关于Honda节能车竞技大赛节能车的部分设计

Honda中国节能竞技大赛EV组车身优化方案作者：徐鹏管荣强李明月来源：《科技视界》2020年第19期摘要本文主要介绍了参加第十三届Honda中国节能竞技大赛EV组竞技赛车的车身优化方案。

赛车在车架和车壳方面进行了着重优化设计。

车架方面采用了铝合金型材前二后一的设计，使用CATIA有限单元分析保证车架的强度。

车架和车壳进行CAE仿真测试，保证无干涉现象。

在车壳方面使用Solidworks对车壳进行流体分析，计算出空气阻力系数，制造最小风阻形状。

车壳的材质采用翻模抽真空工艺制作碳钎维车壳，并对车壳进行打孔设计轻量化车身，最终制作成车。

关键词Honda 节能竞技大赛;车身优化;轻量化设计;节能减排中图分类号： U462 ; ; ; ; 文献标识码： ADOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.19.0211 车架优化方案Honda中国节能竞技大赛EV组委会规定参赛车辆必须由三轮或三轮以上构成，同时保证车辆能够自主站立。

在规则的前提下最终采用了前二后一式的基本结构如图1，原因是可以让赛车在提供足够的弯道抓地力的同时大幅度减小因为轮胎接触地面产生的阻力（摩擦力）。

在驱动问题上选择采用后轮驱动方式。

可以避免前轮安装差速器等装置，减少材料的需求可以降低整车质量，同时也可以减轻设计工作量。

为了进一步的减轻赛车的整体质量，在保证车架的强度和刚度的前提下选择了铝合金型材作为车架的原材料。

同时在确定比赛场地的前提下（广东国际赛车厂）减去后轮减震、后轮悬挂、后轮车架等装置。

最后形成参赛赛车的车架（如图2）。

赛车数据如表1。

车架的重点在于轻量化的设计，目的是为了降低车身质量、节能减排。

但同时也要考虑车身的刚度要求。

由于赛车的形式条件是在广东国际赛车场，是极为理想的行驶条件，所以就可以省去运动载荷分析。

只使用CATIA对车身进行驾驶员驾驶时静止载荷有限单元分析（如图3）即可。

2 车壳优化方案EV节能车在行驶的过程中将会产生较大的空气阻力，为了降低空气阻力带来的电力消耗，经讨论决定后采用流线型（水滴型）车身。

揭秘Honda节能车大赛揭秘系列之二：往届冠亚军风采北京理工大学代表队北京理工大学代表队，是一支优秀的参赛代表队，这支队伍的战绩如下：2007年，北京理工大学的捷豹车队以每升汽油行驶369.729公里的优异成绩在第一届本田中国汽车节能竞技大赛获得冠军；获2008年代表中国去日本参加“本田宗一郎杯”Honda节能竞技大赛的参赛权。

2008年，北京理工大学的“北理捷豹”以每升汽油行驶924km/L的优异成绩在第二届本田中国汽车节能竞技大赛获得亚军；2009年，北京理工大学的翼昇车队以每升汽油行驶1279.565公里的优异成绩在第三届本田中国汽车节能竞技大赛获得冠军，而“北理鲸鹰”（原“捷豹”）以1156km/L的成绩获第三名。

今年北京理工大学还将派2009年本田节能竞技大赛的冠军和季军两支车队翼昇车队和鲸鹰车队参赛。

车队信息如下：指导老师：张幽彤；鲸鹰车队队长：郭顺宏；鲸鹰车队车手：张曼；翼昇车队队长：谢立哲；翼昇车队车手：莫格彬。

该校印象：北京理工大学是国家首批确立的16所重点大学之一，全国首批建立研究生院的22所大学之一，也是国家“211工程”首批重点建设的高校。

2000年，学校进入国家“985工程建设行列”，成为国家第10所重点建设的高水平研究型大学。

北京理工大学汽车专业是老专业，一直以来以军车为主，比如，坦克、装甲车、越野车等等，应用于2009年国庆阅兵中的坦克装甲车大功率系列化液力变矩器就是车辆学院的专家研制的。

