FSAE赛车计算
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FSAE赛车设计说明书
一、整车参数与主要结构
i赛车两轴，采用中置后驱式布置，主要尺寸与质量分配如下表所示:
车型参数 赛车
总长（mm） 2540
总宽（mm） 1473
总高（满载）（mm）
1200
轴距（mm） 1650
前轮距（半）（mm） 1250
后轮距（半）（mm） 1200
前悬（mm 800
后悬（mm 90
最小离地间隙（mm 62.5
整车整备质量（kg） 300
满载质量（kg） 360
前轴负荷（满载） 169.2
后轴负荷（满载） 190.8
主销后倾角 4
主销内倾角 1
前轮前束 -0.3
前轮外倾 -1
后轮外倾 -1
后轮前束 0
迎风面积（m2） 1
轮胎型号 223/533R14
轮胎滚动半径（Rk） m 0.2665
空气阻力系数 0.35
滚动阻力系数 0.014
2、动力总成设计参数与形式：发动机采用本田摩托车 CBR600F4I的电喷发动机，排量599CC， 在未限流情况下的最高功率为 80KV，最高转速将近13000r/min。发动机通过链传动将动力
传递到驱动桥，其中链条可以采用摩托车上的 520H链条，而差速器可采用五菱之光上的 426
锥齿差速器（其内部球笼（即三指销等速万向节）是铃木羚羊上的内球笼）或者式差速器， 在差速器外壳均需要加装合适的链轮。最后，半轴根据载荷自行设计。
发动机内部减速器传动比 1.822
链传动传动比 3.5
一档速比 2.833
二档速比 2.062
三档速比 1.647
四档传动比 1.421
五档传动比
1.272
六档传动比 1.173
3、 悬架：前后悬架均采用双横臂式独立悬架。
4、 制动系统：前后轮均采用钳盘式制动。
二、FSAE赛车动力性
1. 计算目的
通过对发动机的功率、驱动力、行驶加速度、最大车速、 0-75m加速时间及加速位移等
参数的计算，可以了解 FSAE赛车整车的动力性能，为以后的设计改进提供理论基础。
2. 计算相关参数
2.1发动机参数
发动机型号 最大功率
CBR600F4I 44.1kw/9000r/mi n
CBR600F4I发动机外特性试验数据
N（ r/min） 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
Pe（ kw） 11.3 17.5 23.7 30.3 36.4 41.1 44.1
42.7
以上发动机转速与对应的功率是根据原有外特性曲线，在考虑了比赛要求需要加装
20mm的限流阀的情况下估计得到的， 与实际可能存在较大的出入， 因为计算之时发动机未
购得且未进行改装， 所以无法得到确切的数据， 但该数据仍然有较高的参考价值。 传动系统
的匹配需要参考该数据。
2.2整车参数
车型参数 赛车
总长(mm) 2440
总宽(mm) 1473
总高(空)(mm) 1200
轴距(半)(mm) 1650
前轮距(半)(mm) 1250
后轮距（半）（mm） 1200
前悬（mr）i 700 （估计）
后悬（mrj） 90
前轴负荷 169.2
后轴负荷 190.8
主销后倾角 4
主销内倾角 1
前轮前束 -0.3
前轮外倾 -1
后轮外倾 -1
后轮前束 0
整车整备质量（kg） 300
满载质量（kg） 360
迎风面积（m2） 1
轮胎型号 223/533R14
轮胎滚动半径（Rk） m 0.2665
空气阻力系数 0.35
滚动阻力系数 0.014
内部减速器传动比 1.822
链传动传动比 3.5
一档速比 2.833
二档速比 2.062
三档速比 1.647
四档传动比 1.421
五档传动比 1.272
六档传动比 1.173
3、汽车动力性能计算
汽车的动力性指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达
