赛车制动系统设计设计

wrc汽车设计原理WRC汽车设计原理WRC（World Rally Championship，世界拉力锦标赛）是世界上最高级别的汽车拉力赛事，其参赛车辆的设计原理是其赛事成功的关键之一。

WRC汽车设计原理包括车体结构、发动机性能、悬挂系统、刹车系统等多个方面，下面将逐一进行介绍。

一、车体结构WRC赛车的车体结构是为了提供足够的刚性和安全性而设计的。

车体采用轻质材料制造，如碳纤维复合材料等，以减轻车重并提高车辆的操控性能。

此外，车体还采用了加强结构，如加强型保险杠、承载式底盘等，以提高车辆的抗冲击能力和安全性能。

二、发动机性能WRC赛车搭载的发动机通常是由汽油发动机改装而来的，具有出色的动力和响应性能。

这些发动机经过调校，以提供高扭矩和高转速的输出，以适应各种路况和比赛要求。

此外，发动机还配备了先进的涡轮增压系统和燃油喷射技术，以提高燃烧效率和动力输出。

三、悬挂系统WRC赛车的悬挂系统是为了适应复杂的路况和高速行驶而设计的。

悬挂系统采用了专业的赛车悬挂组件，如可调节式减震器、强化悬挂臂等，以提高车辆的稳定性和操控性能。

此外，悬挂系统还配备了防倾杆、防滚杆等装置，以减少车辆的侧倾和提高悬挂刚度。

四、刹车系统WRC赛车的刹车系统是为了提供强大的制动力和耐久性而设计的。

刹车系统采用了高性能的刹车盘和刹车片，以提供更大的制动力和更好的散热性能。

此外，刹车系统还配备了专业的刹车液和刹车泵，以提高刹车的响应性和耐用性。

WRC汽车的设计原理是为了在复杂的赛道条件下提供出色的性能和操控性能。

车体结构的轻量化和加强、发动机的高性能和响应性、悬挂系统的稳定性和操控性、刹车系统的制动力和耐久性等方面的设计，都是为了实现赛车的高速行驶和稳定操控的目标。

WRC赛车的设计原理不仅仅是为了赛事的成功，也为普通消费者提供了参考和借鉴，以提高汽车的性能和安全性。

一、设计步骤设计背景：本文基于扬州大学力行车队的方程式赛车进行研究，阐述 FSAE赛车动力系统匹配现状与发展的相关问题。

通过对方程式赛车的电机参数、传动比、电池组容量进行匹配设计，借以寻找一种有效的动力系统优化思路。

在保证赛车动力系统运行水平的基础上，持续改进系统功能及其运行策略，最终进一步提高FSAE 赛车动力系统的运行能力，使得所设计以及制造的方程式赛车能够满足FSAE赛事比赛的要求。

主要内容如下：（1）参考对比国内高校方程式赛车电动汽车的整车布置方式，设计本文所要求设计的扬州大学电动方程式赛车的布置方式；（2）以本校电动赛车基本参数和设计目标为基础进行动力系统参数设计，对电机、传动装置及能源系统进行结构设计和总体性能计算；（3）使用CATIA软件进行系统建模，对电机、电池、控制器以及驱动桥的位置进行合理布置，做好动力系统的总布置图；（4）按照设计任务书中对赛车的动力性和经济性的要求，对赛车的动力系统进行参数匹配，最终确定整车动力系统组成部分的选型。

在Optimum Lap软件中建立赛道模型，通过软件分析方程式赛车的比赛工况；（5）基于CRUISE软件进行赛车的性能仿真，对影响赛车的经济性与动力性的几个因素进行分析，验证所设计的动力系统各部分参数的准确性；二、设计思路图1-3 整体设计技术路线三、设计内容赛车的设计是从赛车的总布置开始，涉及车架、车身、底盘、传动、转动、可靠性和稳定性测试等多方面内容[13]。

