【正文】 本如表 。 為了降低節(jié)能車的整備質量，車架在保證強度、剛度的前提下要盡量輕量化。 19 ? 剎車裝配線等結構需要從車內穿過，以免與地面接觸造成摩擦 。 車架設計條件 （ 1） 大賽對車架設計規(guī)則 參賽車輛必須為 3 輪以上（包括 3 輪），要求其結構無論在停止還是行駛時都為 3輪以上（包括 3 輪）結構且能自行站立 。當然，三個輪子的，在輪胎規(guī)格一致的情況下，滾動阻力一定比四輪的要小。那么將三個外部因素集中起來考慮的話，節(jié)能車的節(jié)油特性研究的重點主要就放在了車架輕量化及降低空氣阻力這兩個方面的。在設計賽車的過程中：由于發(fā)動機構特征對復雜，故使用拆除減重能減輕的重量有限；由于比賽中的發(fā)動機拆除了變速箱，采用直接傳動，因此傳動系統(tǒng)不做深刻討論，那么節(jié)能賽車的節(jié)油性關鍵點就集中在了三個外部阻力因素上。 3） 動阻力 國外的實驗研究表明：當滾動阻力減小 1N 時，燃油消耗量減少 ，或估算為 f 每減少 10 時，可節(jié)省燃油達 %～ %。 為克服空氣阻力而消耗的發(fā)動機功率與汽車行駛速度的立方成正比，汽車速度不高時，空氣阻力對汽車的燃油消耗影響不大，因此在城區(qū)，由于行駛車速低，對油耗影響較小。因此，在汽車上廣泛采用輕質材料，減輕汽車自重，是提高汽車燃油經濟性 的一個重要 17 方向。裝載質量為最大貨運質量與最大客運質量之和。隨著變速器檔位的增加，增加了選用合適檔位使發(fā)動機處于經濟工作狀況的機會，從而保證汽車的經濟性愈好。 （ 2）傳動系 汽車傳動系對燃油消耗的影響，取決于傳動效率、變速器檔數(shù)與傳動比。 （ 1）發(fā)動機 發(fā)動機對燃油經濟性的影響因素主要有壓縮比、燃油供給、功率利用率等。 影響燃油經濟性的因素 從上面的分析結果可以看出來，主要有三組因素影響汽車燃油消耗：發(fā)動機、傳動系統(tǒng)和外部阻力因素。 因為比賽過程中的比的是節(jié)能，所以說設計上都是比較輕便的結構，加入回儲備設備勢必增加整車重量并且使賽車結構變得更為復雜。第三個積分可以改寫，取 假定 對 成對稱分布，則有 ， ，而有 式中為 標準差， 為方差，把它帶入速度表達式。 在非勻速行駛時，由式 ，考慮到加速和減速，平路行駛的關系式為 把積分式展開： 第一個積分等于平均行駛速 乘以時間 T ?？傻玫揭粋€簡單關系式子 這就表明，只要發(fā)動機和特性轉換裝置的效率高，而同時滾動阻力，空氣阻力和上坡阻力小，那么然后消耗是很低的，阻力低就意味著車重 G ，輪胎滾動阻力系數(shù) ，空氣阻力系數(shù) 以及橫截面積 A 都應該小。先考慮勻速行駛的情況，再考慮變速行駛的情況。下面將要計算帶有內燃機的汽車燃油消耗。從而有針對性地進行研究分析，得到更為 合理的布局及整車的配置。 圖 各種材料的車 身 14 第三章 節(jié)能車油耗分析研究 節(jié)能賽車的比賽除了要自主的設計及制作節(jié)能車以外，還需要考慮各種因素對比賽成績 —— 油耗的影響。 車身材料 縱觀往屆大賽，在倡導節(jié)能環(huán)保的大前提下，車身可謂形式各樣，有竹子車身、布車身 、紙質車身、玻璃鋼材料車身、碳纖維車身、鋁制車身等，如圖 。圖中為活塞桿轉向結構，其中轉向臂的角度應保證前輪胎中心與后輪胎中心連接成線，如圖 。 12 （ 2） 阿卡曼式，即梯形結構，如圖 。但是，要使左右車輪完全平行進行的定位調整很難，在小轉彎時車軸會發(fā)生很大的移動，必須保證有充足的空間不會碰到車身、車架。 轉向方案 考慮到車輛的結構形式，并結合所設計車輛為特定比賽車輛的特殊性，以及比場地的因素，常見的節(jié)能車轉向方法如下： （ 1） 中央支撐式，如圖 。