Angst+Pfister如何支持AMZ车队为大学生方程式赛车设计革命性的悬挂系统
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2025 年 1 月
关键信息一览
- 创新的悬挂系统：AMZ 车队的电动赛车Dufour采用了新颖的悬挂设计，将机械和液压元件结合在一起，以增强稳定性和牵引力，配有两个升降弹簧减震器，能够实现更好的控制和刚度。
- 定制的防颠簸解决方案：Angst+Pfister 设计了一种定制的橡胶防撞装置，既能满足非线性刚度要求，又能适应悬架的有限空间，还能在不影响性能的情况下保护汽车免受地面冲击。
- 成功的产学合作：Angst+Pfister与AMZ 车队的合作将学术创新与工业技术相结合，使赛车在大学生方程式比赛中表现出色，并推动了工程技术的发展。
大学生方程式赛车比赛为工程专业学生提供了展示设计、技术和赛车技能的绝佳机会。对于苏黎世学术赛车俱乐部（AMZ 车队）来说，挑战创新极限早已不是新鲜事。每个赛季，他们都在努力设计和制造更快、更高效的电动赛车。对于他们的2024 赛季的赛车 Dufour，车队的目标是开发一种需要精密零件的新型悬挂系统。在这个了不起的项目中，Angst+Pfister 在支持AMZ 车队方面发挥了关键作用，专门为车队提供了定制的橡胶防撞装置，提高了赛车的驾驶性能和响应速度，同时保护赛车在不平坦的赛道上免受地面冲击。
在了解了AMZ 车队面临的挑战后，Angst+Pfister 提出了创新解决方案，这种合作伙伴关系在追求卓越工程学的过程中为学术界和工业界架起桥梁。
工程挑战：新颖的波浪弹簧减震系统
AMZ 车队的赛车 Dufour 采用了创新的悬挂设计，结合了机械和液压元件，以提供出色的平台稳定性和牵引力。该系统包括两个波形弹簧减震器：一个在前，一个在后。这种设置允许对悬挂性能进行更多的单独控制，同时保持较高的刚度，使其在竞争激烈的大学生方程式赛车赛道上成为行驶的理想选择。
AMZ 面临的挑战是确保悬挂系统能够调整到最佳性能，并提供足够的保护。赛车的设计要尽可能贴近地面，以最大限度地提高下压力和牵引力，但同时也增加了地面撞击的可能性。尤其是在不平坦的赛道上，他们需要在波形弹簧减震器内安装一个橡胶防撞挡，以吸收突如其来的冲击负荷，避免金属与金属之间的硬接触。如果没有这个部件，赛车就有可能失去牵引力或出现突然的驾驶不稳定或硬件故障，从而导致比赛失败。
高质量的防撞装置对于保护赛车免受地面碰撞至关重要，因为地面碰撞可能会提前结束比赛。然而，要在悬挂总成的有限空间内找到一个既能满足严格的非线性刚度要求，又能符合要求的部件是一项复杂的挑战。
具体需求
AMZ 车队需要一个既有专业技术又有制造能力的合作伙伴来设计定制的橡胶防撞块，该防撞块能够
- 提供所需的非线性刚度，使赛车尽可能贴近地面，确保驾驶员的精确控制，同时防止地面冲击。
- 适合悬挂系统的狭小空间。
- 及时交付，以便进行测试和性能调整，这对赛车在赛季前取得成功至关重要。
昂思菲特的解决方案：定制设计的防撞装置
在之前的项目中，昂思菲特曾为AMZ车队提供过支持，是车队值得信赖的合作伙伴。昂思菲特的工程专家与AMZ密切合作，了解新悬挂系统的具体要求。他们提出了一种定制设计的防撞杆，该防撞杆适合他们的组装，并满足AMZ要求的刚度曲线，为Dufour的独特需求提供了量身定制的解决方案。
昂思菲特提供了以下服务
- 定制橡胶设计：防撞垫采用简单且经济的设计，可快速制作原型并进行测试。它专为满足悬挂系统所需的特定尺寸而设计，最大高度为15至20毫米，直径为30毫米。
- 非线性刚度：防撞杆的设计旨在提供渐进式刚度。在低刚度（50 N/mm）下线性移动5mm后，部件将逐渐产生更硬的响应，达到几千牛顿的峰值力，以吸收重大冲击并防止地面碰撞。
- 多个原型： 为了确保理想性能，昂思菲特提供了三种硬度不同的防撞杆，让AMZ在原型试验期间测试并选择最佳方案。这种灵活性使团队能够微调汽车性能和悬挂行为。
- 精确制造和及时交付：昂思菲特利用其制造合作伙伴网络在两个月内交付了防撞杆，确保它们及时准备好，以纳入汽车的生产计划和测试阶段。
合作与卓越工程
防撞块的成功开发是Angst+Pfister和AMZ 车队密切合作的结果。Angst+Pfister在橡胶设计方面的深厚知识和在防震部件方面的专业技能是开发出符合AMZ严格标准的解决方案的关键。
整个过程包括
- 早期咨询： Angst+Pfister的工程师在苏黎世创新园（IPZ）与AMZ的团队会面，讨论需求，在车间观看以往赛季的赛车，并就橡胶的性能提出见解，以实现最佳的部件性能。
- 虚拟设计和仿真： Angst+Pfister使用先进的设计工具模拟防撞装置的性能，确保产品在生产前满足AMZ的刚度要求。
- 微调： 为了最大限度地提高灵活性，Angst+Pfister提供了三种不同硬度的缓冲器。缓冲器的啮合点也可通过垫片进行调整，从而使 AMZ 能够修改保险杠的起点，并进一步调整刚度。
实际性能和结果
事实证明，Angst+Pfister 定制的防撞块在本赛季的比赛中发挥了至关重要的作用。据 AMZ 车队首席执行官 Samuel Vonder Mühll 称，防撞块不仅能保护赛车免受地面冲击，还能增强车辆的驾驶动力。即使在德国大学生方程式（FSG）赛道上，高达 7g 的垂直力也经常导致其他车队出现硬件故障。
Vonder Mühll 强调了防撞块的成功：
“防撞块的性能完全满足了我在设计阶段的期望，既提高了驾驶性能的可调性，又提供了硬件保护。多亏了防撞块，我们的赛车才能轻松地经受住每一次撞击"。
结论： 创新合作伙伴关系
Angst+Pfister支持AMZ车队开发定制的橡胶防撞块，证明了产学合作在推动工程创新方面的价值。Angst+Pfister通过提供其工程专业知识、设计能力和制造资源，使AMZ车队能够制造出最先进的悬挂系统，从而提高了2024赛季赛车Dufour的性能和耐用性。
这一合作不仅有助于AMZ车队在赛道上取得成功，也彰显了Angst+Pfister致力于支持下一代工程师的承诺。通过与苏黎世创新园的学生项目建立密切联系，Angst+Pfister继续展示其作为工程和教育领域理想合作伙伴的角色。
对于工程师来说，这次合作的主要收获是精密工程、定制解决方案的重要性，以及合作伙伴关系在应对复杂挑战、推动创新和在大学生方程式赛车等高性能应用领域取得卓越成就方面的力量。
图片来源： 图片由 AMZ Racing (www.amzracing.ch) 提供。保留所有权利。
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