长沙理工大学方程式赛车传动组简介.

长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………………试卷编号 A 拟题教研室（或教师）签名教研室主任签名………………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次）汽车构造课程代号08020025专业汽服、车辆层次（本、专）本考试方式（开、闭卷）闭卷一、填空题（请在每小题的空格中填上正确答案。

本题总分20分，每个空1分题）1、活塞的基本构造可分为、、三个部分。

沿轴线方向成上下的锥形。

2、惯性锁环式同步器的锁止部件是，锁销式同步器的锁止部件是。

3、液力变矩器主要由、和三部分组成。

4、化油器由、、、、等五大供油装置组成。

5、大货车的万向传动装置一般由、、组成。

前置前驱轿车靠主减速器处为球笼式万向节，靠车轮处为球笼式万向节。

二、选择题（请在每小题的备选答案中，选出一个正确答案。

本题总分10分，每小题1分）1、发动机用于平衡旋转惯性力及其力矩的平衡重一般设在（）。

A. 曲轴前端B. 曲轴后端C. 曲柄上2、在排气上止点( )。

A. 进气门开启、排气门关闭B. 排气门开启、进气门关闭C. 排进气门同时开启3、以发动机转速和进气量作为基本控制参数的汽油喷射系统为（）。

A. D型汽油喷射系统B. L型汽油喷射系统C. K型汽油喷射系统4、当上行柱塞上的斜槽与柱塞套上的油孔相通时，柱塞式喷油泵（）。

A. 准备喷油B. 开始喷油C. 结束喷油5、现代轿车水冷系一般使用（）节温器。

A．蜡式B．膨胀筒式C．乙醚式第1页（共 1 页）6、液力变矩器中用于增大扭矩的零件是（）。

A. 泵轮B. 导轮C. 涡轮7、当把驱动桥架空，传动轴固定，转动一边驱动轮，另一边驱动轮必然（）转动。

A. 同向等速B. 反向等速C. 反向不等速8、子午线轮胎的帘线排列方向与轮胎子午断面（）。

A. 斜交B. 垂直C. 一致9、为调整前轮前束，转向横拉杆两端切制的螺纹（）。

Formula Student China Chinese Rules（2012 Version）The Society of Automotive Engineers, China中国大学生方程式汽车大赛规则委员会主任：李理光副主任：（按姓氏笔画排序）丁康牛向春陈刚闫建来宋晓琳张代胜杨波胡纪滨高峰高振海夏群生谢辉委员：（按姓氏笔画排序）丁康王为人王国权王国林王震坡牛向春邓俊毕凤荣刘献栋朱刚闫建来李理光宋晓琳吴列吴志军吴彤峰陈刚张代胜张建文季学武杨波杨振林杨博杨靖周汽一胡纪滨姜武华高峰高振海夏怀成夏群生黄妙华董红义谢辉熊坚秘书长：吴志军秘书：邓俊序言本版规则由中国大学生方程式大赛规则委员会（以下简称“规则委员会”）根据国际（美国）汽车工程学会大学生方程式赛事规则，并参考其他国家相关规则编译撰写。

本规则用于指导参加中国大学生方程式汽车大赛的车队成员，使其了解制造赛车及参加比赛的过程。

大学生方程式汽车大赛是一项非常有意义的赛事，通过制造一辆赛车可以培养及提高学生动手能力、创新能力及团队协作精神，同时还能够紧密结合汽车工业最先进的科学技术，让广大学生把最前沿的工程技术与课本知识有效地结合起来。

本规则共分四章。

第1章介绍了管理规定，内容包括大赛宗旨、政策、参赛资格和注册；第2章介绍了技术规范，内容涉及赛车的设计和制造的要求以及限制；第3章介绍了静态规则，内容涉及赛车的技术检查成本、设计和营销报告；第4章介绍了动态规则，包括直线加速测试、8字绕环测试、高速避障测试、耐久测试及燃油经济性测试等。

此版本规则由中国汽车工程学会发布和版权拥有，本规则的解释和修改权由规则委员会负责。

本规则只限于本项赛事定义的活动范围内使用。

本规则将根据赛事活动的开展，不断完善。

本规则的草案由同济大学汽车学院大学生方程式车队提供，经2010年大赛规则委员会第一次会议讨论修改后通过，并由赛事组委会单位中国汽车工程学会颁布试行版。

参加本规则草案工作的主要成员如下：主编译：李理光参编人员：童孙禹、孙灿、刘寅童、楼圣宇、刘嘉奇、邵斯君、储劲智、李伟楠、陆贞姣、姜伟烽、王云能、王慧君、许潇、黄鹏颖、张昊、江涛。