到的平均行驶速度。运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性， 所以动力性是汽车
各种性能中最基本、最重要的性能。
动力性评价指标主要有三个：
a、 汽车的最高车速Uamax; FSAE赛车通常受到赛道的限制无法达到最高车速
b、 汽车的加速性能（加速时间t）； FSAE赛车比赛中对于加速性能的测试是通过 75M
直线加速得到的，所以本计算书另外附加计算了 75M加速这一项。
c、 汽车的爬坡性能（最大爬坡度 imax）:对于FSAE赛车而言不需要考虑爬坡度这一 项。
动力性计算相关公式：
3.1驱动力计算公式
Ft=Ttq x iqX ioXn t/r 式中：
Ttq――发动机转矩（Nm）; ig ――变速器传动比；
io ――主减速器传动比；n t ――传动效率；r ――滚动半径（m）；
3. 2汽车行驶速度公式（在驱动轮不打滑的情况下）
ua=0.377r x n/ ig/ io
式中：ua ----- 汽车行驶速度（km/h）; n --------- 发动机转速（r/min ）;
3. 3滚动阻力系数公式
f=0.014 x（ 1+ ua2/19440）
式中： f ――滚动阻力系数；
3. 4空气阻力公式
Fw=Cd x A x ua2/21.15
式中：Fw ――空气阻力；A ――迎风面积； Cd ――空气阻力系数;
3.5动力因数
D= ( Ft— Fw) /G
式中：D ――动力因数;
3. 6滚动阻力公式
Ff= Gf
式中：G 整备质量或满载质量;
3.7加速度计算未考虑汽车旋转质量换算系数 3.8计算过程及结果（利用 matlab软件对附件程序进行运算得出结论）
1）拟合得到的外特性曲线图
发动机外特性曲线
I $ I ■ gg
4000 5000 6000 7000 8000 9000 IttJOO
上发动机转速与对应的功率是根据原有外特性曲线， 在考虑了比赛要求需要加装 20mm
的限流阀的情况下估计得到的， 与实际可能存在较大的出入， 因为计算之时发动机未购
得且未进行改装，所以无法得到确切的数据，但该数据仍然有较高的参考价值。
2) 驱动力图如下所示：
3) 下图为驱动力-行驶阻力平衡图，从图中可以得到 FSAE赛车的最高车速 Vmax为
162.1326KM/H。而比赛之中速度一般不会超过 100KM/H,所以最高车速对于该赛车的设
计而言不是特别有参考价值。
汽车驱动力一行驶瑕力平衡團 Va/(km/hi
4）考虑坡道阻力的驱动力一行驶阻力曲线， 计算得到最大爬坡度imax = 157.8882，但由于
比赛赛道并无多少坡度，所以实际上没必要考虑这个参数。
5）功率平衡图：从该图中也可以最高车速
6）加速度曲线：
从该图中可以明显得看到，在一档时赛车的最高加速度达到将近 6M/S2,比较符合本赛
车需要的高加速度要求。 3530
3000
2500
2000
1500
1000
530
I
200
30 汽车甌动力一行便旧力平衡图
50 100 1
Va/(km/h)
U 勺 U 100 liu 20U 250
逮度（如旬 汽车功率平衡團
□
□
nu
o O 7 6 5 4 3 0^0
2
14U
7) 动力因数图：
该图中可以看到赛车的动力性比较大，具有较高的加速性。通过计算可以得到最大爬坡度
imax，此赛车虽在实际中无需考虑爬坡性能， 但计算得到的结果可作为赛车动力性的一个参
考数据。
动尢I特性圉 S 7 6 5
1-
4J HU HU m 12U 謹 * Km/h)
0.9
0.8
07
0.6
05
0.4
03
02
0 1
8) 原地起步加速时间计算：
经过计算，赛车的 0-100KM/H的时间为13.52S，而行驶的距离为 211.8m。与一般的汽
车相比无较大的优势。 但可以从图中明显看到， 赛车在起步阶段加速度优势明显。 百米0 20 40 b(J 80 100 120 14U
速度(Km/h)
加速仅为5S。
速度(km/h)