后来，孙逢春校长回国以后勇挑电动汽车研究重任，成立了电动车辆国家工程实验室。

该实验室研制开发的电动客车成功曾应用于2008年奥运会，顺利完成奥运会载客任务；在本届上海世博会上，也是由该实验室开发的绿色节能的60辆纯电动大客车承担着世博园区的载客任务，真正实践了“科技世博、低碳世博”的办会理念，成为世博园区一道亮丽的风景线。

北理工研发的电动客车也将承担亚运会的载客任务。

2010第四届本田中国节能竞技大赛即将在上海举行，到时各个车队将会把一决雌雄。

AUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计时代汽车 本田汽车公司125摩托车发动机电控燃油喷射系统设计刘章棋泸州职业技术学院，机械工程学院 四川省泸州市 646000摘 要： 依据中国节能竞技大赛规则，本文对本田汽车公司125cc化油器式摩托车发动机进行电控燃油喷射控制设计，提高了发动机的低温起动性能和燃油利用率，实现了节能减排的目标。

关键词：电控系统　节能　环保随着燃油汽车保有量逐渐上升，人类急需解决燃油紧缺和大气环境污染问题。

加快发展节能环保汽车，是我国汽车工业可持续发展的必然之路。

Honda本田节能竞技大赛由本田宗一郎1981年在日本发起，每年都有来自于不同国家或地区的500支队伍到日本参赛。

2006年开始，Honda本田中国技研部每年在中国广州举办本田Honda中国节能竞技大赛。

燃油组比赛由赛事组委会提供一台125cc化油器式汽油摩托车发动机，各车队对发动机进行改造，自行设计车架、车身等部件，组装一辆节能赛车。

在规定时间内，赛车跑完规定赛程，比较各燃油节能车消耗的燃油量。

将化油器式汽油摩托车发动机进行电控系统改造，能够显著提高发动机的燃油燃烧效率，同时发动机易于启动，从而降低节能赛车的油耗。

电控燃油喷射系统由传感器、ECU、执行器组成。

传感器将发动机的各种物理信号转化为电信号传递给ECU，ECU经过计算比较原始数据，向执行器输出控制信号，从而实现精确发动机喷油，以达到节能减排的目的。

1　传感器（1）曲轴转速位置传感器曲轴位置传感器是控制系统中最重要的传感器之一。

曲轴位置传感器出现故障，发动机将无法启动。

节能赛车的曲轴位置传感器安装在曲轴前端。

它用于测量发动机的转速和曲轴旋转的位置信号，ECU根据曲轴位置传感器的信号，确定发动机基本的喷油时间和点火提前角。

根据工作原理的不同，曲轴位置传感器分为磁感应式、霍尔式、光电式。

目前，节能赛车上使用的是磁感应式曲轴位置传感器。

（2）凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器的功用是采集凸轮轴转动角度信号，并输入电子控制单元(ECU)，此信号与曲轴位置传感器所提供的信号结合起来，判断发动机的每缸活塞的行程，从而控制气缸的喷油、确定点火时刻、以及爆燃控制。

