【正文】 護(hù)罩、連接緊固件等。（4）制動(dòng)系統(tǒng) 主要部件包括：制動(dòng)管線、制動(dòng)塊、卡鉗、液壓缸/泵、制動(dòng)盤、平衡桿、比例閥、連接緊固件等。（6）車輪 主要部件包括：輪輞、帶耳螺母、輪胎、氣門嘴、車輪平衡塊、輪轂軸承、前/后輪轂、車輪安裝螺栓、連接緊固件等。（8）其他 主要部件包括：座椅、車載滅火系統(tǒng)、安全帶、車架/車身涂裝、防火隔板、后視鏡、安全護(hù)罩、頭枕/約束保護(hù)等。 賽車目標(biāo)參數(shù)的初步確定經(jīng)過(guò)對(duì)第一代賽車分析及其在比賽中反饋的種種信息，初定第二代賽車主要參數(shù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)選擇1. 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 根據(jù)做設(shè)計(jì)汽車應(yīng)達(dá)到的最高車速（Km/h），用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（發(fā)動(dòng)機(jī)功率滾動(dòng)阻力功率+空氣阻力功率） （21）式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（Kw) ——傳動(dòng)系效率（變速器、傳動(dòng)軸、萬(wàn)向節(jié)、主減速器）， W——汽車總重量（N)，初選 ——滾動(dòng)阻力系數(shù)，= ——最高車速，初選=150Km/h ——空氣阻力系數(shù)，初選= ——汽車正面投影面積（），取前輪距B1總高H， 得， 分析：可能取值偏大，則2. 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速確定用下式計(jì)算確定 （22）式中，為最大轉(zhuǎn)矩（） 為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加到發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力。 為最大功率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，乘用車汽油機(jī)一般在30007000r/min，作為賽車，最大功率轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)高于乘用車，初選=7000r/min。采用值大的發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換擋次數(shù)，減輕賽車手疲勞，減少傳動(dòng)系的磨損和降低油耗。167。 輪胎與車輪對(duì)汽車的許多重要性能，包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、通過(guò)性、操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性及行駛安全性和汽車的承載能力都有影響。2. 賽車輪胎與民用車輪胎區(qū)別 民用車的車胎講究的是耐用性和可以全天候使用，不管冬天還是夏天，刮風(fēng)還是下雨都可以正常使用，而且壽命非常長(zhǎng)，可達(dá)3萬(wàn)公里或者更長(zhǎng)。賽車輪胎的橡膠會(huì)在達(dá)到工作溫度的時(shí)候變成半融化狀態(tài)，就像輪子上涂了膠水一樣把車粘在地上，不容易出現(xiàn)打滑，剎車距離也比民用輪胎短非常多。如果裝在賽車上使用，不僅重量非常重，而且極易出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，對(duì)賽車來(lái)說(shuō)將是一種災(zāi)難。當(dāng)比賽中遇到下雨的天氣時(shí)，車隊(duì)會(huì)換上雨胎，雨胎的質(zhì)地非常軟，可以在低溫下仍然產(chǎn)生高摩擦力并且很好地排水，但是在干燥的路面上極易磨損，而且抓地力非常小。所以各車隊(duì)不僅應(yīng)該選擇一套好的干胎，同樣需要選擇一套好的雨胎。 輪胎初定錦湖雨胎，型號(hào)為180/530 R13,。167。 式中，為驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑，； 為變速器最高檔傳動(dòng)比，=； 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速，=13000rpm； 得，=（~），但是與實(shí)際不是很符合，我們根據(jù)去年經(jīng)驗(yàn)，我們初選=。 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為變速器I擋傳動(dòng)比與主減速比的乘積。 故 （26）式中：G—作用在汽車上的重力，—汽車質(zhì)量，—重力加速度，=2352N；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=；—主減速器傳動(dòng)比，=9； —傳動(dòng)系效率。故=85%。賽車主要行駛于平直路面，對(duì)爬坡能力幾乎沒(méi)有要求，但是考慮到賽場(chǎng)條件與平時(shí)實(shí)際訓(xùn)練，初選=176。φ （27）式中，φ為道路附著系數(shù)，在瀝青混凝土干路面，φ=~，取φ= ≤=與實(shí)際情況向結(jié)合，我們選變速器=。 