大学生方程式赛车转向器毕业设计目录第一章绪论 (1)§1.1 Formula SAE 概述 (1)§1.1.1 背景 (1)§1.1.2 发展和现状 (2)§1.2 中国FSAE发展概况 (2)§1.3 任务和目标 (3)第二章转向系设计方案分析 (4)§2.1 赛车转向系概述 (4)§2.2 转向系的基本构成 (4)§2.3 转向操纵机构 (4)§2.4 转向传动机构 (6)§2.5 机械式转向器方案分析 (6)§2.5.1 齿轮齿条式转向器 (6)§2.5.2 其他形式的转向器 (8)§2.5.3 转向器形式的选择 (9)§2.6 赛车转向系统传动比分析 (9)§2.7 转向梯形机构的分析与选择 (10)§2.7.1 转向梯形机构的选择 (10)§2.7.2 断开式转向梯形参数的确定 (10)§2.7.3 转向系内外轮转角的关系的确定 (12)§2.7.4 MATLAB内外轮转角关系曲线部分程序 (14)第三章转向系主要性能参数 (16)§3.1 转向器的效率 (16)§3.1.1 转向器的正效率η+ (16)§3.1.2 转向器的逆效率η- (17)§3.2 传动比的变化特性 (17)§3.2.1 转向系传动比 (17)§3.2.2 力传动比与转向系角传动比的关系 (18)§3.2.3 转向系的角传动比wo i (19)§3.2.4 转向器角传动比及其变化规律 (19)§3.3 转向器传动副的传动间隙Δt (20)§3.3.1 转向器传动间隙特性 (20)§3.3.2如何获得传动间隙特性 (21)§3.4 转向系传动比的确定 (22)第四章齿轮齿条式转向器设计与计算 (23)§4.1 转向系计算载荷的确定 (23)§4.1.1 原地转向阻力矩MR的计算 (23)§4.1.2 作用在转向盘上的手力Fh (23)§4.1.3转向横拉杆直径的确定 (24)§4.1.4初步估算主动齿轮轴的直径 (24)§4.2 齿轮齿条式转向器的设计 (25)§4.2.1 齿条的设计 (25)§4.2.2 齿轮的设计 (25)§4.2.3 转向横拉杆及其端部的设计 (25)§4.2.4齿条调整 (26)§4.2.5转向传动比 (27)§4.3 齿轮轴和齿条的设计计算 (28)§4.3.1 选择齿轮材料、热处理方式及计算许用应力 (28)§4.3.2 初步确定齿轮的基本参数和主要尺寸 (29)§4.3.3确定齿轮传动主要参数和几何尺寸 (30)§4.4 齿轮齿条转向器转向横拉杆的需要全套设计请联系Q Q1537693694运动分析 (31)§4.5 齿轮齿条传动受力分析 (32)§4.6 齿轮轴的强度校核 (32)§4.6.1轴的受力分析 (32)§4.6.2判断危险剖面 (33)§4.6.3轴的弯扭合成强度校核 (33)§4.6.4轴的疲劳强度安全系数校核 (33)第五章转向梯形的优化设计 (36)§5.1 目标函数的建立 (36)§5.2 设计变量与约束条件 (37)§5.2.1 保证梯形臂不与车轮上的零部件发生干涉 (37)§5.2.2保证有足够的齿条行程来实现要求的最大转角 (38)§5.2.3保证有足够大的传动角α (38)第六章基于UG运动仿真的转向梯形设计与优化 (41)§6.1 建立UG三维模型 (41)§6.2 基于UG工程图模块的转向机动图 (42)§6.3 UG模型以及基于UG高级仿真的零部件校核 (42)§6.4 UG装配模型检查干涉问题 (43)第七章结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)第一章绪论§1.1 Formula SAE 概述§1.1.1 背景Formula SAE 赛事由美国汽车工程师协会（the Society of Automotive Engineers 简称SAE）主办。