常州机电职业技术学院毕业设计（论文）作者：何光亮学号： ********系部：车辆工程系专业：汽车电子技术题目：本田节能竞技大赛节能车设计校内指导教师：郑利锋企业指导教师吴翔评阅者：2015年4月毕业设计（论文）中文摘要目录第一章绪论 (1)1.1选题的背景及意义 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2选题的意义及目的 (2)1.2论文的主要研究内容 (3)第二章节能竞技车总体设计方案确定 (4)2.1总体布置形式的确定 (4)2.1.1前一轮后两轮 (4)2.1.2前两轮后两轮 (5)2.1.3前两轮后一轮 (5)2.2 车架的材料及结构方案 (6)2.3 驱动方案 (7)2.3.1轴传动如图 (7)2．3.2 链传动 (8)2.3.3 同步带传动 (8)2.4 轮胎 (9)2.5 转向方案 (11)2.6 车身材料 (13)第三章节能车油耗分析研究 (14)3.1 传动效率为常数时的节能车油耗分析 (14)3.2 影响燃油经济性的因素 (16)第四章节能车节能设计 (18)4.1 节能车车架节能设计 (18)4.2关于车架材料的选择 (21)4.2.1 车架载荷工况的确定及受力分析 (21)4.2.2 车架载荷工况的确定 (21)4.3 车架的焊接工艺 (25)4.4 节能车车架制作 (25)4.5.1 大赛规则对发动机的要求 (26)4.5.2 发动机参数介绍 (26)4.5.3 发动机节能的理论 (26)4.5.4 节能技术的开发 (27)4.5.5 进气部分 (28)4.5.6 燃烧部分的节能技术 (29)4.5.7 保温对油耗的研究 (29)4.5.8 新技术的应用 (29)4.6节能车车身的节能研究制作 (30)4.6.1节能车车身设计与制作 (30)4.6.2车身外形设计 (30)4.6.3车身制作 (31)第五章节能车动力传动系统的研究 (32)5.1 离合器工作状态的确定 (32)5.2 带传动传动比的确定 (33)5.3 发动机档位选取及改造 (34)第六章节能车试制试验 (35)第七章总结 (36)7.1总结 (36)7.2展望 (36)致谢 (37)参考文献 (38)第一章绪论1.1选题的背景及意义1.1.1选题背景本田节能竞技大赛是将参赛团队设计制作的汽车在规定时间、规定路线下,行驶一定距离,并由此换算出一升油能够行驶的公里数,耗油量少则胜出的一项赛事。

Honda节能竞技大赛介绍节能竞技大赛是搭载Honda低油耗摩托车的4冲程发动机，通过动手制作挑战节能极限的竞技赛事。

该赛事任何人都可以轻松参与，队员们通过自我创意，设计出世界上独一无二的赛车参与角逐，人们不仅可以感受到"创造"与"交流"的乐趣，同时还可以体会到"低油耗就是环保"。

节能减排节能大赛是一项以注重能源，创造节约型社会为主体的活动，希望所有参赛者能够共享这种对地球环境保护的挑战精神。

现在的中国正面临着经济的快速发展，在工业化进程不断推进的同时，能源问题、环境问题变成我们迫切需要解决的课题。

自1958年起，拥有超前环保意识的Honda就开始思索起了环保课题，着手并开发了更节能更环保的发动机产品。

1981年，Honda在日本举行了首届节能竞技大赛，至今已有30届的历史。

在大赛中，选手们最大程度地有效利用能源，开拓思路，为创造全新的节能低碳生活，争相展示他们的智慧与信念。

挑战与创造超越家人、朋友、年龄、辈份和地域带来的各种限制，Honda希望有更多的人们来参加比赛，在竞技中互相交流，尽情享受创意与惊奇的乐趣。

面对环保的挑战，Honda不断自我超越，从50年前，Honda研发出轻便、节能的Supercub引擎开始，从不间歇、挑战极限，在上世纪八十年代，成功地将1升汽油的行驶距离从105公里提升至180公里。

而节能竞技大赛于2001年更是创造了3435公里/升的记录，这是用崭新的创意和新技术所积累的成果，是不断挑战的结果。

节能竞技大赛正是提供给大家一个共同来实现梦想和挑战的舞台。

人人参与简单的竞技规则，为每个人提供了一个参赛的机会。

通过体验比赛过程，培养人们丰富的创意和动手能力，体验学习和创造带来的乐趣。

如何保护我们赖以生存的地球，是目前急需解决的问题，需要社会每一成员贡献力量，而这恰好契合了节能竞技大赛创始人本田宗一郎先生的初衷，让每一个普通人都能参与到环保事业中。

2011第五届本田中国节能竞技大赛即将在上海举行，到时各个车队将会把一决雌雄。

要在大赛上夺得好成绩，没有技术不行的。

现在我们就节能车的技术问题做一下探讨。

这辆小赛车虽然很小，但是“麻雀虽小，五脏俱全”，它的制作过程基本上就是一辆汽车制造过程。

在竞技赛车场的节能成绩的较量也就是各个车队设计水平、制造改装等技术的较量。

要制造出一辆好的节能车要考虑到方方面面，赛车的各种性能。

首先要考虑赛车的安全性，保证车手的安全是首要的，那就涉及到了赛车的制动性、操纵稳定性、电控排线安全、汽油瓶（相当于油箱）的位置等等，其次考虑赛车的动力性、燃油经济性、舒适性等等性能。

