【正文】 栓與車 架定位連接。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 定位孔 圖 駕駛員坐板定位連接孔 圖 和圖 為鉆孔工藝與轉(zhuǎn)向桿起到定位作用，通過螺栓連接分別起到連接轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和與車架固定的作用。之間關(guān)系如三維圖所示。車架在設(shè)計(jì)中已經(jīng)進(jìn)行過受力分析，但是在制作時(shí)還必須達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)要求，特別是焊點(diǎn)的強(qiáng)度。 （ 2） 節(jié)能車 車架的制造過程必須保證所要求的強(qiáng)度。節(jié)能車車架的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 設(shè)計(jì)是根據(jù)規(guī)則要求與各部件布置確定的，制造過 程中尺寸的偏差有可能不符合規(guī)則的要求，也有可能致使部分部件不能順利安裝在車架上。 圖 車架的三維結(jié)構(gòu)圖 節(jié)能車的各零部件之間的連接關(guān)系 節(jié)能車車架是賽車的支撐體，是賽車的基本部分，對(duì)賽車起著舉足輕重的作用，因此對(duì)賽車車架的制造過程有一定的要求。因?yàn)殍旒苁綄佘嚰芫哂休^好的強(qiáng)度與剛度，加工容易，不需專業(yè)的設(shè)備與技術(shù)、材料成本與加工成本都較為低廉 ，所以參加這次節(jié)能車大賽的賽車選用的是桁架式金屬車架。該種車架的材料也可用高強(qiáng)度復(fù)合材料來代替，但是因?yàn)楦邚?qiáng)度復(fù)合材料成本較高，所以桁架式車架多是金屬制的。在質(zhì)量相等的情況下，桁架式車架往往可以得到比承載式車架(目前轎車車架的主流，所謂承載 式車架就是是用金屬制成堅(jiān)固的車身，再將發(fā)動(dòng)機(jī)、懸架等機(jī)械零件直接安裝在車身上。這種車架生產(chǎn)工藝簡單，不需要特殊的加工技術(shù)與專用的設(shè)備，只用焊接或者鉚接即可完成車架。一體式復(fù)合材料車架不易于修理、制作車架的復(fù)合材料的價(jià)格一般較貴、加工過程困難這些都是該種車架的缺點(diǎn)。復(fù)合材料與鋼或者鋁相比在同等質(zhì)量下有著更高的強(qiáng)度與剛度，所以此類車架的重量在各類車架中是最輕的。一體式車架的各組件一般都是用高壓沖壓機(jī)沖壓而成，這就需要專用的設(shè)備、模具以及較大的前期配套資金與技術(shù)投入，所以這種車架適于大規(guī)模生產(chǎn)，而不適用于中小批量生產(chǎn)。通過這樣的結(jié)合，可以使得到的一體式車架具有較小的重量。 車架的形式多種多樣，參賽的規(guī)則對(duì)車架結(jié)構(gòu)有著很多的要求，本部分首先介紹了車架的形式，然后對(duì)車架的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，最后對(duì)車架進(jìn)行了分析，確定了各管件的材料與壁厚、外徑。 針對(duì)于大學(xué)生節(jié)能車要求在等油耗情況下，不采取 ECU 智能化調(diào)節(jié)的模式，在具備基本汽車特性上的同時(shí)減輕汽車自身自重，減輕車架質(zhì)量，通過 UG 三維建模運(yùn)用 ANSYS 分析優(yōu)化車架設(shè)計(jì)。保證行車安全，在現(xiàn)代汽車上廣泛采用對(duì)乘員施加約束的安全帶、頭枕、 氣囊以及汽車碰撞時(shí)防止乘員受傷的各種緩沖和包墊裝置。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可使座位前后或上下移動(dòng)以及調(diào)節(jié)座墊和背的傾斜角度。座椅由骨架、座墊、 背和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等組成。 車身內(nèi)部的通風(fēng)、暖氣、冷氣以及空氣調(diào)節(jié)裝置是維持車內(nèi)正常環(huán)境、保證駕駛員和乘客安全舒適的重要裝置。車幾部裝飾件包括儀表板、頂篷、側(cè)壁、座椅等表面覆飾物。 封閉制鈑制制件形成了容納人、發(fā)動(dòng)機(jī)、車輪等部件的空間。客車車身多數(shù)具有明顯的骨架，而轎車車身和貨車駕駛室則沒有明顯的骨架。 汽車車身結(jié)構(gòu)主要包括：車身殼體、車門、車窗、車前鈑金制件、車身內(nèi)外裝飾件和車身附件、座椅以及通調(diào)節(jié)裝置等等。此外，車身還應(yīng)有助于提高汽車行駛穩(wěn)定性和改善發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻條件，并保證車身內(nèi)部良好的通風(fēng)。汽車車身上 的一些結(jié)構(gòu)措施和設(shè)備還有助于安全行車和減輕事故的后果。 汽車車身既是駕駛員的工作場(chǎng)所，也是承載整車機(jī)械及部件的場(chǎng)所。車架設(shè)計(jì)從車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇、管件規(guī)格選擇與力學(xué)分析方面進(jìn)行了敘述。