賽車發(fā)動(dòng)機(jī)選型第一代賽車采用大賽組委會(huì)提供的CF188發(fā)動(dòng)機(jī)，但其重量大，轉(zhuǎn)速相對(duì)低等不足，對(duì)于第二代賽車，決定在符合大賽規(guī)則的前提下選用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過(guò)一番對(duì)比和選擇，我們最終選擇CBR600發(fā)動(dòng)機(jī)，是一款本田公路賽摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)，主要參數(shù)如下：表22 CF188和CBR600發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)對(duì)比CF188CBR600型式單缸，四沖程，化油器四缸，四沖程，電噴排量493cc599cc壓縮比:1:1最大凈功率24kw/6500rpm86kw/13000rpm最大扭矩 CBR600發(fā)動(dòng)機(jī)與CF188發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩的特點(diǎn)，將為第二代賽車提供更加強(qiáng)大的動(dòng)力輸出，同時(shí)，電噴的應(yīng)用將使賽車在擁有強(qiáng)大動(dòng)力的同時(shí)，還將具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 賽車主要設(shè)計(jì)參數(shù)的確定167。1. 外廓尺寸 汽車的長(zhǎng)、寬、高稱為汽車的外廓尺寸?？傞L(zhǎng)等于軸距、前懸和后懸之和。 賽車寬度由賽車手與車身造型決定，同時(shí)也應(yīng)保證布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。60)mm，對(duì)于賽車而言具有參考意義。2. 軸距L軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響。此外，軸距還對(duì)軸荷分配、傳動(dòng)軸夾角有影響。對(duì)于賽車而言，賽車更強(qiáng)調(diào)機(jī)動(dòng)性，因此軸距應(yīng)適當(dāng)?shù)娜《桃恍?。改變汽車輪距B會(huì)影響賽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化。，輪距不宜過(guò)大。3. 前懸LF和后懸LR前懸尺寸LF對(duì)汽車通過(guò)性、碰撞安全性、駕駛員視野及其汽車造型等均有影響。后懸尺寸LR同樣影響汽車通過(guò)性，并取決于軸距和軸荷分配的要求。 質(zhì)量參數(shù) 汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量m0、載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量ma、軸荷分配等。整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性有影響。在日常工作中，搜集大量同類型汽車各總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合目標(biāo)車輛設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、工藝水平等初步估算各總成、部件的質(zhì)量，再累計(jì)構(gòu)成整車整備質(zhì)量。載質(zhì)量越輕，賽車總質(zhì)量相對(duì)越輕。3. 質(zhì)量系數(shù) 質(zhì)量系數(shù)是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即=me/，值越大，說(shuō)明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。對(duì)于第二代賽車而言，賽車的總質(zhì)量ma等于整備質(zhì)量m0、載質(zhì)量me兩大部分組成，即ma=m0+me。軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的許多使用性能如牽引性、通過(guò)性、操縱性、制動(dòng)性等有影響，它主要受汽車的驅(qū)動(dòng)形式、發(fā)動(dòng)機(jī)的位置、汽車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、車頭形式和使用條件決定。 性能參數(shù) 汽車的性能參數(shù)主要包括動(dòng)力性參數(shù)、燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、通過(guò)性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、制動(dòng)性參數(shù)、舒適性。（1） 最高車速 最高車速是指汽車滿載是在水平良好的路面（混凝土或?yàn)r青）所能達(dá)到的最高行駛速度。對(duì)于最高車速大于100km/h的汽車，加速時(shí)間常用加速到100km/h所需的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)。汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量（L/100km）來(lái)評(píng)價(jià)。3. 汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支撐平面上的軌跡圓的直徑，稱為汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑。對(duì)于賽車而言，影響汽車的因素有汽車轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，應(yīng)取小些。5. 操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)參數(shù)較多，與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的有： （1）轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定程度的轉(zhuǎn)向不足。