纯电动赛车与传统的燃油赛车相比，由于动力源的差异，所以纯电动赛车没有发动机和油箱，代之以动力电池系统以及电机驱动系统。

FSEC纯电动方程式赛车是本着对传统车辆的加速、制动和操纵性能进行创新设计，赛车的总布置是一个穿插赛车设计始末的过程，总布置的确定对赛车的性能有着重要的影响。

三、系统布置整个赛车的组成结构如图2-2所示，主要有驱动系统、能源系统、车架车身、底盘系统等基本结构要素。

图 2-2 整车部分系统布置四、控制系统由于FSAE赛车实质上就是一辆纯电动汽车，因此赛车的动力系统也与纯电动汽车相似，都是由电机和电机控制器组成。

128AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计基于巴哈赛车制动系统设计唐星华　刘展钊1.广西交通职业技术学院汽车工程学院　广西南宁市　5300002.北部湾大学机械与船舶海洋工程学院　广西钦州市　535011摘 要： 基于符合巴哈大赛规则的前提下，以Z14巴哈赛车作为研究对象，运用UG 进行三维建模，ANSYS 对制动踏板进行拓扑优化,设计出一款轻量化最优、零部件装配合理、前后制动力可自行调节的制动系统，设计后的制动踏板为190g，为赛车的设计提供参考意义。

关键词：拓扑优化　装配合理　制动系统　UG 1　引言巴哈大赛 （简称BSC 大赛）是由中国汽车工程学会主办，邀请各院校学生自行设计和制作一款小型越野赛车的竞赛，大赛对制动有着明确规定对制动必须有一个独立的双缸制动主缸系统，即是在一个主缸内有两个独立分开的油缸，当其中一个油缸失效时，另一个油缸仍能继续工作。

本文设计的Z14巴哈赛车（以下简称“Z14”）为一个典型的双缸制动主缸的结构，一个油缸用于前轮制动器，另一个油缸用于后轮制动器，除了两个油缸的压力是独立形成的外，双缸制动主缸的工作原理是将制动踏板产生的机械力转化成液压力。

制动系统是巴哈赛车的主要组成部分，其制动性能影响着赛车驾驶员的人身安全及财产安全，制动踏板在材料及结构设计不合理的情况下会发生断裂现象[1]。

制动踏板作为驱动制动主杠的主要关键，对赛车制动踏板的强度及材料有着较高的要求，在过往的众多车队中，制动设计采用固定式平衡设计，本文以UG 建模设计出一款可自动调节的制动总成系统，制动踏板采用ANSYS 拓扑优化设计，对相关赛车设计有一定的指导意义。

制动主缸的选用对巴哈赛车有着不同要求，因为行驶的路况一般为坑洼路面、泥水混合的路面上行驶，必须体积小，安装孔位置合适，以下为Z14赛车的制动主缸及卡钳的选用。

2　Z14赛车卡钳主缸的选定2.1　卡钳的选用巴哈赛车行驶路况恶劣，在少数情况下，车轮会处于悬空状态，结合赛车本身情况， Z14的制动系统采用前后轮分开的双主缸，双回路设计，保证前后任意一个制动主缸失效后赛车仍具有制动作用，可提高驾驶安全性，Z14后卡钳采用铝制自制双活塞卡钳，选择高强度的7075铝合金材料进行CNC 数控加工。

