機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大學(xué)生方程式混合動力電動賽車設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車設(shè)計(jì) 2013年 5 月30 日大學(xué)生方程式混合動力電動賽車設(shè)計(jì)摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我進(jìn)行了大學(xué)生方程式混合動力電動賽車的總體設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，主要運(yùn)用了對比分析的方法，各項(xiàng)參數(shù)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和ug、matlab等進(jìn)行優(yōu)化。我根據(jù)2012年大學(xué)生方程式汽車大賽規(guī)則確定了賽車整體布置方案，并進(jìn)行論證與分析，初步確定混合動力電動賽車主要參數(shù)。通過計(jì)算與對比，確定發(fā)動機(jī)型號和電動機(jī)型號,并確定其混合形式并聯(lián)式。初選傳動系最大傳動比、最小傳動比。我設(shè)計(jì)中使用ug8.0三維軟件對各個(gè)零部件總成進(jìn)行建模和整體裝配，并進(jìn)行懸架、轉(zhuǎn)向的運(yùn)動干涉分析。利

2、用發(fā)動機(jī)動力特性曲線和電動機(jī)動力特性曲線特點(diǎn)，用matlab軟件繪制出混合動力電動賽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖、加速度曲線圖等，并詳細(xì)計(jì)算混合動力電動賽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。利用ug8.0進(jìn)行導(dǎo)出混合動力電動賽車總體布置二維工程圖，并制成總體參數(shù)表，并將純發(fā)動機(jī)賽車與此次混合動力電動賽車進(jìn)行對比分析。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，了解和掌握了對汽車進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的步驟和方法，并且使我認(rèn)識到混合動力汽車的發(fā)展前景。鞏固了本專業(yè)的所學(xué)的專業(yè)知識，增強(qiáng)了搜集資料、整合資料的能力，這些將為我畢業(yè)以后從事汽車設(shè)計(jì)工作打下良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：混合動力電動賽車，參數(shù)確定，總布置，動力性，經(jīng)濟(jì)性formula student hy

3、brid racing designabstractmy graduation design is the overall design of the formula hybird racing. i used the contrast analysis method mainly in the design, through optimizing the parameters optimization design and optimization of ug matlab, etc. equation overall layout of the car, and the demonstra

4、tion and analysis, the main parameter is determined primarily racing. through calculation and comparison, sure engine type, primaries drivetrain maximum transmission ratio, minimum transmission.the intermediate stage, we design ug8.0 3d software used in various parts of assembly for modeling and who

5、le assembly, and suspension, steering movement interference analysis. use of engine power characteristic curve characteristic, matlab software mapped drive car driving forces - resistance balance figure, acceleration curve, and etc, and detailed calculation racing fuel economy.the final stages ug8.0

6、 are derived by car, general layout, and two-dimensional engineering graphics overall parameter table, and made the first generation and the second generation racing cars are compared and analyzed. for considering the actual production of may change suspension, frame and steering parts, obligate sch

7、eme.through the graduation design, i understand and master the overall design of car of the steps and method, the professional knowledge of professional knowledge, enhance the data collection and integration of information, these ability after my graduation will be engaged in car design lay a good f

8、oundation for the job.key words: hybrid racing, parameter identification，general arrangement, the car power, econom符號說明ma 汽車總質(zhì)量 kgv 最高車速km/hl 軸距 mmb1 前輪距 mmb2 后輪距 mmr 最小轉(zhuǎn)彎半徑mmhg 滿載時(shí)質(zhì)心高度mmhg 空載時(shí)質(zhì)心高度mmd 輪胎直徑mmb 輪胎寬度mmp 輪胎氣壓mpa 汽車迎風(fēng)面積 f 滾動阻力系數(shù) 空氣阻力系數(shù) 驅(qū)動橋主減速比 變速器傳動比 汽車行駛使的空氣阻力 變速器擋傳動比 車輪與路面的附著力 汽車總質(zhì)量 汽車

9、行駛速度 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩 為克服滾動阻力所消耗的功率 輪胎與路面的附著系數(shù) 傳動系效率 是百公里油耗目 錄第一章 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車總體概況11.1 混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀11.2大學(xué)生方程式混合動力電動賽車發(fā)展現(xiàn)狀21.3 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車電動總體設(shè)計(jì)概述31.3.1汽車設(shè)計(jì)的規(guī)律、決策與設(shè)計(jì)過程31.3.2 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車主要技術(shù)要求41.3.3 本次混合動力電動賽車動力性設(shè)計(jì)目標(biāo)41.3.4 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車項(xiàng)目意義5第二章 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車總體設(shè)計(jì)62.1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)62.2 賽車目標(biāo)參數(shù)的初步確定72.2.1 發(fā)動動機(jī)的選擇82

10、.2.2 電動機(jī)的選擇92.2.3 輪胎的選擇92.2.4 傳動系最小傳動比的確定102.2.5 傳動系最大傳動比的確定112.3 混合動力電動賽車發(fā)動機(jī)和電動機(jī)選型122.4 混合動力電動賽車主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定132.4.1 尺寸參數(shù)132.4.2 質(zhì)量參數(shù)142.4.3 性能參數(shù)152.5 賽車各系統(tǒng)設(shè)計(jì)182.5.1 懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)182.5.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)192.5.3 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)192.5.4 電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)222.5.5 車身設(shè)計(jì)232.5.6 車架設(shè)計(jì)24第三章 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車動力性與經(jīng)濟(jì)性253.1 汽車的動力性253.1.1 動力性的評價(jià)指標(biāo)253.1.2驅(qū)動力

