Ecorunner 3

De Ecorunner 3 wordt momenteel herontwikkeld. In mei 2011 heeft de Ecorunner 3 helaas geen resultaat neer kunnen zetten op de Shell Eco-marathon. Er waren problemen met de elektronica. Omdat het voertuig aerodynamisch tot de top van de wereld behoord hebben we besloten dit jaar de binnenkant van het voertuig opnieuw te ontwerpen. Op deze pagina staan de belangrijkste onderdelen.

Aandrijving

Voor de aandrijving van de Ecorunner 3 is dit jaar gekozen voor een inwheel motor. Dit is een motor die volledig in het wiel wordt verwerkt. Doordat deze motor geen overbrenging nodig heeft in de vorm van tandwielen o.i.d. zal er een stuk minder energieverlies optreden. De motor zelf krijgt volgens de schattingen een efficiëntie van rond de 93%. Hiermee is hij dus zelfs efficiënter dan de motoren die vorig jaar gebruikt zijn. De totale aandrijflijn zal zo’n 6% efficiënter worden.

Aerodynamica

De luchtweerstand is verantwoordelijk voor een derde van het energieverlies. Daarom is de aerodynamica een zeer belangrijke factor om een zuinige auto te bouwen. Er bestaat geen beste vorm voor alle auto’s. De perfecte vorm is namelijk afhankelijk van: breedte, hoogte, lengte, snelheid, wendbaarheid, etc. Een vorm wordt vooral met trial en error bepaald, door middel van CFD (Computation Fluid Dynamics) software. Hiermee kan een vorm worden doorgerekend in zowel 2D als in 3D. De resultaten kunnen vervolgens worden geverifiëerd door een test in de windtunnel.

De luchtweerstand is afhankelijk van het frontaal oppervlak en de wrijvingscoefficient. Het is daarom belangrijk een zo laag mogelijk frontaal oppervlak te hebben. De Eco-Runner 3 heeft een van de kleinste frontale oppervlaktes ter wereld. Het frontaal oppervlak beslaat slechts 0,248 m2.

Voor een lage wrijvingscoefficient moet je gebruik maken van laminaire stroming. Deze stroming geeft zeer weinig weerstand: tot een factor 10 minder dan bij een turbulente stroming. Nadeel is dat deze stroming heel eenvoudig te verstoren is. Daarom is het zeer belangrijk dat het oppervlak van de auto perfect glad is, zelfs bij de randen om de ramen.
Hierboven staat het laaste model van de Eco-Runner 3 met een afbeelding uit een CFD programma. De rode lijnen tonen een laminaire stroming, de roze tonen een turbulente stroming. De groene en gele gebieden zijn overgangsgebieden.

Bovenstaande afbeelding toont de druk op verschillende gebieden van de Eco-Runner 3. Blauw toont een hoge drukgebied, rood toont een lage drukgebied en groen is ongever gelijk aan de druk in de atmosfeer. Zeer bijzonder aan dit ontwerp is dat er een hoge drukgebied ontstaat aan de achterkant van de Eco-Runner 3. Dit betekent dat er achteraan de Eco-Runner een overdruk ontstaat dat ervoor zorgt dat de Eco-Runner door de lucht geduwd wordt in plaats van teruggezogen, zoals bij normale auto’s.

De belangrijkste test is een windtunneltest, deze zit veel dichter bij de werkelijkheid dan CFD software. De windtunneltest gaf een weerstandscoëfficient van 0,084. Ook gaf de windtunneltest aan dat de Eco-Runner 3 zeer goed presteert met zijwind. Wanneer het laatste model een windtunneltest ondergaat zal het Eco-Runner Team Delft naar verwachting bewijzen de meest gestroomlijnde auto ter wereld gemaakt te hebben.

Brandstofcel

Dit jaar zijn in het begin wat reparaties aan de brandstofcel gedaan. De cel is daarna uitvoerig getest door het brandstofcelteam. Het doel is om een efficiëntie van ongeveer 60% te halen. Dat wil zeggen dat van alle energie die de waterstof bevat 60% ook daadwerkelijk wordt gebruikt om de motoren aan te drijven. Er wordt gestreefd om dit jaar het verbruik van de systemen in de brandstofcel zo laag mogelijk te houden zodat al deze energie in de aandrijving kan worden gestopt. Er is ook nog vaak contact met de producent om gebruik te maken van hun expertise. Er zijn ook veelbelovende ontwikkelingen voor de brandstofcel van volgend jaar, maar dit houden we nog even een verassing.

Besturing en ophanging

De ophanging van de Eco-runner is simpel en effectief. Bij het achterwiel wordt de besturing moeiteloos geïntegreerd met de ophanging zelf. Door middel van een joystick zal een servomotor het achterwiel 7 graden in elke richting kunnen draaien. Dit zorgt weliswaar voor een relatief grote draaicirkel, maar deze is adequaat voor de Shell Eco-Marathon en maakt een betere aerodynamica mogelijk.

Bij de voorophanging draait het om efficiëntie en eenvoud. De voorophanging heeft geen ander doel dan de voorwielen recht en op hun plaats te houden. Ook over de wielen is uiteraard tot in de details nagedacht. De voor- en achterwielen worden beiden individueel ontworpen om zo aan de strengste efficiëntie- en veiligheidseisen te voldoen. Zo is voor de veiligheid is aan de voorkant gekozen voor schijfremmen, terwijl voor het achterwiel is gekozen voor het zelfde remsysteem als op een racefiets van de Tour de France. Om de wrijving nog meer terug te dringen worden we banden dit jaar ‘tubeless’. Dit betekent dat er geen binnenband meer aanwezig is waardoor er minder energie verloren gaat in de banden.

Al deze ideeën waren natuurlijk niet tot stand gekomen zonder een hechte band in het team: de teamleden zetten alles op alles om er voor te zorgen dat dit jaar het wereldrecord voor het meest efficiënte voertuig in Nederlandse handen komt te liggen.