他們可以是光頭胎，也可是有紋的 雨胎 —— 雨胎可以是如下規(guī)定的任何型號(hào)和尺寸的 有花紋和溝槽的樣式： 節(jié)能車的整體結(jié)構(gòu)形式及基本組成 車架是支撐賽車其他部件，構(gòu)成賽車主體的重要部件。 難點(diǎn)分析：因車型的布置結(jié)構(gòu)緊湊，選用此種布置發(fā)動(dòng)機(jī) 規(guī)定賽車可裝備如下兩套輪胎： 干胎 —— 在檢查時(shí)安裝在賽車上的輪胎定義為干胎。 方案二 發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng)（ RR） 優(yōu)點(diǎn)分析：動(dòng)力總成布置成一體而使機(jī)構(gòu)緊湊，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)后置，汽車前部高度有條件降低，改善駕駛員視野；同時(shí) 排氣管不必從前部向后部延伸，加上可以省掉傳動(dòng)軸，故可向內(nèi)地板凸包只需要有較低的高度用來容納操縱機(jī)構(gòu)的桿件和加強(qiáng)地板剛度即可，這就改善了后排座椅中間座位乘員出入的條件；整車整備質(zhì)量??；乘客座椅能夠布置在舒適區(qū)域；上坡行駛時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)輪上的附著力增加，爬坡能力提高；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)布置在軸距外時(shí)軸距短，汽車機(jī)動(dòng)性能好。 優(yōu)點(diǎn)分析：與后輪驅(qū)動(dòng)的乘用車相比較，前輪驅(qū)動(dòng)乘用車的前橋軸荷大，有明顯的不足轉(zhuǎn)向性能；因?yàn)榍拜喪球?qū)動(dòng)輪，所以越過障礙的能力高；主減速器和變速器裝在同一個(gè)殼體內(nèi)，動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)緊湊，且不需要在變速器與主減速器之間設(shè)置傳動(dòng)軸，車內(nèi)地板凸包高度降低，有利提高乘坐舒適性；發(fā)動(dòng)機(jī)布置在軸距外時(shí)，汽車的軸距可以縮短，因而有利于提高汽車的機(jī)動(dòng)性；汽車的散熱器布置在汽車前部，散熱條件好，發(fā)動(dòng)機(jī)可以得到足夠 的冷卻；行李箱布置在汽車后部，固有足夠大的行李箱空間；容易改裝為客貨兩用車或救護(hù)車；供暖機(jī)構(gòu)簡單，且因管路短而供暖效率高；發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器與駕駛員位置近，所以操縱機(jī)構(gòu)簡單；發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)能縮短汽車的總長，加上取消了傳動(dòng)軸等因素的影響，汽車消耗的材料明顯減少，使整備質(zhì)量減輕；發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)，原主減速器的錐齒輪需要用圓柱齒輪取代，這又降低了制造難度，同時(shí)在裝配和使用時(shí)也不必進(jìn)行齒輪調(diào)整工作，此時(shí)，變速器和主減速器可以使用同一種潤滑油。 發(fā)動(dòng)機(jī)： HLJIT3A 型； 缸徑 行程： 82； 最大功率： 24kW/6500r/min；點(diǎn)火方式： 無觸點(diǎn)、 CDI 直流點(diǎn)火； 外形尺寸： 長 x 寬 x 高（ mm）： 610 519；發(fā)動(dòng)機(jī)形式：單缸、四沖程、水冷、四氣門、頂置式凸輪軸、單平衡軸 壓縮比： :1； 最低燃油消耗率 (g/ )：≤ 340； 潤滑方式：壓力飛濺潤滑 ； 啟動(dòng)方式： 電起動(dòng) /手拉起動(dòng) 。既保持了發(fā)動(dòng)機(jī)壽命長、動(dòng)力強(qiáng)、聲音輕、省油、環(huán)保等五大特點(diǎn) 。本設(shè)計(jì)幾個(gè)方面主要包括； （ 1） 車架 的種類和型式 ； （ 2） 發(fā)動(dòng)機(jī)布置 和驅(qū)動(dòng)型式 ； （ 3）車頭和駕駛室的型式及發(fā)動(dòng)機(jī)與前軸的位置關(guān)系 ； （ 4）輪 胎的選擇 。由于鎂是地球儲(chǔ)量最豐富的金屬元素，加上它的合金材料優(yōu)點(diǎn)明顯，越來越受到汽車業(yè)的重視。據(jù)介紹，對(duì)于使用鎂金的汽車而言，一般歐洲車用鎂合金 9公斤至 20公斤，北美車用鎂合金6 公斤至 26 公斤。鎂除了重量比鋁輕以外，還具有比強(qiáng)度和比 剛度高、導(dǎo)熱導(dǎo)電性能好、阻尼減震和電磁屏蔽性好、易于加工成形、可以回收等優(yōu)點(diǎn)，是理想的金屬結(jié)構(gòu)材料。采用輕質(zhì)材料代替鋼材是近年汽車制造常用的方法，鋁材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)、輪圈、儀表板裝飾及其它零部件上，但是大量用于車身制造上還是少見，主要是受到加工技術(shù)和成本的約束。