11、行駛阻力圖253.1.3 汽車的加速能力283.1.4 動力特性圖293.1.5 功率平衡313.2 燃油經(jīng)濟(jì)性32第四章 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車總體布置344.1整車布置的基準(zhǔn)線（面）-零線的確定344.2各部件的布置344.3總體設(shè)計(jì)參數(shù)表37第五章 結(jié) 論39參考文獻(xiàn)40致 謝41 第一章 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車總體概況混合動力汽車（hybrid electric vehicle, hev）是指車輛驅(qū)動系由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動系聯(lián)合組成的車輛，車輛的行駛功率依據(jù)實(shí)際的車輛行駛狀態(tài)由單個(gè)驅(qū)動系單獨(dú)或共同提供，當(dāng)前復(fù)合動力汽車一般是指內(nèi)燃機(jī)車發(fā)電機(jī)，再加上蓄電池的汽車。

12、因各個(gè)組成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多種分類形式?；旌蟿恿囕v的節(jié)能、低排放等特點(diǎn)引起了汽車界的極大關(guān)注并成為目前汽車研究與開發(fā)的一個(gè)重點(diǎn)。formula sae 賽事的主要參與者通常都是來自高校的學(xué)生組成的車隊(duì)?，F(xiàn)在在美國、歐洲和澳大利亞每年都會舉辦formula sae 比賽。formula sae 賽事正在如火如荼的進(jìn)行，而他們動力形式還采用純發(fā)動機(jī)形式，隨著混合動力的發(fā)展，為了面向未來汽車行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在又提出了應(yīng)用另一種動力形式的賽車混合動力電動賽車。這又向年輕的工程師們提供了一個(gè)參與有意義的綜合項(xiàng)目的機(jī)會。由參與的學(xué)生負(fù)責(zé)管理整個(gè)項(xiàng)目，包括時(shí)間節(jié)點(diǎn)的安排，做預(yù)算以及成本

13、控制、設(shè)計(jì)、采購設(shè)備、材料、部件以及制造和測試。1.1 混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀從目前世界范圍內(nèi)的整個(gè)形勢來看，日本是電動汽車技術(shù)發(fā)展速度最快的少數(shù)幾個(gè)國家之一，特別是在發(fā)展混合動力汽車方面，日本居世界領(lǐng)先地位。目前，世界上能夠批量產(chǎn)銷混合動力汽車的企業(yè)，只有日本的豐田和本田兩家汽車公司。1997年12月，豐田汽車公司首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力轎車prius。到2012年時(shí)，其所有的車型將全部裝上混合動力發(fā)動機(jī)。豐田汽車公司在實(shí)現(xiàn)混合動力系統(tǒng)的低能耗、低排放和改進(jìn)行駛性能方面已經(jīng)走在了世界的前列。而美國和歐洲各國對混合動力汽車也慢慢的重視起來，現(xiàn)在美國三大公司也相繼出產(chǎn)了

14、自己的混合動力汽車。圖1-1 混合動力汽車目前我國各大汽車集團(tuán)都在進(jìn)行混合動力電動汽車研發(fā)，多數(shù)以混合動力電動客車為主，這種研發(fā)方向符合我國國情，有利于我國電動汽車的研究發(fā)展。一汽研發(fā)的紅旗hq3于2006年投產(chǎn)；東風(fēng)集團(tuán)的混合動力公交車已于2005年7月完成最終產(chǎn)品定型樣車試驗(yàn)并通過驗(yàn)收；長安集團(tuán)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的羚羊混合電動車已產(chǎn)出樣車，其裝備混合動力技術(shù)的長安cv9已經(jīng)下線；奇瑞集團(tuán)成立了國家節(jié)能環(huán)保汽車工程技術(shù)研究中心，將在2006年下半年重點(diǎn)推出第一自主品牌真正意義上的混合動力車，代號為“bsg”的混合動力車；吉利集團(tuán)旗下的上海華普汽車已與同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院簽署合作協(xié)議，預(yù)計(jì)3年內(nèi)

15、完成混合動力轎車商業(yè)化生產(chǎn)；深圳五洲龍汽車有限公司也表示，中國規(guī)模最大、投放車輛最多的混合動力示范運(yùn)營線路即將在深圳市龍崗區(qū)開通。而廣州本田更是緊跟豐田的步伐，于2006年中下旬推出國產(chǎn)雅閣混合動力車。上汽集團(tuán)與通用簽署協(xié)議，將聯(lián)手開發(fā)混合動力轎車和公交客車。來自中興汽車的消息，中興汽車與美國在“汽車混合動力技術(shù)、轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)技術(shù)及飛行汽車技術(shù)”等方面有著雄厚的技術(shù)實(shí)力的梅爾萊普頓集團(tuán)簽訂了合作意向書，正式介入“油汽混合動力技術(shù)”領(lǐng)域。與此同時(shí)，新能源汽車作為未來汽車的主要發(fā)展方向，國家一向給予支持和鼓勵。如汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、“十一五”汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃等政策和文件都鼓勵清潔汽車、代用燃料及汽車節(jié)

16、油技術(shù)的發(fā)展。1.2大學(xué)生方程式混合動力電動賽車發(fā)展現(xiàn)狀從2010年開始，大學(xué)生sae方程式賽車比賽在美國、英國、澳洲、日本、意大利、德國、巴西、敘利亞等國家，不但深受汽車行業(yè)者矚目，而且廣受機(jī)械工程學(xué)生的歡迎。在美國每年吸引將近140支來自世界各地的隊(duì)伍參加比賽；日本2006年前才開始舉辦，馬上風(fēng)靡了50余所大學(xué)參與；在歐洲也有70隊(duì)以上的學(xué)校每年相互競技。全世界已有數(shù)百隊(duì)大學(xué)生車隊(duì)，每年打造一輛新車互較高下。而這些車隊(duì)中還很少有混合動力電動賽車的參賽，在去年滑鐵盧大學(xué)制造了他們的第一輛混合動力方程式賽車準(zhǔn)備用此參賽，這拉開了混合動力電動賽車比賽的序幕。隨著混合動力汽車的發(fā)展和受人的矚目，和

