Mode Separated suspension system for a Formula SAE car

Abstract

Para mejorar el rendimiento del coche “TR19” desarrollado por el equipo TERPS Racing de la Universidad de Maryland, el desarrollo de un nuevo sistema de suspensiones fue considerado. El sistema de suspensión denominado como Separador de Modos tiene como objetivo conseguir diferentes características de amortiguación y rigidez en los muelles dependiendo del movimiento del vehículo. Estos movimientos se pueden englobar en cabeceo, cuando el coche acelera o frena, y balanceo, cuando el cuerpo del coche gira sobre su eje longitudinal al tomar una curva. Para conseguir este propósito, se usarán dos muelles en cada eje, que actuarán para ambas ruedas a la vez y dependiendo del movimiento, siguiendo el diseño presente en el vehículo “Mercedes AMG Project One”. Para el diseño desarrollado, uno de los muelles está dispuesto de forma horizontal, que actuará en el movimiento de cabeceo, y otro de forma diagonal, que lo hará en el balanceo. Esto es posible gracias a la geometría de las palancas que unen dichos muelles al chasis y a las barras de las ruedas, que serán distintos para el lado derecho y el izquierdo. En este proyecto, se diseña y simula dicho sistema utilizando Solidworks y Solidworks Motion Study, analizando los resultados obtenidos. Para ello se desarrolla primero un ensamblaje de bloques en 2D de las suspensiones delantera y trasera, y se simula tras obtener los parámetros y fuerzas necesarios. Esta simulación consiste en la introducción de las fuerzas presentes en el vehículo a medida que toma una curva. Tras comprobar su correcto funcionamiento, se realiza un diseño 3D del coche completo.In order to improve the performance of the “TR19” car developed by TERPS Racing Team from the University of Maryland, a new suspension system was considered. The Mode Separated Suspension System aims to have different spring and damping rates depending on the motion of the vehicle. These motions can be studied as roll, during cornering, and pitch, during braking and accelerating. To achieve this, two spring and dampers are going to be used in each axle, which will be acting for both wheels, following the suspension system that can be found in the “AMG Mercedes Project One” vehicle. For the design proposed, one of the springs is placed horizontally, reacting the pitch motion, and the other diagonally, acting in the roll motion. These different actions are possible due to the levers geometry, the pieces that join the wheels and pushrods with the chassis, which will be different for the right and left side. Throughout this project, the system will be designed and simulated using Solidworks and Solidworks Motion Study, analyzing the results obtained. To do so, a 2D block assembly for the front and rear suspension system was first created and later simulated, after obtaining the parameters and forces needed. The simulation was performed by introducing the forces that act on the vehicle as it is taking a corner. After checking its adequate operation, a 3D assembly of the whole car was made.