拼焊鋼板的應(yīng)用簡化了生產(chǎn)工藝、改善了構(gòu)件性能、減輕了重量。例如在負(fù)荷大的地方采用較厚的高強(qiáng)度 鋼板，而在其他部位則使用較 薄 的 高 強(qiáng) 度 鋼 板 。一種新的工藝方式則將這種順序顛倒過來，它稱為“拼焊”，就是將不同厚度和不同性能的鋼板剪裁后拼焊起來的一種鋼板，這種拼焊鋼板可以沖壓加工。汽車車身各結(jié)構(gòu)的形狀、受力不一樣，對(duì)強(qiáng)度、剛度、拉延和塑性變形的要求各有不同，一般要根據(jù)構(gòu)件的形式、要求和的使用材料來選擇沖壓工藝。高強(qiáng)度鋼已成為近年來車身制造的首選材料。 節(jié)能車的主要結(jié)構(gòu)方案確定 減輕汽車車身重量，可以減少燃油消耗，裝配更多的裝備，提高汽車的性能。在日本，超越職業(yè)、地域、年齡各種限制，每年都有來自學(xué) 校、企業(yè)以及來自社會(huì)上共約 500 多支代表隊(duì)參賽。通過體驗(yàn)比賽過程，培養(yǎng)人們豐富的創(chuàng)意和動(dòng)手能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)和創(chuàng)造帶來的樂趣。節(jié)能競(jìng)技大賽正是提供給大家一個(gè)共同來實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想和挑戰(zhàn)的舞臺(tái)。 面對(duì)環(huán)保的挑戰(zhàn)， Honda 不斷自我超越， 從 50 年前， Honda 研發(fā)出輕便、節(jié)能的 Supercub引擎開始，從不間歇、挑戰(zhàn)極限，在上世紀(jì)八十年代，成功地將 1 升汽油的行駛距離從 105 公里提升至 180 公里。在大賽中，選手們最大程度地有效利用能源，開拓思路，為創(chuàng)造全新的節(jié)能低碳生活，爭(zhēng)相展示他們的智慧與信念。自 1958 年起，擁有超前環(huán)保意識(shí)的 Honda 就開始思索起了環(huán)保課題，著手并開發(fā)了更節(jié)能更環(huán)保的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品。 大賽三個(gè)理念為： 節(jié)能減排 節(jié)能大賽是一項(xiàng)以注重能源，創(chuàng)造節(jié)約型社會(huì)為主體的活動(dòng)，希望所有參賽者能夠共享這種對(duì)地球環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)精神。 該賽事任何人都可以輕松參與，隊(duì)員們通過自我創(chuàng)意，設(shè)計(jì)出世界上獨(dú)一無二的賽車參與角逐，人們不僅可以感受到 “ 創(chuàng)造 ” 與 “ 交流 ” 的樂趣，同時(shí)還可以體會(huì)到 “ 低油耗就是環(huán)保 ” 。研究采用的技術(shù)流程如圖 所示。 研究內(nèi)容 （ 1）節(jié)能車總體方案設(shè)計(jì)； （ 2）節(jié)能車 AutoCAD 二維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核計(jì)算； （ 3）節(jié)能車制作工藝分析； （ 4）節(jié) 能車 UG 三維建模及虛擬裝配； （ 5）車架 ANSYS 有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。大學(xué)生方程式賽車滿足消費(fèi)者需求，在消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)能力承受范圍內(nèi)，適應(yīng)汽車市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，一定會(huì)在未來汽車市場(chǎng)中占有一席之地。 圖 購車考慮關(guān)系因素圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 綜上所述，大學(xué)生方程式賽車具有廣闊的市場(chǎng)空間，尤其是年齡在 1835 歲之間有駕照的男 性朋友對(duì)這款車情有獨(dú)鐘。由此可見加速性能好，安全性能高的汽車將會(huì)受到更多人的青睞。調(diào)查結(jié)果顯示：購車時(shí)考慮車的安全性的人數(shù)為 80，占總?cè)藬?shù)的 比例為 75%；其次為汽車的價(jià)格、油耗和加速性，考慮加速性的人數(shù)為 51，所占的比例為 48%。綜上所述，我們把目標(biāo)消費(fèi)群鎖定在年齡 介于1835 歲，有駕照并且家庭可支配收入可以用來支付汽車消費(fèi)的男性身上。 為了考察消費(fèi)者對(duì)本款車型的價(jià)格承受能力，我們還對(duì)受訪者的家庭年收入進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示家庭年收入在 4 萬元以上的人數(shù)比例占到約 60%，結(jié)果如圖 所示。因此本設(shè)計(jì)車會(huì)更加受到男士們的青睞。