17、它逐漸在大學(xué)生方程式賽車陣營中的亮相，已經(jīng)受到了各界的關(guān)注，以及現(xiàn)在方程式賽車對汽車動力性和經(jīng)濟(jì)性的要求越來越高，混合動力方程式賽車就成了解決這一問題的需求。隨著賽事的發(fā)展另一種動力形式的混合動力方程式賽車必將成為受人矚目的國際賽事。2010年，第一屆中國大學(xué)生方程式汽車大賽（formula sae china簡稱fsc）與上海舉辦。此次大賽是中國汽車工程學(xué)會及其合作會員單位，在學(xué)習(xí)和總結(jié)美、日、德等國家相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，精心打造的一項(xiàng)全新賽事。我校河洛風(fēng)賽車隊(duì)在參賽的兩屆比賽中都取得了優(yōu)異的成績，也為中國fsae的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，本課題就是結(jié)合賽事的發(fā)展，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出我

18、校的第一輛混合動力電動賽車，以此迎接中國大學(xué)生方程式混合動力汽車大賽的到來。1.3 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車總體設(shè)計(jì)概述1.3.1汽車設(shè)計(jì)的規(guī)律、決策與設(shè)計(jì)過程汽車設(shè)計(jì)尤其是對賽車的設(shè)計(jì)，是根據(jù)賽車的使用要求而提出的整車參數(shù)與性能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算的，顯然，那只能從宏觀入手，即從整車的總體設(shè)計(jì)開始，然后通過總體設(shè)計(jì)的分析與計(jì)算，將整車參數(shù)和性能指標(biāo)分解為有關(guān)總成的參數(shù)和功能后，再進(jìn)行總成和部件設(shè)計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行零件甚至某一更細(xì)微的局部設(shè)計(jì)與研究。汽車設(shè)計(jì)過程一般分為1、調(diào)查與初始決策；2、總體方案設(shè)計(jì)；3、繪制總布置草圖；4、車身造型設(shè)計(jì)及繪制車身布置圖；5、編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書 ； 6、汽車的總布置設(shè)計(jì)

19、；7、總成設(shè)計(jì)；8、試制、試驗(yàn)、定型。1.3.2 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車主要技術(shù)要求1、賽車式樣：賽車必須車輪外露和座艙敞開（方程式賽車式樣），并且四個(gè)車輪不能在一條直線上。2、車身：除了駕駛艙必須開口以外，從賽車最前端到主防滾架（或者防火墻）的這段空間里，不允許車身有其他的開口。允許在前懸架的零件處有微小的開口。3、軸距：賽車的軸距必須至少為1525mm（60 英寸）。軸距是指在車輪指向正前方時(shí)同側(cè)兩車輪的接地面中心點(diǎn)之間的距離。4、輪距：賽車較小的輪距（前輪或后輪）必須不小于較大輪距的75%。5、可視性：技術(shù)檢查表格上的所有條目必須在不借助工具（比如內(nèi)窺鏡或是鏡子）的情況下清楚地呈現(xiàn)

20、給技術(shù)檢查官。呈示時(shí)可以通過拆卸或移動車身板件來實(shí)現(xiàn)。1.3.3 本次混合動力電動賽車動力性設(shè)計(jì)目標(biāo)本次賽車設(shè)計(jì)與以往賽車設(shè)計(jì)相比動力配置不再是只有發(fā)動機(jī)而是發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的混合動力。混合動力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性能高，而且行駛性能優(yōu)越，混合動力汽車的發(fā)動機(jī)要使用燃油，而且在起步、加速時(shí)，由于有電動馬達(dá)的輔助，所以可以降低油耗，簡單地說，就是與同樣大小的汽車相比較，燃油費(fèi)更低。而且，輔助發(fā)動機(jī)的電動馬達(dá)可以在啟動的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的動力，因此，車主可以享受更強(qiáng)勁的起步、加速。同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)混合動力驅(qū)動的聯(lián)結(jié)方式，混合動力系統(tǒng)主要分為以下三類：一是串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。串聯(lián)式混合動

21、力系統(tǒng)一般由內(nèi)燃機(jī)直接帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機(jī)轉(zhuǎn)化為動能，最后通過變速機(jī)構(gòu)來驅(qū)動汽車。在這種聯(lián)結(jié)方式下，電池就象一個(gè)水庫，只是調(diào)節(jié)的對象不是水量，而是電能。電池對在發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量和電動機(jī)需要的能量之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證車輛正常工作。二是并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)既可以同時(shí)協(xié)調(diào)工作，也可以各自單獨(dú)工作驅(qū)動汽車。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復(fù)雜的路況。該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單、成本低。三是混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)的特點(diǎn)在于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機(jī)械變速機(jī)

22、構(gòu)，兩套機(jī)構(gòu)或通過齒輪系，或采用行星輪式結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系。與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的功率輸出和電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。此聯(lián)結(jié)方式系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。 據(jù)上所述，此次混合動力電動賽車就是采用混合動力并聯(lián)式，該聯(lián)結(jié)方式結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且能夠完成賽車規(guī)則內(nèi)所需要的所有賽程，且動力性經(jīng)濟(jì)性都有顯著的提高。1.3.4 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車項(xiàng)目意義目前，中國汽車工業(yè)已處于大國地位，但還不是強(qiáng)國。從制造業(yè)大國邁向產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國已成為中國汽車人的首要目標(biāo)，而人才的培養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國目標(biāo)的基礎(chǔ)保障之一。大學(xué)生方程式混合動力電動賽車

23、活動將以院校為單位組織學(xué)生參與，賽事組織的目的主要有：一是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)、制造能力、成本控制能力和團(tuán)隊(duì)溝通協(xié)作能力，使學(xué)生能夠盡快適應(yīng)企業(yè)需求，為企業(yè)挑選優(yōu)秀適用人才提供平臺；二是通過活動創(chuàng)造學(xué)術(shù)競爭氛圍，為院校間提供交流平臺，進(jìn)而推動學(xué)科建設(shè)的提升；大賽在提高和檢驗(yàn)汽車行業(yè)院校學(xué)生的綜合素質(zhì)，為汽車工業(yè)健康、快速和可持續(xù)發(fā)展積蓄人才,增進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研三方的交流與互動合作等方面具有十分廣泛的意義。毫無疑問，對于對汽車的了解僅限于書本和個(gè)人駕乘體驗(yàn)的大學(xué)生而言，組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)一輛純粹而高性能的賽車并將它制造出來，是一段極具挑戰(zhàn)，同時(shí)也受益頗豐的過程。在天馬行空的幻想、大腦一片空白的開始、興奮