的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差作為評(píng)價(jià)參數(shù)，此參數(shù)在1176。為宜。的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3176。 （3）制動(dòng)前俯角 為了不影響乘坐舒適性，176。目前常用制動(dòng)距離、平均制動(dòng)減速度和行車制動(dòng)的踏板力及應(yīng)急制動(dòng)時(shí)的操縱力來(lái)評(píng)價(jià)制動(dòng)效能。 賽車各系統(tǒng)設(shè)計(jì)FSAE賽車區(qū)別于民用車，和專業(yè)的FF3等專業(yè)賽車也是有一定區(qū)別，它具有自己獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，故而吸引無(wú)數(shù)大學(xué)瘋狂的投入FSAE賽車的設(shè)計(jì)。我校第二代賽車采用國(guó)內(nèi)外FSAE普遍應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)中置后驅(qū)的布置方式，各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如表27：表27 第二代賽車各系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)CBR600，四缸，四沖程，電噴排量599cc最大功率86kw/13000rpm最大扭矩車架33kg，4130鋼，鋼管桁架式懸架不等長(zhǎng)雙橫臂獨(dú)立懸架轉(zhuǎn)向齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)制動(dòng)串聯(lián)雙腔制動(dòng)總泵控制的Ⅱ型雙回路液壓盤式制動(dòng)輪胎輪輞輪胎：錦湖180/530 R13，輪輞：FM 138車身玻璃纖維167。懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)大學(xué)生方程式汽車大賽的比賽規(guī)則及賽車設(shè)計(jì)具體參數(shù)要求，參考各種賽車懸架資料，分析各種懸架類型的優(yōu)缺點(diǎn)，并最終確定適合賽車運(yùn)動(dòng)的懸架形式不等長(zhǎng)雙橫臂式螺旋彈簧獨(dú)立懸架。獨(dú)立懸架有多種結(jié)構(gòu)形式，如雙橫臂式，燭式，麥弗遜式等。由于賽車采用較大的彈性剛度，雙橫臂懸架運(yùn)動(dòng)空間不足的特點(diǎn)也不會(huì)造成很大影響。該系統(tǒng)采用將彈性元件內(nèi)置于車身外殼中的形式，這樣可以降低高速行駛中的風(fēng)阻，避免了避震彈簧上的橫向力影響，減小了由于橫向力而造成的車身振動(dòng)，并且減小了懸架運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。真實(shí)比賽中，由于天氣、溫度、賽道形式等因素，需要通過(guò)不同的懸架參數(shù)設(shè)定來(lái)確保賽車的表現(xiàn)，通過(guò)獨(dú)特的機(jī)構(gòu)，可以方便地改變懸架參數(shù)，達(dá)到比賽需要。 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)賽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是關(guān)系到賽車性能的主要系統(tǒng)，它是用來(lái)保持或者改變賽車行駛方向的機(jī)構(gòu)，在賽車行駛時(shí)，保證各轉(zhuǎn)向輪之間有協(xié)調(diào)的轉(zhuǎn)角關(guān)系。 由于在轉(zhuǎn)向節(jié)臂、橫拉桿以及齒條機(jī)構(gòu)的連接必然存在微小的間隙，如果將轉(zhuǎn)向梯形后置將會(huì)帶來(lái)的結(jié)果是在車輛入彎時(shí)由于整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)將受到來(lái)自轉(zhuǎn)向輪的力，此作用力會(huì)壓縮連接部件之間的間隙，導(dǎo)致稍微增加轉(zhuǎn)向角度，造成微小的轉(zhuǎn)向過(guò)度感，不利于在彎中的操控性。轉(zhuǎn)向不足對(duì)車手來(lái)說(shuō)是一種穩(wěn)定的可控工況。齒輪齒條轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，成本低，工作可靠。167。1. 制動(dòng)器方案的確定汽車制動(dòng)器幾乎均為機(jī)械摩擦式的，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生力矩使汽車減速或停車。按摩擦副中的固定元件的結(jié)構(gòu)來(lái)分，盤式制動(dòng)器分為鉗盤式和全盤式制動(dòng)器兩大類。根據(jù)大學(xué)生方程式賽車賽事規(guī)則，賽車制動(dòng)系統(tǒng)配備的制動(dòng)系統(tǒng)必須有兩套獨(dú)立的液壓回路，以防系統(tǒng)泄露或失效時(shí)，至少在兩輪上還保持有有效地制動(dòng)力。結(jié)合賽事規(guī)則和賽車具體情況，第二代賽車采用盤式制動(dòng)器。根據(jù)制動(dòng)力源的不同，制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般可分為簡(jiǎn)單制動(dòng)、動(dòng)力制動(dòng)和伺服制動(dòng)三大類。液壓式簡(jiǎn)單制動(dòng)系（通常簡(jiǎn)稱為液壓制動(dòng)系）用于行車制動(dòng)裝置。