中国大学生方程式赛车设计在汽车工业飞速发展的今天，赛车运动尤其是方程式赛车运动在全球范围内都拥有着广泛的影响力。

在这场技术的盛宴中，中国大学生方程式赛车设计正在崭露头角，他们以独特的视角，充满热情地参与到这个充满挑战与创新的项目中。

中国大学生方程式赛车设计赛事起始于2010年，以“培养大学生团队精神、设计和动手能力”为主旨，是一项由在校学生自行设计、制造、调试方程式赛车的比赛。

这种赛事不仅需要学生掌握扎实的理论知识，还需要他们具备极强的实践能力和团队合作精神。

在今年的比赛中，来自全国各地的车队都展现出了极高的竞技水平。

例如，华南理工大学车队以7项核心指标全部合格的优秀成绩夺得了总冠军。

这不仅体现了他们在赛车设计上的高超技能，更彰显了他们在团队合作和创新上的实力。

方程式赛车的设计与制造是一个复杂且繁琐的过程。

从最初的草图设计，到最后的赛车制造完成，每一步都需要精细的计算和设计。

而且，由于比赛规则的限制，每辆赛车都需要在保证性能的同时，尽可能地降低成本和重量。

这无疑是对参赛者们的一次巨大的挑战。

然而，这些年轻的大学生并没有被困难所吓倒。

他们以积极的态度和极高的热情投入到这个项目中，用他们的智慧和努力，一次次突破难关，一次次刷新记录。

他们的努力不仅仅体现在赛车的性能上，更体现在他们的团队合作和创新能力上。

中国大学生方程式赛车设计比赛不仅提供了一个展示大学生们创新能力的平台，更是他们实践理论知识的最佳场所。

在这个平台上，他们可以自由发挥，大胆创新，从而提升自我价值。

同时，通过这样的比赛，他们也提前接触到了社会的挑战与压力，为未来的职业生涯打下了坚实的基础。

中国大学生方程式赛车设计比赛对于推动中国汽车工业的发展也起到了积极的推动作用。

通过参与这样的比赛，学生们可以更加深入地了解到汽车工业的最新技术和趋势，从而提升自己的专业素养。

他们也通过这个平台结识了许多志同道合的朋友，为未来的合作与发展打下了良好的基础。

上海工程技术大学毕业设计（毕业论文）任务书学院汽车工程学院专业机械设计制造及其自动化（汽车工程）（中美合作）班级学号062110316学生彭涛指导教师李传昌题目方程式赛车发动机进气系统设计与分析任务规定进行日期自2014 年2 月17 日起，至2014 年6 月20 日止目录摘要 (4)关键词 (4)Abstract (5)Key words (5)引言 (5)绪论 (6)1.1 课题研究背景和意义 (6)1.2 汽车发动机进气系统的简介 (7)1.2.1 进气系统定义 (7)1.2.2 基本构成 (7)1.3 汽车发动机进气系统发展趋势 (7)1.4 进气限流情况下提高进气效率技术的研究现状 (8)1.5 研究内容 (8)1.6 进气系统系统概述 (9)1.6.1 进气系统结构参数对充气效率的影响 (9)1.6.2 进气管长度对充气效率的影响 (9)1.6.3 FSAE规则对进气系统限制 (10)1.6.4 赛车进气系统主要构成 (11)2 进气系统方案设计 (11)2.1 进气系统设计流程 (11)2.2 确定进气系统材料与制造工艺 (13)2.3 节气门体类型选择 (14)3 设定进气系统各部件基本参数 (15)3.1 系统参数 (15)3.2 空气滤清器 (15)3.3 限流阀开口 (16)3.4 限流阀 (16)3.5 限流阀扩散器 (17)3.6 稳压腔 (17)3.7 进气道 (18)3.8设计要求 (18)3.8.1 进气方案 (18)3.8.2 进气管形式 (19)4 各部件基本参数设计 (21)4.1 节气门口径 (21)4.2 进气总管长度 (21)4.3 稳压腔体积 (22)4.4 进气歧管长度 (22)5 流场分析 (22)5.1 分析软件介绍 (22)5.2 模型网格划分与边界条件初定义 (23)5.2.1 进气总管分析 (23)5.2.2 稳压腔分析 (25)5.2.3 进气歧管长度分析验证 (29)6 进气系统装配 (29)7 结论与展望 (31)参考文献 (32)大学生方程式赛车进气系统设计与分析车辆工程专业彭涛指导教师李传昌摘要：本设计是针对我院2014年FSAE赛车发动机进气系统的优化设计与仿真研究。

以大学生方程式赛事为背景，参考广西工学院鹿山学院大学生方程式赛车作为基础，应用汽车理论和汽车设计等相关知识结合比赛规则，对赛车的基本尺寸、质量参数和赛车的性能参数进行选择，对赛车各总成进行选型和总布置，进行赛车蓄能系统、再生制动系统以及行驶系统、传动系统进行设计。

根据同组同学确定的驱动系统，结合比赛需求计算出电池、电容容量和要求，选择电池、电容型号和组合形式，确定出外形尺寸和质量和安装位置。

再为蓄能装置匹配出合适的充电系统。

设计节能环保的再生制动系统,然后按照鹿山二号对纯电动方程式赛车的行驶系统、传动系统进行改动,最后再结合同组同学的参数，确定整车的设计参数。

随着全球能源、环境问题的日益严峻，节能环保的纯电动车辆将会成为下一个时代的主流。

关键词：大学生方程式赛车；总布置；磷酸铁锂电池；超级电容Students Formula One racing events as the background, refer to the Guangxi Institute of Technology the Kayama College Students Formula One racing as a basis for the automotive design and automotive theory and other related information as well as the FSAE competition rules，application of automotive theory and knowledge of automotive design , combined with the rules of the game , the basic dimensions of the car , quality parameters and performance parameters of the car selection , selection and general arrangement of the assembly of the car , the car energy storage system , regenerative braking system and driving system, transmission system design.According to the same group of students to determine the drive system , combined with the game needs to calculate the battery, capacitor , capacity and requirements , select the battery, capacitor model and the combination to determine the shape size and quality , and installation location . Match the charging system for the energy storage device . The regenerative braking system of the design of energy saving and environmental protection , and then follow the Lushan II Formula One racing for pure electric driving system , the transmission system to make changes , and finally combined with the parameters of the same group of students to determine the design parameters of the vehicle .Keywords:college students and Formula One racing ; general arrangement ; lithium iron phosphate batteries ; super capacitor目录1 绪论 (4)1.1 大学生方程式赛事介绍 (4)1.2 大学生方程式的历史 (4)1.3 赛事意义 (5)1.4 国内外发展现状 (5)2 纯电动方程式赛车总布置设计 (6)2.1 赛车主要参数的选取 (6)2.1.1 纯电动方程式赛车机械部分参数的选取 (6)2.1.2 赛车性能参数的选取 (7)2.1.3 悬架主要参数（学院车队提供） (8)2.2 赛车驱动电机的选取 (8)2.2.1 电机类型的选择 (8)2.2.2 电机功率的选择 (9)2.3 赛车各总成选型原则和总布置 (10)2.3.1 悬架、轮胎的选择 (10)2.3.2 制动系统 (10)2.3.3 车架 (11)2.4 人机工程 (11)2.4.1 人体尺寸 (11)2.5 赛车的轴荷分配 (12)2.5.1 学院鹿山2号的轴荷分配 (12)2.5.2 纯电动方程式赛车相对后轴增加的质量分布的计算 (13)2.5.3 纯电动方程式赛车轴荷的分配 (13)3 储能装置的选择 (14)3.1 蓄能装置的容量计算 (14)3.1.1 赛车的续驶里程 (14)3.1.2 蓄能器容量的计算 (14)3.2 蓄能装置类型的选择 (14)3.2.1 高比能量蓄能装置 (14)3.2.2 高比功率储能设备的选择 (17)3.2.3 高比功率装置的计算 (17)3.2.4 超级电容的计算 (22)4 充电器的设计 (24)4．1 锂离子电池充电方法 (24)4.1.1 常用的充电方法[10] (24)4.1.2 赛车充电放式的选取 (25)4．2 赛车的充电要求 (25)4.2.1 赛车的充电要求 (25)4.2.2 充电器方框图 (26)4.2.3 充电器的分析 (27)5 再生制动 (29)5.1 赛车制动力矩的计算 (29)5.1.1 赛车制动力的要求 (29)5.1.2 赛车制动力的计算 (29)5.2 制动距离和制动减速度 (30)5.2.1 制动减速度计算 (30)5.2.2 制动距离计算 (31)5.3 制动效能的恒定性 (31)5.4 制动的稳定性 (31)5.5 前、后制动器制动力的比例关系 (31)5.5.1 求出I曲线 (31)5.5.2 具有固定比值的前、后制动器制动力分析 (32)5.6 赛车要求的最大制动力 (33)5.6.1 赛车最高车速下所具有的能量 (33)5.6.2 塞车的制动力要求 (34)5.6.3 赛车制动器制动力的选取 (34)5.6.4 赛车再生制动路线分析 (36)6 机械传动系统与行驶系 (37)6.1 机械传动系统 (38)6.2 行驶系 (38)6.2.1 车架 (38)6.2.2 车桥和车轮 (38)6.2.3 悬架 (39)致谢 (42)参考文献 (43)1 绪论1.1 大学生方程式赛事介绍全球可利用能源逐渐减少、环境恶化的形式越来越严峻，人类需要一个更安全、低碳的能源体系及环境。