24、的初步設(shè)計(jì)、激烈的爭執(zhí)、毫無方向的采購和加工、無可奈何的妥協(xié)、令人抓狂的一次次返工、絞盡腦汁的解決難題之后，參與者能獲得的不僅僅是catia ug ansys以及焊接、定位、機(jī)加工技能,更有汽車工程師的基本素養(yǎng)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，管理和運(yùn)營整個(gè)團(tuán)隊(duì)讓未來的企業(yè)管理者接受了一次難度十足的鍛煉。fsae賽事也給了汽車廠商發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才和創(chuàng)意想法的機(jī)會。第二章 大學(xué)生方程式混合動力電動賽車總體設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)目標(biāo)總體設(shè)計(jì)目的是制造一輛安全可靠、各方面性能均衡、有良好駕駛特性、調(diào)整方便并且足夠快的賽車?？煽啃钥梢源_保測試階段的順利進(jìn)行，同時(shí)可以保證完成在競賽中的所有比賽項(xiàng)目。一輛平衡和駕駛特性

25、良好的賽車會讓車手更有信心，這能有效提高所有動態(tài)項(xiàng)目中最快圈速，這對經(jīng)驗(yàn)不足的新車手特別重要。此次整車布局在方程式典型的開放式發(fā)動機(jī)中置后驅(qū)基礎(chǔ)上再加入輪轂電機(jī)后輪驅(qū)動布局。其基本結(jié)構(gòu)主要包含以下系統(tǒng)：1、車架及車身主要包括車輛的承載部分、防滾架和外殼以及蒙皮。主要部件包括：各種踏板、變速桿（換檔桿）及相關(guān)連接線、桁架、車身材料、車身附件、底板、定風(fēng)翼、各種安裝基座、連接緊固件等。2、動力總成和傳動系統(tǒng)主要部件包括：發(fā)動機(jī)、輪轂電機(jī)、離合器、變速箱、進(jìn)/排氣歧管、消音器、空氣濾清器、渦輪/機(jī)械泵增壓器、化油器/節(jié)氣門體、發(fā)動機(jī)座、機(jī)油濾清器、火花塞、燃油噴射系統(tǒng)、燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、燃

26、油管路、散熱器、冷卻液管路、散熱器風(fēng)扇、軟管夾、機(jī)油冷卻器、傳動鏈/帶、點(diǎn)火線圈/高壓錢、驅(qū)動軸、差速器基座、鏈輪/皮帶輪、差速器軸承、差速器、萬向節(jié)、保護(hù)罩、連接緊固件等。3、懸架系統(tǒng)主要部件包括：減震器、彈簧、懸架機(jī)械系統(tǒng)、拉/挺桿、桿端球頭、前/后a 臂或同等結(jié)構(gòu)、前/后支柱、直角杠桿/換向機(jī)構(gòu)、連接緊固件等。4、制動系統(tǒng)主要部件包括：制動管線、制動塊、卡鉗、液壓缸/泵、制動盤、平衡桿、比例閥、連接緊固件等。5、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要部件包括：轉(zhuǎn)向齒條/齒輪、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷、方向盤、轉(zhuǎn)向橫拉桿、方向盤快速釋放機(jī)構(gòu)，連接緊固件等。6、車輪主要部件包括：輪輞、帶耳螺母、輪胎、氣門嘴、車輪平衡塊、輪轂軸承

27、、前/后輪轂、車輪安裝螺栓、連接緊固件等。7、儀表、配線和附件主要部件包括：轉(zhuǎn)速表、hcu/發(fā)動機(jī)和輪轂電機(jī)電子控制系統(tǒng)、車載計(jì)算機(jī)、束線/接口、機(jī)油壓力表、儀表板、熄火鎖止開關(guān)、保險(xiǎn)絲、剎車燈、啟動機(jī)電磁開關(guān)、指示燈、蓄電池、繼電器、啟動開關(guān)、水溫表、連接緊固件等。8、其他主要部件包括：座椅、車載滅火系統(tǒng)、安全帶、車架/車身涂裝、防火隔板、后視鏡、安全護(hù)罩、頭枕/約束保護(hù)等。2.2 賽車目標(biāo)參數(shù)的初步確定經(jīng)過對以往賽車分析及其在比賽中反饋的種種信息，初定此次賽車主要參數(shù)。具體參數(shù)如下表2-1 混合動力電動賽車主要參數(shù)初選外廓尺寸長寬 高輪距2645mm1660mm1115mm 軸距 1680

28、mm 整車整備質(zhì)量 350kg前輪距b1后輪距b2最高車速離地間隙1395mm1660mm150km/h50mm2.2.1 發(fā)動動機(jī)的選擇1、發(fā)動機(jī)最大功率根據(jù)做設(shè)計(jì)汽車應(yīng)達(dá)到的最高車速（km/h），用下式估算發(fā)動機(jī)最大功率（發(fā)動機(jī)功率滾動阻力功率+空氣阻力功率） （2-1）式中：發(fā)動機(jī)最大功率（kw) 傳動系效率（變速器、傳動軸、萬向節(jié)、主減速器）， w汽車總重量（n) n 滾動阻力系數(shù)，=0.012 最高車速，初選=150km/h 空氣阻力系數(shù)，賽車一般取0.2-0.4，初選=0.25 汽車正面投影面積（），取前輪距b1總高h(yuǎn)， 得 2、發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速確定用下式計(jì)算確定 （2-2）

