Die 1952 gegründete Nihon University Engine Association begann als Club mit Schwerpunkt Automobilforschung und arbeitete in den ersten Jahren mit großen Automobilherstellern zusammen. In den 1980er-Jahren stieg der Motorsport-Wettbewerb an. Die Vereinigung begann mit der Teilnahme an Öko-Meilen-Herausforderungen – Wettbewerbe, um zu sehen, wer mit einem einzigen Liter Benzin am weitesten fahren konnte – sowie an Freiwilligen-Rallye-Veranstaltungen. Bis 2000 und 2001 hatten sie ihre Ziele höher gesetzt und mit der renommierten US Formula SAE mit kundenspezifischer Schalenfertigung und Aluminiumrahmenkonstruktion angetreten.

Heute erhält die Engine Association im Rahmen der Studentenprojektinitiative „Future Doctor Workshop“ der Universität institutionelle Unterstützung, einschließlich Finanzierung und dediziertem Arbeitsplatz. Diese Unterstützung hat es ihnen ermöglicht, seit dem ersten Wettbewerb 2003 an jeder Veranstaltung der japanischen Studentenformel teilzunehmen – eine Leistung, die nur eine Handvoll Universitätsteams erzielt haben. In diesem Artikel setzen wir uns mit Herrn Iki von der Nihon University Engine Association zusammen, um zu erfahren, wie der Flir T540 seinem Team hilft, höhere Ranglisten in der Rennwagenentwicklung zu erreichen.

Herr Iki von der Nihon University Engine Association

Die Bedeutung des Aufbaus von Erfahrungen und der Erfassung von Daten mit realen Fahrtests von entwickelten Maschinen

Die Reise der Nihon University Engine Association war nicht immer reibungslos. Jahrelang hatten sie Schwierigkeiten, die Rangliste auf dem 50. Platz zu halten. Eine umfassende Projektüberholung hat jedoch ihre Leistung verändert. In jüngster Zeit wurden sie immer wieder unter die Top 20 gedrängt, mit beeindruckenden Plätzen auf dem 19., 26. und 16. Platz. Dieser Turnaround beruht auf einer gestärkten Teameinheit und wertvoller Unterstützung von Absolventen. Selbst während der COVID-Pandemie, als viele Programme ausfielen, behielten sie ihren technischen Vorteil und ihren Wettbewerbsgeist bei.

„Der Einstieg in die Elite-Stufe erfordert ein umfassendes Engagement für die Entwicklung von Rennwagen und Komponententechnik sowie umfangreiche Testfahrten“, erklärt Iki. 

Die Kluft zwischen Schulen der Spitzen- und Mittelstufe kommt oft zum Nachverfolgen der Zeit. Es gibt einfach keinen Ersatz für reale Erfahrungen und Datenakkumulation. Der aktuelle Rennwagen des Teams spiegelt seinen ehrgeizigen Ansatz wider: Er verfügt über ein hochentwickeltes Federungssystem (POU), das zur Steuerung der Fahrwerkswalze entwickelt wurde, kombiniert mit einer Hochleistungs-Motorabstimmung, die die Leistungsgrenzen überschreitet. 

Das Rennwagen-Chassis der Engine Association.

Ein Vorteil, den das Team hatte, war der Zugriff auf eine professionelle 464 x 348-Flir T540-Thermokamera. Zunächst plante Herr Iki, den Flir T540 für die Reifentemperaturanalyse zu verwenden, insbesondere zur Optimierung der Sturzwinkel (Foto 3) und der Bremssystemüberwachung. Bald entdeckte er jedoch den unerwarteten Wert der Kamera in Engine-Tuning-Anwendungen. 

Hintere rechte (oben) und vordere linke (unten) Reifen vor und nach dem Fahren.

Eine gleichmäßige Wärmeverteilung weist auf eine ordnungsgemäß optimierte Einrichtung hin.

Konzentration auf die Beziehung zwischen Leistungsabgabe und Temperaturänderungen der Abgasanlage – Videoanalyse der Abgasanlage

„Produktionsfahrzeuge sind mit Sicherheitsmargen für alltägliche Fahrbedingungen konzipiert, aber Rennwagenmotoren arbeiten nach völlig anderen Prinzipien. Leistung ist alles“, erklärt Iki. „Das Vorantreiben des Verbrennungszeitpunkts des Luft-Kraftstoff-Gemischs kann die Leistung steigern, aber wenn es zu früh eingestellt wird, kann es zu Klopfen führen, was im schlimmsten Fall zum Motorausfall führen kann. Auf der anderen Seite, wenn der Verbrennungszeitpunkt zu konservativ ist, wird Energie als Wärme verschwendet, anstatt in nutzbare Leistung umgewandelt zu werden. Die Auswirkungen von Zündzeitpunkteinstellungen können als numerische Werte auf die Leistungskurve eines Fahrwerksprüfstands gesehen werden. Wenn wir jedoch Videoaufnahmen von Temperaturänderungen im Abgassystem analysiert und mit den Leistungsdaten verglichen haben, stimmten die Ergebnisse perfekt mit der Leistungskurve überein.“

Flir T540 Professional Wärmebildkamera

Die Flir T540 ist eine Hochleistungskamera für fortschrittliche Forschung und Entwicklung, aber in Kombination mit der optimierten Analysesoftware Thermal Studio Pro können Teams schnell und intuitiv Messergebnisse direkt vor Ort erhalten.

Mit Blick auf die Zukunft plant die Engine Association die Entwicklung einer maßgeschneiderten Ölwanne, um den Schwerpunkt des Fahrzeugs zu senken. Zu diesem Zeitpunkt wird der Flir T540 auch eine Schlüsselrolle bei der Überprüfung spielen, ob die Kühlleistung des Motors ausreicht.

Temperatur des Auspufftopfverteilers, Einstellung der Zeit vor und nach der Zündung.

Nachdem der Zündzeitpunkt eingestellt wurde, nahm die Temperatur des Schalldämpferverteilers ab, was darauf hinweist, dass die Abgase effektiver in nutzbare Leistung umgewandelt wurden.

Auspufftopftemperatur und Zeitreihentemperaturdaten des Verteilers.

Herr Iki merkte an, dass der Flir T540 nicht nur für die Motorabstimmung, sondern auch für die Beurteilung der Wärmeableitungsleistung nützlich ist. Durch den Vergleich von Wärmebildern der Schalldämpferoberfläche vor und nach dem Auftragen von HDP – einer Hochleistungsbeschichtung, die entwickelt wurde, um die Oberfläche zu vergrößern und die Wärmeableitung zu verbessern – wurde die Wirksamkeit der Beschichtung mit dem Flir T540 klar demonstriert. 

Schalldämpfer vor und nach HDP-Beschichtung.

Die Temperaturen wurden nach identischen Fahrlasten gemessen. Im Maschenbereich wurde nach dem Auftragen der Beschichtung ein Anstieg der Wärmeableitungstemperatur um ca. 8°C beobachtet.