方程式赛车整车结构方程式赛车（Formula racing car）是一种高性能赛车，其整车结构是由多个部件组成的复杂系统。

整车结构是指赛车的各个部件之间的组合和连接方式，包括车体、底盘、悬挂系统、动力系统、传动系统、制动系统等。

赛车的车体是整车结构的基础，它是赛车的外壳，起到保护驾驶员和内部部件的作用。

车体通常采用轻量化材料，如碳纤维复合材料，以提高赛车的重量-功率比和刚性。

车体的设计也考虑了空气动力学性能，通过气动外形设计和空气动力学套件的应用，减小空气阻力，增加下压力，提高赛车的稳定性和操控性能。

底盘是赛车的骨架，承载着车身和各个部件的重量。

底盘由钢管焊接而成，具有高强度和刚性，以保证赛车在高速行驶和弯道过程中的稳定性和安全性。

底盘还包括前后悬挂支架、转向机构、油箱等组件，它们的布置和连接方式对车辆的稳定性和操控性能有着重要影响。

悬挂系统是赛车的重要组成部分，它连接车轮和底盘，起到支撑和缓冲的作用。

悬挂系统通常采用独立悬挂结构，包括弹簧、减振器、悬挂臂等部件。

悬挂系统的设计要考虑赛道的特点和赛车的操控需求，通过调整悬挂刚度和减振器的阻尼，实现赛车在不同路面和行驶状态下的稳定性和操控性能。

动力系统是赛车的核心，它提供赛车所需的动力和扭矩。

动力系统通常由内燃机、涡轮增压器、排气系统等部件组成。

内燃机通常采用高转速、高效率的发动机，如V型发动机或涡轮增压发动机，以提供足够的动力和响应速度。

排气系统通过优化排气管道和增压器的布局和设计，提高发动机的排气效率，提升动力输出。

传动系统用于将发动机的动力传递到车轮上，它包括离合器、变速器、传动轴和差速器等部件。

传动系统的设计要考虑赛车的加速性能、换挡速度和操控性能，通过合理的齿轮比和传动比，实现发动机转速和车速的匹配，提高赛车的驱动效率和性能。

制动系统是赛车的关键安全装置，它用于控制赛车的速度和停车。

制动系统通常采用碳陶瓷制动盘和刹车钳，具有较高的耐高温性能和制动效率。

长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………………试卷编号 A 拟题教研室（或教师）签名教研室主任签名………………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次）汽车构造课程代号08020025专业汽服、车辆层次（本、专）本考试方式（开、闭卷）闭卷一、填空题（请在每小题的空格中填上正确答案。

本题总分20分，每个空1分题）1、活塞的基本构造可分为、、三个部分。

沿轴线方向成上下的锥形。

2、惯性锁环式同步器的锁止部件是，锁销式同步器的锁止部件是。

3、液力变矩器主要由、和三部分组成。

4、化油器由、、、、等五大供油装置组成。

5、大货车的万向传动装置一般由、、组成。

前置前驱轿车靠主减速器处为球笼式万向节，靠车轮处为球笼式万向节。

二、选择题（请在每小题的备选答案中，选出一个正确答案。

本题总分10分，每小题1分）1、发动机用于平衡旋转惯性力及其力矩的平衡重一般设在（）。

A. 曲轴前端B. 曲轴后端C. 曲柄上2、在排气上止点( )。

A. 进气门开启、排气门关闭B. 排气门开启、进气门关闭C. 排进气门同时开启3、以发动机转速和进气量作为基本控制参数的汽油喷射系统为（）。

A. D型汽油喷射系统B. L型汽油喷射系统C. K型汽油喷射系统4、当上行柱塞上的斜槽与柱塞套上的油孔相通时，柱塞式喷油泵（）。

A. 准备喷油B. 开始喷油C. 结束喷油5、现代轿车水冷系一般使用（）节温器。

A．蜡式B．膨胀筒式C．乙醚式第1页（共 1 页）6、液力变矩器中用于增大扭矩的零件是（）。

A. 泵轮B. 导轮C. 涡轮7、当把驱动桥架空，传动轴固定，转动一边驱动轮，另一边驱动轮必然（）转动。

A. 同向等速B. 反向等速C. 反向不等速8、子午线轮胎的帘线排列方向与轮胎子午断面（）。

A. 斜交B. 垂直C. 一致9、为调整前轮前束，转向横拉杆两端切制的螺纹（）。

大学生方程式赛车设计（发动机匹配试算与装配设计）摘要中国大学生方程式汽车大赛（简称中国FSAE）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。