29、式中，為最大轉(zhuǎn)矩（） 為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加到發(fā)動機(jī)外特性曲線自動增加轉(zhuǎn)矩的能力。初選=1.05。 為最大功率對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，乘用車汽油機(jī)一般在3000-7000r/min，作為賽車，最大功率轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于乘用車，初選=7000r/min。 得=32.17 3、發(fā)動機(jī)適應(yīng)性系數(shù)發(fā)動機(jī)適應(yīng)性系數(shù)，表示發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)行駛工況的程度，值越大，說明發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性越好。采用值大的發(fā)動機(jī)可以減少換擋次數(shù)，減輕賽車手疲勞，減少傳動系的磨損和降低油耗。通常，汽油機(jī)取1.21.4，柴油機(jī)取1.22.6。2.2.2 電動機(jī)的選擇電動機(jī)的功率pepe電動機(jī)最大功率（kw) 傳動系效率（變速器、傳動軸、萬向

30、節(jié)、主減速器）， w汽車總重量（n) n 滾動阻力系數(shù)，=0.012 vc純電動車速，初選vc=100 km/h 空氣阻力系數(shù)，賽車一般取0.2-0.4，初選=0.25 汽車正面投影面積（），取前輪距b1總高h(yuǎn)，pe=5.16kw查電子手冊選取的電機(jī)為綠驅(qū)超壓版電動汽車輪轂電機(jī)額定功率:1.8kw 最大功率：3.6kw額定扭矩：15 最大扭矩：302.2.3 輪胎的選擇1、輪胎的作用與影響輪胎與車輪用來支撐汽車，承受汽車重力，在車橋（軸）與地面之間傳力，駕駛?cè)藛T經(jīng)操縱轉(zhuǎn)向輪可實(shí)現(xiàn)對汽車運(yùn)動方向的控制。輪胎與車輪對汽車的許多重要性能，包括動力性、經(jīng)濟(jì)性、通過性、操縱穩(wěn)定性、制動性及行駛安全性和汽

31、車的承載能力都有影響。因此，選擇輪胎是很重要的工作。2、賽車輪胎與民用車輪胎區(qū)別民用車的車胎講究的是耐用性和可以全天候使用，不管冬天還是夏天，刮風(fēng)還是下雨都可以正常使用，而且壽命非常長，可達(dá)3萬公里或者更長。而賽車的輪胎，往往只能在特定的條件下使用，輪胎的溫度對摩擦力影響非常大，下雨天有下雨天專用的輪胎，干地有干地專用輪胎，而這些輪胎的壽命一般都只有幾十公里到幾百公里。賽車輪胎的橡膠會在達(dá)到工作溫度的時(shí)候變成半融化狀態(tài)，摩擦系數(shù)可以達(dá)到1.4，就像輪子上涂了膠水一樣把車粘在地上，不容易出現(xiàn)打滑，剎車距離也比民用輪胎短非常多。由此才可以將賽車的性能發(fā)揮到極致。而民用輪胎的摩擦系數(shù)通常都在1.0以

32、下，如果裝在賽車上使用，不僅重量非常重，而且極易出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，對賽車來說將是一種災(zāi)難。3、輪胎的選用國外的fsae基本上都使用以下幾個(gè)公司的輪胎：hoosier，goodyear和michelin（日本車隊(duì)大多使用bridgestone，但在歐美比賽中非常少見），這些輪胎均為小尺寸的低溫光頭熱熔胎（雨胎有花紋）。當(dāng)比賽中遇到下雨的天氣時(shí)，車隊(duì)會換上雨胎，雨胎的質(zhì)地非常軟，可以在低溫下仍然產(chǎn)生高摩擦力并且很好地排水，但是在干燥的路面上極易磨損，而且抓地力非常小。輪胎的更換在任何賽車中都是看點(diǎn)，fsae也同樣如此。所以各車隊(duì)不僅應(yīng)該選擇一套好的干胎，同樣需要選擇一套好的雨胎。在平時(shí)的測試中也應(yīng)該

33、多收集一些數(shù)據(jù)，以便在比賽發(fā)生天氣突變的情況下仍然使賽車性能最佳化。 輪胎初定錦湖雨胎，型號為180/530 r13,半徑260.5mm。輪輞初定為萬豐奧威f3 13x8 鋁合金輪輞。2.2.4 傳動系最小傳動比的確定初選傳動比 （2-3）設(shè)五擋為直接擋，則=1，則傳動系的最小傳動比等于主減速比。式中，為驅(qū)動輪的滾動半徑，； 為變速器最高檔傳動比，=1.0； 為發(fā)動機(jī)最大功率對應(yīng)轉(zhuǎn)速，=13000rpm； 為電動機(jī)最大功率對應(yīng)轉(zhuǎn)速，=1200rpm； 得，=（8.5110.66），我們初選=9。2.2.5 傳動系最大傳動比的確定傳動系最大傳動比為變速器i擋傳動比與主減速比的乘積。根據(jù)汽車行駛方

34、程式 （2-4）即 （2-5） （驅(qū)動力=滾動阻力+空氣阻力+坡度阻力+加速阻力）1、根據(jù)行駛阻力汽車爬坡時(shí)車速不高，空氣阻力與加速阻力可忽略，最大驅(qū)動力用來克服輪胎與地面的滾動阻力與坡度阻力。故 （2-6）式中：g作用在汽車上的重力，汽車質(zhì)量，重力加速度，=2352n；發(fā)動機(jī)和電動機(jī)嚙合最大轉(zhuǎn)矩，=65.954n.m；主減速器傳動比，=9； 傳動系效率。對于雙曲面主減速器，當(dāng)6時(shí)，取=90%， 6時(shí)，=85%。本賽車初選9.0，故=85%。所以 =85%96%=81.6%；車輪半徑，=0.2605m；滾動阻力系數(shù)，良好瀝青或混凝土路面，取0.01-0.018，初選=0.015；爬坡度。賽車主