三個輪胎均使用高氣壓輪胎，目的在于減小接地面積。 圖 12 英寸輪胎 綜合考慮以上幾種輪胎形式，最終采用 20 英寸的自行車專用胎。 （ 3） 20 寸電動自行車 專用胎如圖 20寸電動自行 車專用胎 圖 20英寸節(jié)能車專用輪胎 圖 20英寸自行車專用胎 11 電動車專用胎在行駛過程中車軸能夠受到的側向力比較大，而且這種車輪比較利于布置剎車系統(tǒng)，但是電動車專用胎的花紋行駛阻力太大且車輪太重不適合比賽用，故我校賽車在制作過程中放棄了該方案。 （ 2） 20 英寸自行車專用胎，如圖 ，圖中采用的輪胎尺寸為 20 英寸，在采用自行車輪胎是要注意的一點為自行車在行駛過程中車輪和車軸是不受側向力作用的，但是在節(jié)能車的結構形式中，車輪和車軸是要受到側向力作用的。以往比賽中，輪胎的種類基本分為一下幾種。 在設計過程中，輪胎的選取也是十分重要的環(huán)節(jié)。因此 ,汽車節(jié)油和環(huán)保問題日益突出 ,面對有限的石油資源和國家能源戰(zhàn)略遇到的威脅與挑戰(zhàn) ,汽車節(jié)能與環(huán)保技術已成為汽車技術領域的研發(fā)熱點。一方面 ,我國汽車節(jié)油技術的應用有限 ,燃油的使用效率普遍不高 ,汽車百公里耗油約比發(fā)達國家高 20%〔 1〕 。鑒于上述同步帶優(yōu)點，我校 “ 鋒帆 ” 車隊決定采用同步帶傳動。傳動時的線速度可達50m/s，傳動比可達 10，效率可達 98%。同步帶傳 動由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運動和動力，故帶與帶輪之間無相對滑動，能保證準確的傳動比。 同步帶傳動 相比而言，同步帶可以緩和沖擊，吸收震動，且傳動效率也比較高。防止脫鏈要保重很高的嚙合度。傳動方式主要有以下幾種： 軸傳動 如圖 軸傳動是利用發(fā)動機輸出軸直接連接后輪軸，該方式傳動效率高，但使整車的重心偏離了車體中 心線，降低了穩(wěn)定性。該機最大功率 ，最低燃油消耗率 367g/千瓦時。 3） 鋁制材料價格便宜，與碳纖維等一些高級材料相比雖然在強度和重量方面具有一定的差距，但在價格方面卻無疑有著明顯的優(yōu)勢，從而降低了車輛的制作成本。其優(yōu)點主要為： 1） 鋁制材料這里主要選取鋁合金，其質量較鋼材較輕，而且在設計合理的前提條件下能讓車架保持足夠的強度。 2） 鋁制梯形車架 。根據車輪的布置方式車架主要有以下幾種結構。因此在車架的設計制造上的要求只涉及到安全方面，可以放手去做，在車架的制造階段最終要的是結構力學，用最少的材料制造出符合要求的車架，長、寬、高必須在規(guī)定的尺寸內盡量滿足，還要對車手的安全性有保障。 綜合上述幾種結構的優(yōu)缺點，在節(jié)能為主的前提條件下，又要同時保證良好的操穩(wěn)性和 行駛安全性，因此，確定節(jié)能競技車的車輪布置形式為前兩輪后一輪圖 圖 輪的布置形式 6 的布置形式。首先 ,由于其四輪著地 ,相比三輪車來說接地面積大 ,這無疑就提高了車 輛在行駛過程中的行駛阻力， 前兩輪后兩輪具體布置形式如圖 所示。前一輪后兩輪的具體布置形式如圖 所示。但是這種方案的行駛穩(wěn)定性較差 ,尤其是轉向行駛穩(wěn)定性不好 ,在車速較快時轉向容易翻車 ,這將大大降低節(jié)能競技車的行駛安全性。 4 第二章節(jié)能競技車總體設計方案確定 在節(jié)能競技車總體布置形式的確定中應該充分考慮到節(jié)能競技車制作的簡易性、行駛穩(wěn)定性和行駛阻力的大小。 