FSAE方程式赛车制动系统设计FSAE是一种由学生组成的赛车设计团队，致力于设计、制造和竞争一辆性能卓越且符合国际赛车设计规范的方程式赛车。

在设计一辆完整的方程式赛车时，制动系统是其中一个非常重要的组成部分。

本文将探讨FSAE方程式赛车制动系统设计的一些关键方面。

首先，制动系统的主要目标是确保车辆能够安全、稳定地减速和停止。

为了达到这个目标，设计团队需要考虑以下几个因素：1.制动系统的选择：FSAE赛车通常采用盘式制动系统。

这种制动系统由刹车盘、刹车卡钳和刹车片组成。

团队需要选择适合方程式赛车的轻量化、高性能的刹车组件。

2.制动盘和刹车卡钳的选材：制动盘和刹车卡钳的选材是关键。

由于方程式赛车需要具有优异的强度和耐热性能，通常会选择轻量化的铝合金材料。

同时，刹车卡钳的结构设计也需要考虑到刹车片的更换和调整。

3.刹车液的选择：刹车液的选择对制动系统的性能有着重要影响。

团队需要选择具有较高沸点和低压缩性的刹车液，以提高系统的热稳定性和刹车响应。

4.刹车片的选材和设计：刹车片的选材和设计也非常重要。

团队可以选择高性能的碳陶瓷复合材料刹车片，从而提高刹车性能和耐磨性能。

5.动力分配：制动系统不仅仅是减速和停车的工具，还可以用来调整赛车的动力分配。

通过设计不同直径的刹车盘和刹车卡钳，可以实现更好的动力分配和转向性能。

除了上述因素外1.刹车平衡：为了确保车辆能够稳定地减速，制动系统需要具有适当的刹车平衡。

团队需要通过改变刹车盘和刹车卡钳的尺寸和比例来实现最佳的刹车平衡。

2.刹车系统调校：团队需要对制动系统进行细致的调校，以确保能够在各种条件下提供稳定、可控的刹车性能。

这包括调整刹车盘和刹车卡钳的位置、刹车卡钳的垫片和刹车片的厚度等。

3.刹车冷却：在高强度的赛车比赛中，刹车系统往往会发热。

为了保持制动系统的稳定性，团队需要设计适当的冷却系统，如通风道和散热片，以有效散去热量。

总结起来，FSAE方程式赛车制动系统设计需要考虑多种因素，包括制动系统的选择、刹车盘和刹车卡钳的选材、刹车液的选择、刹车片的选材和设计、动力分配等。

方程式赛车制动系统的设计与分析周超;刘兵【摘要】根据方程式赛车要求设计出一套具有最佳制动性能、轻量化、人机工程的制动系统,应用CATIA建立制动系统三维模型,并导入到ANSYS中进行优化分析与改进,为方程式赛车制动系统的应用提供指导.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】5页(P32-36)【关键词】方程式赛车;制动系统;CATIA建模;ANSYS优化分析【作者】周超;刘兵【作者单位】浙江农林大学工程学院,浙江杭州 311300;浙江农林大学工程学院,浙江杭州 311300【正文语种】中文【中图分类】U463.50 引言大学生方程式比赛于1981年由美国车辆工程师学会创立，被誉为“学界的F1方程式比赛”，中国于2011年举办第一届大学生方程式大赛。

众所周知，制动系统是汽车底盘上的一个重要系统，直接影响到汽车的行驶安全以及驾驶员的操控感受。

随着汽车工业的不断发展，制动系统也不断出现了新的技术，比如ABS(AntilockBrake System)防抱死系统、HSA(Hill Start Assist)车辆坡道起步辅助系统等。

文中涉及的题目为FSC方程式赛车制动系统设计，目的在于设计制造出一套在符合大赛规则的基础上具有最佳制动性能、轻量化、人机工程的制动系统。

1 制动系统的主要结构组成1.1 盘式制动器的主要结构盘式制动器主要由以端面为摩擦副的旋转工作的元件——金属圆盘构成，称之为制动盘。

摩擦元件通过轮缸的压力从两侧夹紧制动盘产生摩擦力从而产生制动效果。

固定元件通常有较多种结构形式，大体上可将盘式制动器分为钳盘式和全盘式两类。

其组成主要包括制动盘和摩擦片[1]。

在钳盘式制动器中，促动摩擦片摩擦制动盘的装置叫作卡钳，安装在固定元件上，横跨于制动盘两端，按照卡钳的结构种类可以分为定钳盘式和浮钳盘式两种[2]。

定钳盘式制动器的结构示意图如图1所示。

图1 定钳盘式制动器的结构示意图卡钳被固定在固定元件车桥上，既不能旋转也不能沿制动盘轴向移动[3]。

大学生方程式赛车设计（制动与行走系统设计）摘要Formula SAE赛事1980年在美国举办第一次比赛，现在已经是为汽车工程学会的学生成员举办的一项国际赛事，其目的是设计、制造一辆小型的高性能方程式赛车，并使用这辆自行设计和制造的赛车参加比赛。

