の流れをご紹介します。

設計

　車両の設計について、ご紹介します。私達は、先輩方のこれまで培ってこられた技術や経験を基に車両の設計を自ら行っております。設計において、前年度の車両のデータを用いて、より良い車両にするべく、コンセプトや具体的なタイム目標を決定し、設計に落とし込むことが重要になります。また、コンセプトを実現するためには、パワートレインやシャシーにおける目標を決定し、パーツの担当者、一人一人に共有し、設計を行う必要があります。CADによって3Dモデルを作成することが、設計であると思われがちですが、実際は、どんな車両を作りたいかを考え、その車両を実現するためには、どのような「形」にし、どのような「材料」を用いるかを考えることが設計の根幹となります。

パワートレインの設計

　パワートレインは、エンジン、吸気パーツ、排気パーツ、駆動系パーツ、電装パーツによって構成されております。パワートレインの主な目標は出力の向上、扱いやすさ、軽量化になります。車両のコンセプト、目標タイムを基に、目標となる性能を定め、スポンサーであるヤマハ発動機株式会社様から供給いただいたエンジンを中心に、パーツの設計を行っております。パワートレインの設計では、パワートレイン構成するパーツとエンジンは密接な関係があるため、エンジンについての知識が不可欠になります。従って、エンジンや担当パーツの勉強に励みつつ、設計に励んでおります。吸気パーツや排気パーツであれば、吸気管、排気管の長さ、太さによって、エンジンの性能を大きく左右します。従って、パーツ担当者同士のコミュニケーションも設計する上で、欠かすことはできません。

シャシーの設計

　シャーシは、主にフレーム、サスペンション、ブレーキ関係、ホイールのパーツによって構成されております。シャシーの設計における大きな目標は、軽量化と高剛性であり、トレードオフの関係性を持つ、この二つの要素を両立させるべく、設計を行っております。シャシーに含まれるパーツでは、応力や変位を解析するなど、様々な解析ツールを用いて、3Dモデルを作成しております。また、パワートレインと同様に、シャシーでは力学の知識を含めた多くの知識を必要とします。そのため、上回生やOBの方々から支援やアドバイスをいだだき、設計に励んでおります。

エアロの設計

　エアロ班では、フロントウィングやリアウィングなど空力パーツの設計を行っております。エアロ主にCFDと呼ばれる流体解析ツールを使用することで、設計を行っており、車両を接地させる力であるダウンフォースを獲得し、タイヤのグリップ力を引き出すことが、大きな目的となります。ダウンフォースは抵抗でもあるため、抵抗が大きくなりすぎないようにすることや、バランス良く車両全体にダウンフォースを発生させることが需要となります。他パーツに比べ、設計の自由度が大きいことが特徴で、他パーツとの干渉の確認も必要不可欠です。何かしらの目的をもって3Dモデルを作り、その効果を検証するために解析ツールを用いることが、主な設計の流れとなります。

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