從社會(huì)心理學(xué)的角度看，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)男性的社會(huì)角色要求是堅(jiān)強(qiáng)、果敢，這都與控制性有關(guān)。一家汽車銷售店的店員表示，“每三個(gè)來買車的人中，至少有兩個(gè)是男的。據(jù)了解，男性在購車決策中的影響較大，對(duì)有駕照的受訪者進(jìn)行了調(diào)查，在購車過程中是唯一決策者或決策者之一的男性人數(shù)比例高達(dá) 86%，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖 所示。 本車型與沙灘車、卡丁車的不同之處還在于其要求駕駛者必須持有駕駛執(zhí)照，所以對(duì)受訪對(duì)象是否擁有駕照這一項(xiàng)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，其中有駕照的占到 58%，調(diào)查結(jié)果如圖 所示。其次本車的直接銷售對(duì)象為中青年，其中青年占多數(shù)，在營銷推廣中我們需要考慮他們的需求特點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)車型有很大的需求空間。不一定購買的占 36%，結(jié)果如圖 所示。 大學(xué)生方程式賽車在中國是一個(gè)新型的車型，隨著國內(nèi)油價(jià)上漲，國際原油不穩(wěn)定，到底它有沒有市場(chǎng)空間，空間有多大，我們從目標(biāo)市場(chǎng)及人們對(duì)節(jié)能車的認(rèn)識(shí)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了調(diào)查。大學(xué)生方程式賽車更能適合大眾消費(fèi)者的口味，因?yàn)樗坏哂匈愜嚨母黜?xiàng)功能和刺激而且比 F1 賽車還減少了 一些嚴(yán)格的規(guī)定和限制，如輪胎的規(guī)定、風(fēng)翼的規(guī)定、及使用電子輔助駕駛的規(guī)定等。它具有外型小巧、重心低、易操控，加速時(shí)間短、最高車速高、轉(zhuǎn)彎能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并且成本低廉、易于維修、可靠性好，逐漸引起了人們的興趣。我們國家的賽車運(yùn)動(dòng)雖說還處于起步階段，但發(fā)展勢(shì) 頭很好，各項(xiàng)賽事將是一個(gè)綜合性、立體性的傳播載體，是眾多企業(yè)展示實(shí)力與技術(shù)的一個(gè)良好平臺(tái)。如黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 F1 賽車已成為世界廣大車迷追捧的焦點(diǎn)。與此同時(shí)，汽車增購和換購的比例將會(huì)上升。 節(jié)能車國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著 對(duì)汽車安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視 ，汽車 車架 一個(gè)關(guān)鍵部件，其 結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的 質(zhì)量對(duì)整車的安全使用及整車 的經(jīng)濟(jì)性的影響 非常 巨大 的，因而對(duì) 車架 進(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是非常必要的。 在汽車技術(shù)發(fā)展日新月異的今天， “ 節(jié) 能、環(huán)保、安全 ” 已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的主題，汽車的輕量化設(shè)計(jì)對(duì)提高車輛動(dòng)力性、減少能源消耗與降低污染 、結(jié)構(gòu)輕量化 具有重要的實(shí)際意義。載運(yùn)節(jié)能汽車包括有：混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車、其他新能源（如高效儲(chǔ)能器，二甲醚）汽車等。從技術(shù)方面來講主要措施有輕量化和電子化，可以將汽車的燃料或能量消耗量、廢氣排放量減到最低。從技術(shù)方面來講主要措施有輕量化和電子化，可以將汽車的燃料或能量消耗量、廢氣排放量減到最低。 analysis of fra me conditions in bending, torsion condition, washboard road conditions and emergency situations turn static dynamic strength analysis. The results show that the stress of the frame is less than the ultimate strength of the material to meet the design requirements, but the intensity is too large, so the relatively poor economy. This frame also carried out a dynamic analysis, modal analysis a