各参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在一年的时间内自行设计和制造出一辆在加速、制动、操控性等方面具有优异表现的小型单人座休闲赛车，能够成功完成全部或部分赛事环节的比赛。

本文具体研究大学生方程式赛车（FSAE）发动机系统的匹配试算和结构设计，通过了解发动机的性能参数、结构参数，运用发动机原理，汽车构造等所学的知识，根据大学生方程式赛车的比赛规则及网上查询资料，对发动机进行选择。

文章主要论述如何改进发动机的进排气及冷却系统，使发动机达到预想的状态，且符合大赛的规定。

对于进排气系统采用GT-Power、FLUNT等软件进行仿真计算设计，进排气系统的优化设计，采用四个分置的进气歧管，避免了各缸进排气时间不同造成的挣气现象，使得进排气更加顺畅，提高了进气效率，从而提升发动机的动力性能。

进气系统限流阀的应用使得赛车更加安全，同时也能让学生更加的主动去学习如何改进进气系统，做成两头锥的形状，使得进气无死角，又不会违背大赛规定。

应用流体力学设计谐振腔，使得进气尽量多。

关键词：方程式赛车（FSAE），发动机，匹配，进排气Design of FSAE(trial matching and assembly design of engine)ABSTRACTFormula SAE of China (hereinafter referred to as the "Chinese FSAE") is a study by the institutions of higher learning in vehicle engineering or relevant majors participate in automotive design and manufacture of the game.This paper studies college students formula (FSAE) matching calculation and structure design of engine system. by understanding the performance parameters, the structural parameters of the engine, using the principle of engine, automobile structure knowledge, According to the rules of the Formula SAE and search Information online to choose a engine . This paper mainly discusses how to improve the intake and exhaust and cooling system of engine, the engine to achieve the desired state, and in accordance with the competition rules. For the inlet and exhaust systems,use GT-Power FLUNT to simulation calculation. Optimization design of inlet and exhaust system,ues four intake manifold split,. avoid the phenomenon of each cylinder earn gas intake and exhaust is caused by the different time, the intake and exhaust more smoothly, improves the air intake efficiency, so as to enhance the power performance of the engine. The application of limited flow valve inlet system makes the car more secure, but also can make students more active go to study how to improve the intake system, made of two cone shape, so that the intake without blind angle, without violating the contest rules. Application of fluid mechanics designing resonant cavity, so that the intake as much as possible.KEY WORDS: Formula One racing (FSAE), engine, matching, The intake and exhaust.目录第一章大学生方程式赛车简介 (1)§1.1 赛事简介 (1)§1.2愿景与使命 (1)第二章发动机的匹配 (3)§2.1发动机的匹配 (3)§2.1.1匹配的定义 (3)§2.1.2发动机匹配的应用场合 (3)§2.2 发动机的机械匹配技术 (3)§2.2.1 发动机和变速器的选型和匹配 (3)§2.2.2 设计与分析 (4)§2.2.3 主要试验项目 (5)§2.3 发动机管理系统及其开发技术 (5)§2.3.1 发动机管理系统 (5)§2.3.2 发动机管理系统开发技术 (5)§2.4 发动机的标定技术 (6)§2.4.1 发动机标定 (6)§2.4.2 发动机标定软件 (6)§2.4.3 发动机标定设备 (6)§2.4.4 发动机标定试验 (7)§2.5 其它相关电气系统的开发 (7)§2.5.1车载网络系统的开发 (7)§2.5.2 电气线束系统的开发 (7)§2.6发动机的选购 (7)§2.6.1 赛车发动机的选择原则 (7)§2.6.2 以下是国内几款常用FSAE发动机的资料 (8)第三章发动机进排气系统的匹配 (14)§3.1 FSAE进排气系统和限流阀的关系 (14)§3.2 GT-Power介绍 (15)§3.3发动机的进排气管 (15)§3.3.1 进气管长度对发动机性能影响 (17)§3.3.2排气管长度对发动机性能影响 (17)§3.4 限流阀的作用意义 (17)§3.4.1 什么是进气限制器 (18)§3.4.2 进气限制器的作用 (18)§3.4.3 为什么要有进气限制器 (19)§3.4.4 进气限制器为什么要安装在节气门之后 (20)§3.5 谐振腔CAE分析方法 (20)§3.6 进排气歧管的设计 (21)§3.7进排气最终方案 (23)§3.7.1 进排气系统UG图 (23)§3.7.2进排气CAD图 (24)第四章冷却系统匹配 (26)§4.1 冷却系统的总体布置原则 (26)§4.1.1 提高进风系数 (26)§4.1.2提高冷却液循环中的散热能力 (26)§4.2 膨胀水箱的选择 (26)§4.3 水管的设计 (27)§4.4 防冻液的选择 (27)§4.5冷却系统的固定 (28)第五章润滑系统 (29)§5.1 润滑的意义 (29)§5.2 润滑的方式 (29)§5.3 润滑系统的组成及油路 (30)§5.4 曲轴箱通风装置 (30)§5.5 机油的功用 (31)§5.6 机油的使用特性及机油添加剂 (32)§5.7 机油的分类 (33)§5.8 机油泵 (34)§5.9 机油滤清器 (35)§5.10 冷却器 (36)第六章总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (40)第一章大学生方程式赛车简介§1.1 赛事简介中国大学生方程式汽车大赛（简称中国FSAE）是一项由高等院校汽车工程或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛。