35、要行駛于平直路面，對爬坡能力幾乎沒有要求，但是考慮到賽場條件與平時(shí)實(shí)際訓(xùn)練，初選=16.7。 所以=0.3872、根據(jù)驅(qū)動車輪與路面附著條件 （2-7）式中，為道路附著系數(shù)，在瀝青混凝土干路面，=0.70.8，取=0.8與實(shí)際情況向結(jié)合，我們選變速器=3.5。2.3 混合動力電動賽車發(fā)動機(jī)和電動機(jī)選型以往賽車都是純發(fā)動機(jī)，而對于此次賽車，我們是采用發(fā)動機(jī)和電動機(jī)的混合動力，我選擇的發(fā)動機(jī)為cbr600，是一款本田公路賽摩托車發(fā)動機(jī)，電選擇的電動機(jī)為綠驅(qū)超壓版電動汽車輪轂電機(jī)，他們主要參數(shù)如下：表2-2綠驅(qū)輪轂電機(jī)和cbr600發(fā)動機(jī)主要參數(shù)綠驅(qū)輪轂電機(jī)cbr600排量型式壓縮比最大凈功率最大扭

36、矩超壓，輪轂電機(jī)3.6kw/2000rpm30n.m/1600rpm599cc四缸，四沖程，電噴12.0:186kw/13000rpm65.954n.m/11000rpmcbr600發(fā)動機(jī)和超壓輪轂電機(jī)的混合動力與以往的純發(fā)動機(jī)相比不僅擁有了更好的動力性，而且賽車的經(jīng)濟(jì)性顯著提高。2.4 混合動力電動賽車主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定2.4.1 尺寸參數(shù)汽車的主要尺寸參數(shù)包括外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸等。1、外廓尺寸汽車的長、寬、高稱為汽車的外廓尺寸。對于賽車而言，賽車長度尺寸小些，賽車的整備質(zhì)量相應(yīng)減少，這對提高比功率、比轉(zhuǎn)矩和燃油經(jīng)濟(jì)性有利?？傞L等于軸距、前懸和后懸之和。它與軸距有下述關(guān)系：=l

37、/c，式中c為比例系數(shù)，其值在0.52-0.66之間，發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動汽車的c值約為0.52-0.56。賽車寬度由賽車手與車身造型決定，同時(shí)也應(yīng)保證布置下發(fā)動機(jī)、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。乘用車總寬ba與車輛總長之間有下述近似關(guān)系：ba=(la/3)+(19560)mm，對于賽車而言具有參考意義。影響賽車總高的因素有軸間底部離地高、地板及下步零件高和主環(huán)高度h等。2、軸距l(xiāng)軸距l(xiāng)對整備質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述指標(biāo)減小。此外，軸距還對軸荷分配、傳動軸夾角有影響。軸距過短時(shí)車廂長度不足或后懸過長：上坡或制動時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大使制動性和操縱

38、穩(wěn)定性變壞；縱向角振動增大平順性下降；傳動軸夾角增大。對于賽車而言，賽車更強(qiáng)調(diào)機(jī)動性，因此軸距應(yīng)適當(dāng)?shù)娜《桃恍?011年大賽規(guī)則規(guī)定賽車軸距不得小于1525mm。3、前輪距b1和后輪距b2改變汽車輪距b會影響賽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。增加倫軍則賽車寬度隨之增加，并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性好；但是汽車的總寬和總質(zhì)量及最小轉(zhuǎn)彎直徑等增加，并導(dǎo)致汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機(jī)動性變壞。乘用車總寬不得超過2.5米，輪距不宜過大。在選定的后輪距b1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動機(jī)、懸架和輪胎；前輪距要保證有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的

39、運(yùn)動間隙。4、前懸lf和后懸lr前懸尺寸lf對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野及其汽車造型等均有影響。增加前懸尺寸，減小了汽車的接近角，使通過性減低，并使賽車手視野變壞。后懸尺寸lr同樣影響汽車通過性，并取決于軸距和軸荷分配的要求。5、尺寸參數(shù)的初步確定經(jīng)過計(jì)算與分析，尺寸參數(shù)初定如表2-1：表2-1 尺寸參數(shù)初定外廓尺寸長寬 高輪距2645mm1660mm1115mm 軸距 1680mm 前輪距b1后輪距b2前懸lf后懸lr1395mm1660mm639.5mm260.5mm2.4.2 質(zhì)量參數(shù)1、整車整備質(zhì)量m0整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒

40、有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。整車整備質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段需估算確定。在日常工作中，搜集大量同類型汽車各總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合目標(biāo)車輛設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、工藝水平等初步估算各總成、部件的質(zhì)量，再累計(jì)構(gòu)成整車整備質(zhì)量。2、載質(zhì)量對于賽車而言，載質(zhì)量主要指的是賽車手質(zhì)量及其車手裝備質(zhì)量。載質(zhì)量越輕，賽車總質(zhì)量相對越輕。根據(jù)目前已購的賽手裝備，如賽手服、手套、頭盔、賽手鞋等，共計(jì)5kg，因此，同等駕駛水平下，賽車手質(zhì)量越輕，就越能發(fā)揮出賽車的優(yōu)良性能。3、質(zhì)量系數(shù) 質(zhì)量系數(shù)是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即=me/m0.該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝

41、水平，值越大，說明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。4、汽車總質(zhì)量ma 汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。對于此次賽車而言，賽車的總質(zhì)量ma等于整備質(zhì)量m0、載質(zhì)量me兩大部分組成，即ma=m0+me。5、軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車正在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對支撐平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。軸荷分配對輪胎壽命和汽車的許多使用性能如牽引性、通過性、操縱性、制動性等有影響，它主要受汽車的驅(qū)動形式、發(fā)動機(jī)的位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式和使用條件決定。6、質(zhì)量參數(shù)的初步確定經(jīng)過計(jì)算與分析，尺寸參數(shù)初定如表2-2：表2-2 軸荷分配表整車整備