想想这事，我的头就有点大，看来做设计总工程师真的很不容易啊。

下面分块讨论一下如何设计节能车，如何减少油耗。

赛车本身的要素考虑一、车身的设计及制造车身设计，用到solidworks软件或者CATIA等三维软件做出造型，主要考虑整体尺寸的协调、空气阻力系数的考究、曲线美感程度等等问题，其中空气阻力系数的考究需要流体力学知识，如果再深一点则需要Fluent流体仿真软件做出仿真以确定车身空气阻力大小。

零部件的设计需要AutoCAD绘图软件以实现生产或制造。

（1）基本造型赛车要讲究造型，讲究线条美观大方，流线型的比较好，有的车队赛车弄的方方正正的，不但不好看还影响到空气阻力的大小。

很到赛车利用了仿生学的海豚型，倒水滴型等等，这些空气阻力系数都很低。

如果不放心，可以用Fluent流体仿真软件作出仿真以确定车身空气阻力大小。

咱们乘坐的轿车的空气阻力系数一般在0.3以上，而由于赛车的横截面积很小，所以一般在0.2左右。

从整体造型上考虑减小空气阻力系数的方法还有，比如：1) 抬高离地间隙，阻力系数下降。

2) 将前窗向后倾斜，系数会降低，但到达一定程度即无效。

3) 后窗倾斜在30°左右时阻力系数最大，超过50°或不到20°时阻力一定。

4) 地板面的凹凸会增大阻力。

摘要本田节能赛车车架对于赛车来说，是及其重要的组成部分，因为车架承受着赛车全部的零部件还有总成。

赛车在汽车跑道行驶时，在赛道的会受到各式各样的载荷,这些作用力会传递并作用在车架上，所以对于车架的优化设计，必须考虑其承受的强度、刚度。

利用 autocad 软件平台对赛车车架进行三维建模，结合有限元原理，在计算机上运用 ANSYS软件进行管状单元的车架分析，得到相应的应力；运用有限元分析软件对车架结构进行满载工况下进行下进行受力分析（静态，匀加速，匀速）分析，得到车架结构，并验证其有限元模型的受力是在车架最大承受范围内；利用有限元分析所得到的结果，改进车架的结构设计，在确保车架符合强度、刚度的条件时，尽量减少车架材料的使用，减少车架的质量，使其实现;最后,运用再有限元分析软件对改进后的的车架进行结构分析，使结果显示改进后的车架设计满足合理、安全、轻量化的设计要求。

关键词:车架；轻量化；优化；仿真AbstractHonda energy—saving car frame for racing, and an important part, because frame under a car all the parts and assembly。

The car in car running on track, the track will be subject to a variety of load, these forces will transfer and the role of a vehicle frame， so for the optimization design of the frame must consider the bearing strength， stiffness。

Using AutoCAD software platform for three—dimensional （3D) modeling of the car frame, combined with the finite element theory, on the computer using ANSYS software of tubular unit frame analysis， obtained the corresponding stress; of the frame structure with the finite element analysis software Under the condition of full load of stress analysis (static, uniform acceleration, uniform) analysis, frame structure， and to verify the finite element model of the force is in the frame to withstand the maximum range; using finite element analysis of the obtained results, improving the structure design of the frame， to ensure that the frame with strength, stiffness conditions to minimize frame materials， reduce the frame of quality, make its implementation; finally， the use of and finite element analysis software of the improved frame structure analysis, the results show that the improved frame design to meet the reasonable, safe， lightweight design requirements。

82科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION①作者简介：李亚鹏(1988,2—),男,汉族，宁夏人,硕士，讲师，研究方向：汽车新能源。

DOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.33.082本田节能竞技大赛节能车设计与优化①李亚鹏(东莞职业技术学院 广东东莞 523808)摘 要：随着近年来社会环境越来越差，污染越来越严重,环境保护问题也就渐渐受到人们的关注。