故第二代賽車中采用液壓式的動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)作為制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案。 雙軸汽車的液壓式制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙回路系統(tǒng)有多種形式，其中常見(jiàn)的有五種，分別是II、X、HI、LL、HH型。X型的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，一回路失效時(shí)仍能保持50%的制動(dòng)效能，并且制動(dòng)力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒(méi)有變化，保證了制動(dòng)時(shí)與整車負(fù)荷的適應(yīng)性。因此，采用這種分路方案的汽車，其主銷偏移距應(yīng)取負(fù)值（至20mm），這樣，不平衡的制動(dòng)力使車輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，改善了汽車的方向穩(wěn)定性，多用于中、小型轎車。LL型和HH型在任意回路失效時(shí)，前、后制動(dòng)力比值均與正常情況相同，剩余總制動(dòng)力可達(dá)正常值的50%左右。綜合上述情況，第二代賽車選用II型回路系統(tǒng)。制動(dòng)主缸由灰鑄鐵制造，也可以采用低碳鋼冷擠成形；活塞可有灰鑄鐵、鋁合金或中碳鋼制造。 電器系統(tǒng)設(shè)計(jì)電器與電子設(shè)備是方程式賽車的重要組成部分，其性能的好壞會(huì)直接影響到賽車的經(jīng)濟(jì)性、可靠性與安全性。參考CBR600的整車電路原理圖進(jìn)行整車電路的設(shè)計(jì)，點(diǎn)火系統(tǒng)要能產(chǎn)生足夠高的次級(jí)電壓，且點(diǎn)火電壓能隨發(fā)動(dòng)機(jī)的工況而改變；要有足夠的點(diǎn)火能量保證跳火后能夠確保可燃混合氣迅速燃燒；點(diǎn)火時(shí)刻要適當(dāng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工況下能夠調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角確?？扇蓟旌蠚獾娜紵皶r(shí)、完全；起動(dòng)部分起動(dòng)機(jī)能夠提供足夠的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠可靠且快速的起動(dòng)；儀表的設(shè)計(jì)要保證儀表顯示準(zhǔn)確，在駕駛艙內(nèi)可以看的清楚。啟動(dòng)系統(tǒng)采用有輔助繼電器的起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，儀表設(shè)有檔位顯示和時(shí)速表，檔位的顯示采用二極管直接照明，時(shí)速表采用電子式指針?biāo)俣缺恚^機(jī)械式時(shí)速表工作更可靠。根據(jù)整車電氣原理圖、線束專用件清單進(jìn)行設(shè)計(jì)，完整正確的體現(xiàn)整車電氣系統(tǒng)的功能，根據(jù)原理圖分配用電設(shè)備的電源類型、保險(xiǎn)絲容量、搭鐵位置。電氣系統(tǒng)的整體布置不僅影響到整車電氣系統(tǒng)工作的可靠性，對(duì)線束的的長(zhǎng)度、重量也有影響。線束沿鋼管布置，便于固定。整流器位于外側(cè)，也有利于散熱。167。 第二代賽車采用的是玻璃鋼車身，覆蓋位置為車頭和駕駛艙。首先根據(jù)車架外形設(shè)計(jì)車身外形，并制作泡沫塑料模型。由于泡沫塑料非常容易加工，可以采用純手工制作。采用泡沫塑料制作模型最大的好處在于成本低，加工方便。 把泡沫塑料模型作為一個(gè)陽(yáng)模，在其外表上涂抹一層樹(shù)脂，開(kāi)始敷設(shè)玻璃纖維布。在樹(shù)脂充分固化之后，將泡沫塑料模型從固化的玻璃鋼殼中取出。脫模后，對(duì)車殼的內(nèi)表面進(jìn)行打磨處理，除去粘連的泡沫塑料，根據(jù)具體的安裝位置，在其他部件如懸架的安裝點(diǎn)，開(kāi)孔后，便可將車殼安裝到車架上。最后對(duì)車殼進(jìn)行噴漆即完成了對(duì)車身的制作。 車架設(shè)計(jì) 車架采用的是空間桁架式結(jié)構(gòu)，其作用是為賽車所有其他部件的連接基礎(chǔ)，同時(shí)通過(guò)前、中、后防滾架的設(shè)計(jì)對(duì)駕駛艙提供保護(hù)。圖24 車架示意圖 在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能把懸架的連接點(diǎn)安排在框架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)附近以分散應(yīng)力提高連接強(qiáng)度。還要在駕駛艙側(cè)面添加足夠的側(cè)面防撞保護(hù)。在達(dá)到上述要求的同時(shí)，車架的設(shè)計(jì)還必須符合Formula SAE 比賽規(guī)則對(duì)于車架的相關(guān)規(guī)定和限制。 汽車的動(dòng)力性167。2. 汽車的加速時(shí)間常用原地起步加速時(shí)間與超車加速時(shí)間來(lái)表明汽車的加速能力。由于該賽車只在標(biāo)準(zhǔn)賽道上行駛，幾乎沒(méi)有坡度，因而不需要對(duì)最大爬坡度進(jìn)行匹配計(jì)算?！旭傋枇D1. 驅(qū)動(dòng)力 汽車的驅(qū)動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系傳至驅(qū)動(dòng)輪上得到的。無(wú)論是輪胎還是路面的這些變形都伴隨著能量的損失。 滾動(dòng)阻力系數(shù)公式： f=（1+ ua2