42、質(zhì)量280kg裝載質(zhì)量總質(zhì)量軸荷分配70kg350kg空載前110后170滿載前175后1752.4.3 性能參數(shù)汽車的性能參數(shù)主要包括動力性參數(shù)、燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、通過性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、制動性參數(shù)、舒適性。一、動力性參數(shù)汽車動力性參數(shù)主要包括最高車速、加速時(shí)間t和、最大爬坡度（對于賽車可以不考慮）、比功率和比轉(zhuǎn)矩等。1、最高車速最高車速是指汽車滿載是在水平良好的路面（混凝土或?yàn)r青）所能達(dá)到的最高行駛速度。2、加速時(shí)間t汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大加速度加速到一定車速所用的時(shí)間，稱為加速時(shí)間。對于最高車速大于100km/h的汽車，加速時(shí)間常用加速到100k

43、m/h所需的時(shí)間來評價(jià)。在比賽中，賽車的加速能力將直接決定動態(tài)項(xiàng)目直線加速項(xiàng)目（賽車從靜止加速通過一段75米得平直路面）的成績。二、燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量（l/100km）來評價(jià)。該值越小，燃油經(jīng)濟(jì)性越好。三、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支撐平面上的軌跡圓的直徑，稱為汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑。用來描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。對于賽車而言，影響汽車的因素有汽車轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角越大，軸距越短，輪距越小，汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑越

44、小。對機(jī)動性要求高的汽車，應(yīng)取小些。四、通過性幾何參數(shù)總體設(shè)計(jì)要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過半徑等。五、操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車操縱穩(wěn)定性的評價(jià)參數(shù)較多，與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的有：1、 轉(zhuǎn)向特性參數(shù)為了保證良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定程度的轉(zhuǎn)向不足。通常用汽車以0.4的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差作為評價(jià)參數(shù)，此參數(shù)在13為宜。2、 車身側(cè)傾角 汽車以0.4的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3以內(nèi)較好，最大不允許超過7。3、制動前俯角為了不影響乘坐舒適性，要求汽車以0.4g的減速度制動時(shí)，車身前俯角不大于1.5。4、制動性參數(shù)

45、汽車制動性是指汽車在制動時(shí)，能盡可能短的距離內(nèi)保持方向穩(wěn)定，下長坡時(shí)能維持較低的安全車速并在一定坡度上長期駐車的能力。目前常用制動距離、平均制動減速度和行車制動的踏板力及應(yīng)急制動時(shí)的操縱力來評價(jià)制動效能。5、性能參數(shù)的初步確定經(jīng)過計(jì)算與分析，尺寸參數(shù)初定如表2-3、表2-4表2-5表2-6：表2-3 動力性參數(shù) 最高時(shí)速加速時(shí)間（100m）比功率比轉(zhuǎn)矩145km/h9s26kw42.8n/m 表2-4 通過性幾何參數(shù)最小離地間隙接近角離去角403.1790 表2-5 操縱特性參數(shù) 轉(zhuǎn)向特性參數(shù)車身側(cè)傾角制動前俯角1.35度3度1.3度表2-6 制動性參數(shù) 制動距離st平均制動減速度j行車制動的

46、踏板力應(yīng)急制動操縱力60m3.5s9.8m/s2600n2.5 賽車各系統(tǒng)設(shè)計(jì)大學(xué)生方程式混合動力電動賽車區(qū)別于民用車，和專業(yè)的f1、f3等專業(yè)賽車也是有一定區(qū)別，它具有自己獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，故而吸引無數(shù)大學(xué)瘋狂的投入fsae賽車的設(shè)計(jì)。由于我國fsae賽車設(shè)計(jì)起步較晚，從2010年開始以第一屆中國大學(xué)生方程式汽車大賽為契機(jī)，國內(nèi)高校紛紛投入這項(xiàng)賽事。此次賽車采用國內(nèi)外普遍應(yīng)用的發(fā)動機(jī)中置和后輪輪轂電機(jī)驅(qū)動的布置方式，各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如表2-7：表2-7 此次賽車各系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)動機(jī)型號cbr600，四缸，四沖程，電噴排量599cc最大功率86kw/13000rpm最大扭矩65.954n.m/11000

47、rpm輪轂電機(jī)最大功率3.6kw/2000rpm最大扭矩30n.m/1600rpm車架33kg，4130鋼，鋼管桁架式懸架不等長雙橫臂獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)制動串聯(lián)雙腔制動總泵控制的型雙回路液壓盤式制動輪胎輪輞輪胎：錦湖180/530 r13，輪輞：fm 138車身玻璃纖維2.5.1 懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)懸架總成是汽車的一個(gè)重要組成部分，它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架上，以保證汽車的正常行駛。懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)大學(xué)生方程式汽車大賽的比賽規(guī)則及賽車設(shè)計(jì)具體參數(shù)要求，參考各種賽車懸架資料，分析各種懸架類型的優(yōu)缺點(diǎn)，并最終確定適合賽車運(yùn)動的

48、懸架形式-不等長雙橫臂式螺旋彈簧獨(dú)立懸架。1、大學(xué)生方程式混合動力電動賽車懸架系統(tǒng)此次賽車采用當(dāng)今廣泛應(yīng)用于方程式賽車的雙橫臂獨(dú)立懸架（double-wishbone）。獨(dú)立懸架有多種結(jié)構(gòu)形式，如雙橫臂式，燭式，麥弗遜式等?；诜匠淌劫愜嚨奶攸c(diǎn)選用雙橫臂式獨(dú)立懸架，不等長雙橫臂式獨(dú)立懸架的設(shè)計(jì)自由度大，懸架控制臂的長度可自行設(shè)定，有較小的非簧載質(zhì)量，可使賽車具有良好的轉(zhuǎn)彎性能、直線行駛性能。由于賽車采用較大的彈性剛度，雙橫臂懸架運(yùn)動空間不足的特點(diǎn)也不會造成很大影響。綜合而論，這種裝置基本性能優(yōu)于其他形式的懸架裝置。2、大學(xué)生方程式混合動力電動賽車懸架系統(tǒng)的特殊性該系統(tǒng)采用將彈性元件內(nèi)置于車身外