筑梦青春“方程式”——湖南大学易车FSAE赛车队小记作者：暂无来源：《发明与创新·大科技》 2015年第2期文/本刊记者李瑚当孙海超驾驶着一辆酷炫的“中国红”方程式赛车HNU-2014缓缓驶入湖南大学体育馆时，引擎的轰鸣声差点被热烈的掌声和欢呼声盖过。

在去年底举行的湖南大学2013-2014年度学生表彰大会上，易车FSAE赛车队压轴登场，“那一刻，颇有点明星走红毯的感觉”，而谈及党委书记刘克利为车队现任队长曹宇佩戴“湖大以你为荣”绶带时，这个戴着眼镜的憨厚大男孩笑得腼腆，却难掩兴奋：“当时特别自豪，倍儿爽！”不过，让曹宇感觉更爽的，是车队在去年10月举行的2014年中国大学生方程式汽车大赛上夺冠的那一刻。

“直线加速、8字环绕、高速避障、耐久赛全部第一，我们历史性地拿到了动态赛的四项单项冠军！”曹宇觉得那时的自己“超级幸福”。

在那次大赛中，易车FSAE赛车队以924.76的总分打败来自国内外的80多支大学生赛车队，拿到了包括燃油组总冠军在内的12个奖项。

“我们很荣幸见证了历史时刻，我们不负众望结局圆满，”曹宇骄傲于车队过去的成绩，同样期待未来更上一层楼，“队员们没有懈怠，他们一如既往地努力，争取在今年的德国FSG方程式汽车大赛中再创辉煌！”八年终圆冠军梦“赢了0.02秒！第一！”4.29秒，孙海超拿下直线加速赛冠军！一圈、两圈、转弯、再绕两圈，4.92秒！8字环绕赛，胡熔泽宇再次夺魁！“58秒93！湖南大学再次刷新纪录！”车手孙文驾车连贯灵活地穿梭在赛道密密麻麻的障碍桩之间，秒杀对手，夺得高速避障项目桂冠！“当我们拿到耐久赛第一，赛车冲过龙门时现场几近疯狂，队员们拿着旗子飞奔过去，大家都十分激动，我们这些年的付出都有了回报！”车队经理魏帅回想当初，依然激动不已。

作为一支老牌劲旅，湖南大学易车FSAE赛车队夺冠并不意外，但让人吃惊的是，这却是被业界称为“无冕之王”的车队成立8年来，首次斩获燃油组总冠军头衔。

一、研究背景和意义（一）研究背景中国大学生电动方程式大赛于2013年首次举办，在现如今资源短缺和环境污染的两大社会难题下，此项大赛的开展为中国电动汽车行业发展做出了有力的推动。

为了保证参赛大学生能够按时完成赛车的制作，大赛组委会不定期开展各方面培训，培训项目涵盖整车的设计制造、成本营销及结构分析等。

通过培训使学生能够合同协作、自主创新，从而提升参赛队员的综合能力，为国内电动汽车行业培养一批具有工程基础的高水平人才。

作为一项以安全和竞速为主题的全国性赛事，参与赛事的比赛车辆必须满足大赛制定的规则，并在比赛前完成所有的车检程序，在车检合格后方可进入比赛区域进行比赛。

以此为背景，研究中国大学生方程式赛车动力匹配设计。

（二）研究意义依托大学生方程式赛车研发项目，在前几代电车动力系统研发技术基础之上，设计了新的赛车动力系统。

对电机参数、传动比、电池组容量及电池组数等进行了匹配设计及选型；通过软件的仿真，验证所设计的动力系统能够满足赛车性能需求，所以中国大学生方程式赛车动力匹配设计具有极其重要的现实意义。

二、国内外研究现状（一）国内研究状况相比于国外赛事发展，国内FSAE起步较晚。

最早是在2006年九月，由台湾南台科技大学自主完成的赛车在日本参加FSAE大赛。

2008年，湖南大学完成中国内地第一辆大学生方程式赛车设计，并在美国洛杉矶SAE西部赛上取得新秀第四名的好成绩。

同年，FSAE赛事在哈尔滨举办的全国车辆工程教学指导委员会年会中得到了广泛关注。

通过委员会的邀请，同济大学李理光教授对大赛在中国进行的意义、世界各国开展情况、赛事的成本以及对大赛在国内开展的初步设想进行了详细的主题报告，在年会上产生了巨大的反响。

随着国际大赛影响力的不断扩大，中国FSAE大赛开始迅速发展。

2010年，中国汽车工程学会和易车网联合发起了中国的第一届大学生方程式赛车比赛(FSC)。

中国大学生方程式汽车大赛是一项由高等院校车辆工程专业或汽车相关专业在校学生组队参加的汽车设计与制造比赛，同时具有着专业的裁判团队。

毕业设计（论文）题目大学生方程式赛车设计（制动与行走系统设计）2013年5月30日大学生方程式赛车制动与行走系统设计摘要Formula SAE自1978年在美国第一次举办以来，现已成为一项顶尖的国际赛事。

按比赛规定，赛车必须在加速，制动和操控性能方面表现出色。

其中，为保障车辆和驾驶人员的安全，赛车的制动与行走系统设计显得尤为重要。

本文主要阐述了Formula SAE赛车的制动与行走系统设计过程。

本次设计参照上代及其他参赛团体的赛车，进行了整体优化。

本文在分析大赛规则及往届成型赛车的基础上，通过计算分析设计出制动与行走系统的总体方案。

其中，制动系统以制动器为核心，设计出制动操纵机构（踏板装置）及制动操纵驱动机构（II型液压双回路）。

行走系统以轮胎为核心，依次进行轮辋、轮毂、立柱的设计。

本次设计在分析研究国外经典赛车基础上，参照实物及经典模型，利用UG对各零件进行三维建模和装配，利用CAD、CAXA等软件建立模型进行运动干涉分析，保证设计的合理性及优良性。