中国大学生方程式赛车比赛的组织与开展始于2010年，至今已成功举办了三届。

本文主要阐述了在中国大学生方程式汽车大赛组委会制定的规则下，如何设计一辆Formula SAE 赛车的制动系统。

设计采用的是前盘后盘的液压双回路制动系方案。

它的工作原理是利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动趋势，亦即由制动踏板的踏板力通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过轮缸活塞推使制动衬片夹紧制动盘产生摩擦力矩，从而产生制动力，使车轮减速直至停车。

由于赛车本身质量较小，很多地方不能按常规的设计方法进行设计，我主要采用了市场调研的方法，先选取一些类似的车型，依据它们的制动系统结合赛车的实际情况反复验证，通过极限算法计算出完全制动时制动盘的最小尺寸。

同时在极限工况下对几个危险截面的零件的强度进行了校核，使其满足要求。

同时利用UG软件进行了建模，以辅助后续工作的顺利进行。

关键词：Formula SAE，赛车，制动，校核FORMULA RACING BRAKE AND WALKINGSYSTEM DESIGNABSTRACTFormula-SAE launched in the USA in 1980, Formula-SAE is now an international competition for Society of Automotive Engineers student members to form teams for the purpose of designing, building and competing in a small high-performance race car.The article discusses how to design a Formula SAE car's braking system。

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。

FSAE方程式赛车制动系统的设计乔军奎;陶文锦;孙博【摘要】提出了一套适用于FSAE方程式赛车制动系统设计的方法,包括零部件的匹配和制动性能的仿真.从FSAE比赛规则出发,分析了比赛对赛车制动性能的要求,确定了赛车制动系统的形式.通过对赛车在不同制动强度下的受力分析,初步分配了赛车的前后制动力,再以此为基础匹配了制动主缸、制动器和制动盘.在AMESim仿真环境下建立了整车制动系统的模型,并与Simulink中建立的三自由度整车模型进行了联合仿真.仿真结果表明,赛车在中等强度、大强度制动时的制动性能均满足设计要求,通过与实车试验的对比,验证了仿真模型的正确性和有效性.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2012(002)002【总页数】8页(P139-146)【关键词】方程式赛车;制动系统;匹配;联合仿真;制动性能【作者】乔军奎;陶文锦;孙博【作者单位】北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U463.5由美国车辆工程师学会于1979年开办的FSAE（Formula SAE）国际学生方程式赛车，在国际上被视为是“学界的F1方程式赛车”。

比赛过程要求各参赛队伍按照赛事规则和赛车制造标准，在1年的时间内自行设计和制造出1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。

比赛分为静态赛和动态赛两项。

静态项目包括制造成本报告、营销报告和技术设计报告；动态项目包括直线加速、8字环绕、高速避障、耐久赛和燃油经济性测试[1]。

目前，很多文献都是研究乘用车和商用车的制动系统的设计，前后制动力的匹配等，都是以ECE制动法规和GB12676 — 1999给出的制动要求为前提[2]。

然而FSAE 方程式赛车是一种比较特殊的车型，因为车的设计目的是参赛，以及涉及到轮胎等与传统车辆的不同因素，所以不能一味地以乘用车的标准去设计。

优秀论文审核通过未经允许切勿外传摘要Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。

本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。

然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。

除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。

最后对制动性能进行了详细分析。

关键字：制动、盘式制动器、液压AbstractFormula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will will be for design of the provisions of the Chinese calendar.This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting components braking and channel settings and the analysis of brake performance.Key words:braking,braking disc,)的汽车上。