49、殼中的形式，這樣可以降低高速行駛中的風(fēng)阻，避免了避震彈簧上的橫向力影響，減小了由于橫向力而造成的車身振動，并且減小了懸架運(yùn)動部分的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量。將彈簧與阻尼元件隱藏在車身中，利用推拉桿和搖臂盤的組合，達(dá)到外置式懸架同樣的效果。真實(shí)比賽中，由于天氣、溫度、賽道形式等因素，需要通過不同的懸架參數(shù)設(shè)定來確保賽車的表現(xiàn)，通過獨(dú)特的機(jī)構(gòu)，可以方便地改變懸架參數(shù)，達(dá)到比賽需要。2.5.2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是關(guān)系到賽車性能的主要系統(tǒng)，它是用來保持或者改變賽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在賽車行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案的確定 此次賽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向梯形前置，轉(zhuǎn)向拉桿橫置，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)為齒

50、輪齒條。 由于在轉(zhuǎn)向節(jié)臂、橫拉桿以及齒條機(jī)構(gòu)的連接必然存在微小的間隙，如果將轉(zhuǎn)向梯形后置將會帶來的結(jié)果是在車輛入彎時(shí)由于整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將受到來自轉(zhuǎn)向輪的力，此作用力會壓縮連接部件之間的間隙，導(dǎo)致稍微增加轉(zhuǎn)向角度，造成微小的轉(zhuǎn)向過度感，不利于在彎中的操控性。同理，如果將整個(gè)轉(zhuǎn)向梯形前置，被壓縮的間隙造成的效果剛好和轉(zhuǎn)向梯形后置時(shí)相反，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向角度的稍微減少，造成微小的轉(zhuǎn)向不足。轉(zhuǎn)向不足對車手來說是一種穩(wěn)定的可控工況。所以樣車選擇了轉(zhuǎn)向梯形前置的布置方案。齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，成本低，工作可靠。非常符合formulasae 賽車的需要。2.5.3 制動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 使行駛中的汽車減速甚至停

51、車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已經(jīng)停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。1、制動器方案的確定汽車制動器幾乎均為機(jī)械摩擦式的，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生力矩使汽車減速或停車。摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類。按摩擦副中的固定元件的結(jié)構(gòu)來分，盤式制動器分為鉗盤式和全盤式制動器兩大類。其中鉗盤式有以下三種：固定鉗式、滑動鉗式和擺動鉗式。根據(jù)大學(xué)生方程式賽車賽事規(guī)則，賽車制動系統(tǒng)配備的制動系統(tǒng)必須有兩套獨(dú)立的液壓回路，以防系統(tǒng)泄露或失效時(shí)，至少在兩輪上還保持有有效地制動力。而盤式制動器的優(yōu)點(diǎn)就是易于構(gòu)成多回路制動驅(qū)動系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性與安

52、全性，以保證汽車在任何車速下各車輪都均勻一致的平穩(wěn)制動。結(jié)合賽事規(guī)則和賽車具體情況，第二代賽車采用盤式制動器。2、驅(qū)動機(jī)構(gòu)方案確定制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)將來自駕駛員或其他力源的力傳給制動器，使之產(chǎn)生制動力矩。根據(jù)制動力源的不同，制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)一般可分為簡單制動、動力制動和伺服制動三大類。而力的傳遞方式又有機(jī)械式，液壓式，氣壓式和氣壓-液壓式的區(qū)別。液壓式簡單制動系（通常簡稱為液壓制動系）用于行車制動裝置。液壓制動的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間短(0.10.3s)，工作壓力高(可達(dá)1012mpa)，輪缸尺寸小，可布置在制動器內(nèi)部作為制動蹄張開機(jī)構(gòu)或制動塊壓緊機(jī)構(gòu)，使之結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、質(zhì)量小、造價(jià)低；機(jī)械效率高。故第

53、二代賽車中采用液壓式的動力制動系統(tǒng)來作為制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的方案。3、液壓回路方案確定 為了提高制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用了兩套獨(dú)立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙回路系統(tǒng)。 雙軸汽車的液壓式制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)有多種形式，其中常見的有五種，分別是ii、x、hi、ll、hh型。如下圖2-1； 圖2-1 液壓回路系統(tǒng)的形式ii型管路的布置較為簡單，可與傳統(tǒng)的但輪缸盤式制動器配合使用，成本較低，目前在各類汽車特別是商用車上用得最廣泛對于這種形式，若后制動回路失效，則一旦前輪抱死即極易喪失轉(zhuǎn)彎制動能力。x型的結(jié)構(gòu)也很簡單，一回路失效時(shí)仍能保持50%的制動效能，并且制動力的分配系數(shù)和同步附著系

54、數(shù)沒有變化，保證了制動時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。此時(shí)前，后各有一側(cè)車輪有制動作用，使制動力不對稱，導(dǎo)致前輪將朝制動起作用車輪的一側(cè)繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車失去方向穩(wěn)定性。hi、ll、hh型的結(jié)構(gòu)均較ii型、x型復(fù)雜。ll型和hh型在任意回路失效時(shí)，前、后制動力比值均與正常情況相同，剩余總制動力可達(dá)正常值的50%左右。hi型單用一軸半回路時(shí)剩余制動力較大，但此時(shí)與ll型一樣，緊急制動情況下后輪很容易先抱死。綜合上述情況，賽車選用ii型回路系統(tǒng)。4、制動主缸形式的選擇圖2-2 串聯(lián)雙腔制動主缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)現(xiàn)代汽車制動主缸的形式有單腔和串聯(lián)雙腔制動主缸，根據(jù)大賽要求，每個(gè)液壓回路必須有其專屬的儲油罐，因此初步確定采用串聯(lián)雙腔形式的制動主缸，但考慮賽車的總體布局和空間問題，不排除采用并聯(lián)單腔制動主缸的可能。制動主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠成形；活塞可有灰鑄鐵、鋁合金或中碳鋼制造。2.5.4 電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)電器與電子設(shè)備是方程式賽車的重要組成部