最后，本次设计运用UG等软件，对制动系统中的连接件、紧固件、制动盘、制动踏板、制动油路等和行走系统中的立柱、轮毂、轮辋进行了仿真及有限元分析，并制造出样件，对样件装车试验，取得良好效果。

最终本设计的结果，确保了本赛车具有出色的制动性和在极限工况下的安全性。

关键词：赛车，制动及行走系统，优化，仿真，有限元分析COLLEGE STUDENTS'FORMULA RACINGBRAKE AND WALKING SYSTEM DESIGNABSTRACTFormula SAE held in the United States for the first time since 1978, has now become a top international event. The car's design must be in acceleration, braking and handling performance. Among them, in order to guarantee the safety of the vehicle and driver, braking and walking system design is especially important.This article mainly elaborated the Formula SAE racing car brake and walking system design process. Design with reference to the parent group and other participants of the car, on the whole optimization. Based on the analysis of the competition rules and past molding car, on the basis of analysis by calculation braking and walking system overall scheme are given. Among them, the braking system to brake as the core, designed the brake operating mechanism and brake control driving mechanism. Walking system to tire as the core, in turn to carry on the rim, hub, pillar design. Refer to physical objects and the classic case in design process, the parts to make use of UG three-dimensional modeling and assembly, optimize the braking control drive mechanism, using CAD, CAXA, such as motion interference analysis, to ensure the rationality of the design and the optimal benign.Using software such as UG, the design of the braking system of the fittings, fasteners, brake pedal, brake disc and walking system such as columns, in the hub, rim has carried on the simulation and finite element analysis, to ensure that this car has good brake and safety under limit conditions.KEY WORDS:car, brake and walking system, optimization, simulation, finite element analysis符号说明d轮缸活塞直径,mmwD主缸活塞直径,mmmF地面制动力,NBF制动踏板力,NpF车轮与地面的附着力,NϕG汽车前轴静负荷,N1G汽车后轴静负荷,N2h质心高度,mmgL轴距,mmL汽车质心离前轴的水平距离,mm1L汽车质心离后轴的水平距离,mm2m汽车总质量,kgaR车轮有效半径,mmer车轮滚动半径,mmeT制动器对车轮的制动力矩,N·mfp管路液压,MPaV主缸工作容积,mm3mV单个轮缸工作容积,mm3wv汽车行驶速度m/sx制动踏板行程,mmpZ地面对前轴的法向反力,N1Z地面对后轴的法向反力,N2β制动力分配系数ϕ同步附着系数δ制动轮缸的活塞行程,mmη踏板机构及制动主缸的机械效率目录第一章概述 (1)§1.1 大学生方程式赛车简介 (1)§1.2 制动系统的重要性 (1)§1.3 行走系统的功用 (1)第二章制动系设计 (3)§2.1 制动系应满足的主要要求 (3)§2.2 制动器的结构型式及选择 (3)§2.2.1 鼓式制动器 (4)§2.2.2 盘式制动器 (5)§2.3 制动系的主要参数及其选择 (7)§2.3.1 制动力与制动力分配系数 (7)§2.3.2 同步附着系数 (10)§2.3.3 制动器最大制动力矩 (10)§2.3.4 制动器因数 (11)§2.3.5 制动器的机构参数与摩擦系数 (11)第三章制动器的设计计算 (13)§3.1 摩擦衬块磨损特性的计算 (13)§3.2 制动器的热容量和温升的核算 (14)§3.3 盘式制动器制动力矩的计算 (16)§3.4 驻车制动计算 (17)第四章制动器主要零件的结构设计 (19)§4.1 制动盘 (19)§4.2 制动钳 (19)§4.3 制动块 (20)§4.4 摩擦材料 (21)§4.5 制动轮缸 (21)§4.6 制动器间隙的调整方法及相应机构 (21)第五章制动驱动机构的结构型式选择及设计计算 (23)§5.1 制动驱动机构的结构型式选择 (23)§5.2 制动管路的分路系统 (25)§5.3 液压制动驱动机构的设计计算 (26)§5.3.1 制动轮缸直径与工作容积 (26)§5.3.2 制动主缸直径与工作容积 (27)§5.3.3 制动踏板力与踏板行程 (28)§5.3.4 制动主缸的形式 (29)第六章行走系统的设计 (30)§6.1 汽车行驶系统概述 (30)§6.1.1 轮胎 (31)§6.1.2 轮辋 (31)§6.1.3 轮毂 (32)§6.1.4 立柱 (33)§6.2 强度校核 (34)§6.2.1 制动盘紧固螺栓的校核 (34)§6.2.2 轮毂螺栓的校核 (35)第七章结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)附录 (41)第一章概述§1.1 大学生方程式赛车简介目前，中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。

中国大学生汽车方程式大赛赞助策划书天内所FSC车队 2012年3月一．关于FSAE1.FSAE的历史Formula SAE，是由各国SAE，即汽车工程师协会举办的面向在读或毕业7个月以内的本科生或研究生举办的一项学生方程式赛车比赛。