自然资源尤其是不可再生的石油资源日渐减少这些都警示着当今的汽车发展必须以节能为主题。

根据Honda中国节能竞技大赛的大赛规则，我们在满足大赛技术要求的基础上要对车架、发动机、传动系统、转向系统、车壳等进行优化设计，要对整车进行轻量化设计，同时减小车辆行驶的阻力，设计与优化参赛的节能车。

关键词：节能车 设计 优化中图分类号：U461 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2017)11(c)-0082-021 节能减排背景经济及汽车工业的快速发展驱使对石油资源的对外依存度的不断提升，气候变暖和能源紧张问题是全球急需解决的重要问题，推动和促进汽车节能技术发展、提高汽车燃油经济性水平是大势所趋，各国更为严格的汽车燃料消耗量及对应的尾气排放标准将从政策上驱动汽车节能减排的发展。

国内，2020年乘用车平均燃料消耗量水平下降至5L/100k m及国五、国六标准的实施将进一步促使车企提升节能减排技术，因此较为热门的汽车轻量化、涡轮增压、气门控制、启停系统等节能减排技术仍具有较大的发展空间。

在科技变革和产业重构的背景下，全球汽车技术呈现“低碳化、信息化、智能化”发展趋势。

2016年我国发布了《节能与新能源汽车技术路线图》，提出汽车产业发展的总目标:(1)降低汽车产业的碳排放。

(2)汽车产业向电动车为主的新能源汽车转型。

(3)发展智能网联汽车并逐步应用。

(4)提高汽车产业的持续创新能力并增强零部件产业的国际竞争力。

Honda节能车竞技大赛节能车的部分设计（部分插图是我们用Solidworks软件制作的基本草图）引子跟着最近几年来社会的不停高速发展，能源节俭，环境保护问题已经逐渐遇到人们愈来愈多的关注。

世界石油贮备的急剧减少及原油价钱的不停上升预示了节能是今世汽车发展的必定趋向。

依据 Honda中国节能竞技大赛的大赛规则，我们在节能车的设计过程知足比赛要求的基础上，要尽量降低整车机构复杂度进而降低整车质量，同时减小整车行驶阻力。

这就需要对节能车的行驶系统、转向系统、动力传输系统等各系统以及车身、车架、驾驶员作合理的部署配合。

整体设计方案节能竞技大赛是各参赛团队设计制作的节能车在规准时间，规定路线下行驶一段距离，并由此换算出一升汽油能够行驶的距离，耗油量少则胜出的赛事。

此中参加比赛车辆的发动机一致搭载由本田企业开发的 Honda125cc化油器低油耗四冲程发动机，发动机可自由改造。

1整体部署形式因为比赛规则规定参赛车辆一定是三轮及三轮以上，综合考虑了其耗油量，驾驶安全性，行驶稳固性以及大赛要求以后，我们选择比赛中最常有的前两轮后一轮的部署形式。

同时因为该方案采纳的是后一轮驱动，所以就能够直接省去了差速器和驱动半轴等构造，大大降低了机构的复杂程度。

2车架的构造与资料在车架的构造和资料确实定中应当同时考虑到小巧、轻巧、结实、安全、价钱等要素。

车架的质量在必定程度上直接影响到油耗。

并且所选资料以及构造的合理性对车辆的安全性也有着很大的影响。

综合考虑下，选择铝合金梯形构造车架仍是比较适合的。

因为铝合金密度比钢材小得多，同样体积下质量比较小，铝合金资料的加工很方便同时铝合金的价钱相关于镁合金，碳纤维加强复合塑料等一些高级资料来说也有着很大的优势。

3驱动方案确立因为前方采纳的是前两轮后一轮的部署形式，所以驱动方案选择后轮驱动，这样就简易了机构。

节能车需要尽量减少重量，发动机上剩余的零件都能够除掉，所以，应当把发动机上的一档、二档、三档都拆掉，只留下空挡和最高档以减少重量。

Science &Technology Vision科技视界车身形式风阻系数Cd迎风面积A(m 2)Cd*A 全包0.110.320.0352半包0.200.250.051项目背景节能竞技大赛,是使用Honda 低油耗摩托车的4冲程发动机,选手们根据自己的想法动手设计、制作赛车,创造出表达环保主题的车身,限用1升汽油行驶更远的距离,并最大限度地降低废气排放,是挑战节能极限的一项竞技赛事。