本文選題的目的就是在本田節(jié)能競技大賽的背景與第七屆參賽節(jié)能競技車的基礎下 ,研發(fā)一款節(jié)能競技車。車身設計的重點在于外形美觀、輕重量和較低的空氣阻力系數(shù)。發(fā)動機的改造無疑是各賽車隊攻關的重點 ,也是節(jié)能減排技術發(fā)展的主導性方向 。 汽車節(jié)能減排的重要性不言而喻 ,考慮到當前我國的汽車節(jié)能技術發(fā)展的實際情況 ,除了要積極推進以混合動力、燃料電池、先進柴油、醇類汽車等為代表的新能源汽車技術的發(fā)展外 ,另一個推進汽車節(jié)能減排工作的措施就是大力研究開發(fā)適合我國現(xiàn)階段汽車行業(yè)技術現(xiàn)狀 ,并適合大量在用汽車的高性能節(jié)能產品。據國家環(huán)保總局測算 ,2021 年中國汽車排放污染在城市大氣污染中所占比例高達 79%。 2021 年 ,中國每一輛汽車的年均耗油是 ,中國進口的原油有 30%被汽車消耗 ,而這一比例在今后將升至 50%。2021 年 ,中國對進口石油的依賴增至年需求總量的 47%,2021 年中國的原油凈進口量為 13884 萬噸。節(jié)能競技大賽作為節(jié)能環(huán)保領域的社會活動之一今后將繼續(xù)在中國舉辦 ,Honda 希望通過這項賽事 ,為社會節(jié)能、環(huán)保意識的提高做出貢獻。在生產領域 ,Honda 在全球推行“綠色工廠”體系 ,制定獨自的企業(yè)目標 ,努力降低產品生產環(huán)節(jié)的能源消耗和污染物以及溫室氣體 CO:的排放?！? 節(jié)能、環(huán)保是 Honda 一直致力解決的重要課題之一。同時 ,比賽也為參賽者提供體驗親手制作賽車的樂趣的機會 ,提高實踐能力。常州機電職業(yè)技術學院 2021 年首次參加到這項賽事中來 ,在 2021 年第7 屆 Honda 中國節(jié)能競技大賽中 ,常州機電職業(yè)技術學院鋒帆號跑出了。同時 ,這項比賽也逐漸向海外擴展 ,泰國、巴基斯坦、俄羅斯、韓國等的參賽者相繼參加了日本的比賽 ,上海同濟大學也從 2021 年開始制作賽車去日本參賽。由于有著極高的樂趣性和廣泛的參與性 ,在日本 ,每年都有來自初中、高中和大學等的學校代表隊、企業(yè)代表隊 ,以及來自社會上的共約 500 支車隊 ,創(chuàng)作出具有新穎構思和創(chuàng)意的賽車參加比賽。比賽要求參賽車輛使用統(tǒng)一的 Honda 低油耗汽油發(fā)動機 ,發(fā)動機以外的車架和車身等完全由各車隊獨自創(chuàng)作 ,每支參賽隊帶來的都是世界上獨一無二的賽車。其中要求參加比賽的車輛 均搭載由五羊本田提供的 125CC 化油器四沖程發(fā)動機。這就需要對節(jié)能車的行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等各系統(tǒng)以及車身、車架、駕駛員作合理的設計選擇。自然資源日漸減少尤其是石油資源這些都預示著當今的汽車發(fā)招必須以節(jié)能為主題。 常州機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文） 作 者： 何光亮 學 號： 31230201 系 部： 車輛工程系 專 業(yè)： 汽車電子技術 題 目： 本田節(jié)能競技大賽節(jié)能車設計 校內指導教師： 鄭利鋒 企業(yè)指導教師 吳翔 評閱者： 2021 年 4 月 畢業(yè)設計（論文）中文摘要 隨著近年來社會環(huán)境越來越差，污染越來越嚴重。能源節(jié)約，環(huán)境保護問題也就經漸漸受到人們越來越多的關注。根據 Honda中國