自1981年创办以来，FSAE已发展成为每年由7个国家举办的9场赛事所组成，并有数百支来自全球顶级高校的车队参与的青年工程师盛会。

SAE方程式（Formula SAE）系列赛源于1978年。

第一次比赛于1981年在美国波斯顿举行，13支队伍中有11支完赛。

2.FSAE的性质与目的SAE方程式（Formula SAE）系列赛将挑战本科生、研究生团队构思、设计与制造小型具有越野性能的方程式赛车的能力。

为给车队最大的设计弹性和自我表达创意和想象力的空间，在整车设计方面将会限制很少。

赛前车队通常用8至12个月组的时间设计、建造、测试和准备赛车。

在与来自世界各地的大学代表队的比较中，赛事给了车队证明和展示其创造力和工程技术能力的机会。

3.FSAE在国外的举办情况美国大学生方程式汽车大赛早在1981年就开始举办，历经29年的发展已具有一定规模，迄今为止美国共举办了35场FSAE大赛。

从2009年扩展到每年三场，分别在密歇根、加利福尼和维吉尼亚三地举办，近200支车队报名参加，为美国汽车产业发展和壮大奠定了坚实人才基础日本FSAE项目起步不是很早，但是通过日本主办方六年的努力，日本大奖赛迅猛发展，如今业已成为亚太地区重要的FSAE赛事。

2008年日本FSAE大赛有近80只队伍报名，最终有六十二只参赛队参赛，其中有很多国外车队，如中国台湾车队，泰国、伊朗、印度车队等。

同样在泰国也有类似FSAE比赛，每年有十几只国内队伍参与角逐，优胜队伍将被送往日本或美国比赛二．FSAE在中国1.大赛宗旨首届中国大学生方程式汽车大赛(Formula SAE of china)是由中国汽车工程学会主办、中国机械教育指导委员会车辆工程分会、中国汽车工程学会教育分会、易车集团协办的国家级大学生竞赛，是教育部高度重视的汽车行业水平最高的大学生竞赛。

大学生方程式赛车设计（总体设计）摘要本次毕业设计为期二个多月，进行了方程式赛车的总体设计。

在设计中，主要运用了对比分析的方法，各项参数通过优化设计和UG、MATLAB等进行优化。

初期阶段，我们根据2011年大学生方程式汽车大赛规则确定了赛车整体布置方案，并进行论证与分析，初步确定赛车主要参数。

通过计算与对比，确定发动机型号，初选传动系最大传动比、最小传动比。

中期阶段，我们设计中使用UG6.0三维软件对各个零部件总成进行建模和整体装配，并进行悬架、转向的运动干涉分析。

利用发动机动力特性曲线特点，用MATLAB软件绘制出赛车驱动力-行驶阻力平衡图、加速度曲线图等，并详细计算赛车燃油经济性。

最后阶段，利用UG7.5进行导出赛车总体布置二维工程图，并制成总体参数表，并将第一代赛车与第二代赛车进行对比分析。

对于考虑到的实际生产中可能发生变化的悬架、车架和转向部件，预留方案。

通过本次毕业设计，了解和掌握了对汽车进行总体设计的步骤和方法，巩固了本专业的所学的专业知识，增强了搜集资料、整合资料的能力，这些将为我毕业以后从事汽车设计工作打下良好的基础。

关键词：FSAE，总体参数，参数确定，总布置、赛车动力性、燃油经济性特殊符号m a 汽车总质量kgV 最高车速km/hL 轴距 mmB1 前轮距 mmB2 后轮距 mmR 最小转弯半径mmhg 满载时质心高度mmhgˊ空载时质心高度mmD 轮胎直径mmB 轮胎宽度mmP 轮胎气压MPA 汽车迎风面积F 滚动阻力系数C空气阻力系数Do i驱动桥主减速比g i变速器传动比F汽车行驶使的空气阻力w1g i变速器Ⅰ挡传动比F车轮与路面的附着力ϕm汽车总质量au汽车行驶速度aP发动机最大功率emaxT发动机转矩eP为克服滚动阻力所消耗的功率fϕ轮胎与路面的附着系数η传动系效率tQ是百公里油耗s目录第一章FSAE赛车总体概况 (1)§1.1 FSAE赛车起源 (1)§1.2 FSAE赛车现状 (2)§1.2.1国际赛车概况 (2)§1.2.2国内赛车概况 (2)§1.2.3我校赛车概况 (2)§1.3 FSAE赛车总体设计概述 (3)§1.3.1汽车设计的规律、决策与设计过程 (3)§1.3.2 FSAE赛车主要技术要求 (3)§1.3.3 第二代赛车设计目标 (4)§1.3.4 FSAE赛车项目意义 (5)第二章FSAE赛车总体设计 (7)§2.1 总体设计目标 (7)§2.2 赛车目标参数的初步确定 (8)§2.2.1 发动机选择 (9)§2.2.2 轮胎的选择 (10)§2.2.3 传动系最小传动比的确定 (11)§2.2.4 传动系最大传动比的确定 (11)§2.3 赛车发动机选型 (12)§2.4 赛车主要设计参数的确定 (13)§2.4.1 尺寸参数 (13)§2.4.2 质量参数 (14)§2.4.3 性能参数 (15)§2.5 赛车各系统设计 (17)§2.5.1 悬架系统设计 (18)§2.5.2 转向系统设计 (19)§2.5.3 制动系统设计 (19)§2.5.4 电器系统设计 (21)§2.5.5 车身设计 (23)§2.5.6 车架设计 (23)第三章赛车动力性与燃油经济性 (25)§3.1 汽车的动力性 (25)§3.1.1 动力性的评价指标 (25)§3.1.2驱动力—行驶阻力图 (25)§3.1.3 汽车的加速能力 (28)§3.1.4 动力特性图 (29)§3.1.5 功率平衡 (31)§3.2 燃油经济性 (32)第四章赛车总体布置 (33)§4.1整车布置的基准线（面）-零线的确定 (33)§4.2各部件的布置 (34)§4.3总体设计参数表 (36)第五章结论 (37)参考文献 ........................................................... 错误！未定义书签。