人们不仅可以感受到“创造”与“交流”的乐趣,同时还可以体会到“低油耗,少减排就是环保”。

我校于2010年开始参加节能车大赛以来,成绩保持良好,特别是2012年第六届大赛上以635.226km/L 的成绩力压众多高校获得全国第三。

车身的方式也由半包式逐渐发展到全包式,各项参数指标稳步提升。

2提升车身性能的思路顾名思义节能车大赛无非是节能环保,要做到节能就必须降低油耗,所以车身的质量和风阻系数就尤为重要。

既要质量轻又要满足刚度和强度的需求又要有可塑性,这样的车身材料就是我们节能车车身的首选。

在材料满足的条件下要做的就是设计出拥有完美曲线的车身形状。

3优化车身要进行的工作3.1确定制作基本流程1:打印1:1图纸2:切割相应的木板3:按序号连接木板构建空间框架4:通过AB 胶及石膏将与木板相互位置固定5:用部分泡沫填充空间框架6:在泡沫的表面添加石膏,用石膏来塑性7:制作并打磨石膏车身曲面8:在打磨好的车身曲面上涂腻子粉,原子灰和脱模蜡9:在石膏模型表面铺玻璃钢10:将制作处理好的玻璃钢内表面整理清洁11:在玻璃钢车身的内表面涂抹原子灰,脱模蜡12:用真空灌注的方法在玻璃钢的内表面铺碳纤维13:对碳纤维表面进行打磨,开窗户14:对有机玻璃进行软化处理,制作满足形状要求的窗户15:碳纤维车身表面喷漆16:制作车身内部相关内饰3.2确定车身形态车身形态分为半包式和全包式,其中全包式制作较为复杂,但整体效果突出车身形式选用方面主要由风阻系数Cd 和迎风面积A 决定。

某节能车的整车设计申家正【摘要】设计了一辆单位电量下行驶距离最远的节能车.通过对车壳外形的设计、车壳制造材料的配比、车架结构的轻量化设计、转弯方式的简化设计、电池的最大效率使用以及车速的合理调控,设计制造出了一辆符合要求的节能车.实车测试结果显示,节能车行驶的最远距离达到了预期目标,满足设计要求.【期刊名称】《农业装备与车辆工程》【年(卷),期】2018(056)009【总页数】3页(P102-104)【关键词】节能车;车壳;车架;测速;转向【作者】申家正【作者单位】030000 山西省太原市太原科技大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】U469.6+960 引言在节能竞技大赛上，想要取得优异的成绩，车队需要考虑车的外形、质量、电控方案等多方面。

为了制造一辆更完美的节能车，从车壳、车架、转向、电控几个方面全面提升车的整体性能。

运用犀牛软件设计车壳模型；运用SolidWorks建模分析车架，使车身强度和刚度足够，并且质量最低；运用Altium Designer设计电路图，使电路安全简洁。

希望本研究可以对其他参赛队的赛车制作有启发作用。

1 整车系统设计1.1 车壳1.1.1 车壳设计车身形态分为半包式和全包式，半包式车壳设计可以使车壳减小迎风面积，增大前轮轴距，减轻车壳重量；全包式车壳设计可以减小风阻系数，减小车身震动，增大车手活动空间，增加舒适度。

经过分析对比，最终决定采用全包式设计，通过车壳优化设计把迎风面积减小到最小。

最终车壳模型如图1所示。

图1 车壳模型Fig.1 Shell model1.1.2 车壳制作根据对不同材料的对比，以及以往经验的积累，选择使用制作车壳的材料为碳纤维布和树脂材料。

碳纤维材料具有质量轻、强度高、模量高、热膨胀系数小、导热性良好、耐磨性好，耐高温性好等多项优点。

196#树脂是一种中等粘度的液体，具有良好的耐冲击性能，适用于家具图层、导膜、模具制造等非强刚性玻璃制品的制造，对玻璃纤维具有良好的浸渍性能，其玻璃钢制品具有较好的韧性和机械强度，广泛用于制造玻璃钢、车辆壳体，也是优良的表面涂料和浇铸用树脂。