第38卷 第11期 2016-11
【33】FSAE方程式赛车进气系统设计
Design on intake system of FSAE racing car
汤 沛1,2，倪骁骅1，赵雪晶1，刘 锐2，魏民祥2
TANG Pei1,2, NI Xiao-hua1, ZHAO Xue-jing1, LIU Rui2, WEI Min-xiang2
（1.盐城工学院 汽车学院，盐城 210016；2.南京航空航天大学 能源与动力学院，南京 210016）摘 要：研究分析S.FSAE方程式赛车进气总管的渐缩角与扩张角、稳压腔的容积大小以及进气歧管的内径与长度对充气效率的影响关系。结合CATIA软件绘图、FLUENT软件对赛车进气系统进行流场分析，运用GT-POWER软件仿真试验得出优化数据。分析结果得出进气总管的渐缩角为18°、扩张角为6°、进气歧管的长度为180mm、稳压腔体积为2.9L时进气效果最优。关键词：FSAE方程式赛车；进气系统；优化设计中图分类号：TK413 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2016)11-0033-04
收稿日期：2016-09-09基金项目：江苏省普通高校研究生科研创新计划（KYLX-0244）作者简介：汤沛（1981 -），男，江苏盐城人，博士研究生，主要从事发动机仿真设计工作
。0 引言
自2010年第一届中国FSC比赛以来，中国FSC始终
致力于培养国内优秀汽车人才，考验未来一批汽车人的
各方面能力。中国FSC比赛规定赛事所用发动机排量小
于600cc，且在进气系统的进气总管处设有20mm的限流
阀；同时也规定出进气顺序为：空滤—节气门—总管
（内设限流阀）—稳压腔—歧管—发动机。在以上这些
限制条件下，设计出的赛车要取得更好的成绩，并能使
发动机工况处于最佳状态，这就要求进气系统做出更合
理的设计，并尽可能提高充气效率。本次的研究目的主
要是对进气系统进行优化设计，并验证优化结果。
第５１卷第３期 Ｖ０ｌ ５ｌ Ｎｏ．３ 农业装备与车辆工程 ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ２０１３年３月 Ｍａｒｃｈ ２０１３
ｄｏｉ：１０：３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—３１４２．２０１３．０３，００２
基于ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ的ＦＳＡＥ赛车前悬架参数优化分析
钟文军，鲁植雄，刁秀永，谢鹏
（２１００３１江苏省南京市南京农业大学工学院）
［摘要］基于ＣＡＤ建立了ＦＳＡＥ“宁远０２”赛车的二维三视图模型，获得了前悬架的关键硬点坐标，在ＡＤＡＭＳ 中建立了前悬架多刚体动力学模型并进行了平行轮跳仿真，通过分析仿真结果，对前轮外倾角、主销后倾角、前 束、主销内倾角为优化目标，运用了ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ，采用二水平部分因子实验设计方法，对影响前轮定位参数 因素进行灵敏度分析，优化了灵敏度较高的因素。优化后前轮定位参数随轮跳的变化得到了改善，有利于提高 整车的操纵稳定性。 ［关键词］ＦＳＡＥ赛车；ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ；前轮定位参数；优化设计 ［中图分类号］Ｕ４６１．６；Ｕ４６９．６＋９６ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７３—３１４２（２０１３）０３—０００６—０３
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｆｒｏｎｔ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｏｆ ＦＳＡＥ Ｒａｃｉｎｇ Ｃａｒ ｗｉｔｈ ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ
Ｚｈｏｎｇ Ｗｅ￣ｕｎ，Ｌｕ Ｚｈｉｘｉｏｎｇ，Ｄｉａｏ Ｘｉｕｙｏｎｇ，Ｘｉｅ Ｐｅｎｇ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｉｔｙ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ２１００３１，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］２Ｄ ＣＡＤ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＦＳＡＥ”ＮｉｎｇＹｕａｎ ０２”ｒａｃｉｎｇ ｃａｒ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｋｅｙ ｈａｒｄ ｐｏｉｎｔ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｂｏｄｙ ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ ＡＤＡＭＳ．Ｔｈｅ ｐａｒａｌｌｅｌ ｗｈｅｅｌ ｊｕｍｐ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ，ｃａｍｂｅｒ ａｎｇｌｅ，ｋｉｎｇｐｉｎ ｃａｓｔｅｒ，ｆｏｒｍｅｒ ｂｕｎｃｈ ａｎｄ ｋｉｎｇｐｉｎ ｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＡＤＡＭＳ／ＩｎｓｉＳｔ．．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｉｔｈ ｓｅｃｏｎｄ ｌｅｖｅｌ ｆａｃｔｏｒｉａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ ｊｕｍｐ ｗｅｒｅ ｉｍｐｍｖｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｕｅｉｎｇ ｅａｒ ｗａｓ ｉｍｐｍ＊ｅｄ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ＦＳＡＥ ｒａｃｉｎｇ ｅａｒ； ＡＤＡＭＳ／Ｉｎｓｉｇｈｔ；ｆｒｏｎｔ ｗｈｅｅｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｏｐｔｉ ｉｚａｔｉ０ｎ ｄｅｓｉｇｎ
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。
加速踏板制动踏板整车控制器电机控制器驱动电机传动系统车轮动力电池系统电机驱动子系统充电接口动力电池DCDC辅助电池车载电器辅助电器子系统电池管理系统车轮控制系统
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。
附件一
毕业设计任务书
设计（论文）题目
FSAE赛车转向系统设计及性能分析
学院名称 汽车与交通工程学院
专 业 （班 级） 车辆工程
姓 名 （学 号） 胡嗣林
指 导 教 师 张代胜
系（教研室）负责人 卢剑伟 FSAE赛车转向系统设计及性能分析任务书及开题报告资料
1 / 11 一、毕业设计（论文）的主要内容及要求（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养的能力）
背景：中国汽车工业已处于大国地位，但还不是强国。从制造业大国迈向产业强国已成为中国汽车人的首要目标，而人才的培养是实现产业强国目标的基础保障之一。中国大学生方程式汽车大赛（以下简称"FSAE"）是中国汽车工程学会及其合作会员单位，在学习和总结美、日、德等国家相关经验的基础上，结合中国国情，精心打造的一项全新赛事。
FSAE活动由各高等院校汽车工程或与汽车相关专业的在校学生组队参加。FSAE要求各参赛队按照赛事规则和赛车制造标准，自行设计和制造方程式类型的小型单人座休闲赛车，并携该车参加全部或部分赛事环节。比赛过程中，参赛队不仅要阐述设计理念，还要由评审裁判对该车进行若干项性能测试项目。
在比赛过程中，参赛队员能充分将所学的理论知识运用于实践中。同时，还学习到组织管理、市场营销、物流运输、汽车运动等多方面知识，培养了良好的人际沟通能力和团队合作精神，成为符合社会需求的全面人才。
大学生方程式赛车活动将以院校为单位组织学生参与，赛事组织的目的主要有：
一是重点培养学生的设计、制造能力、成本控制能力和团队沟通协作能力，使学生能够尽快适应企业需求，为企业挑选优秀适用人才提供平台；
