大学生方程式赛车规划布局

2026/4/29 18:09:26

车辆与动力工程学院毕业设计说明书

X型的结构也很简单,一回路失效时仍能保持50%的制动效能,并且制动力的分配系数和同步附着系数没有变化,保证了制动时与整车负荷的适应性。此时前,后各有一侧车轮有制动作用,使制动力不对称,导致前轮将朝制动起作用车轮的一侧绕主销转动,使汽车失去方向稳定性。因此,采用这种分路方案的汽车,其主销偏移距应取负值(至20mm),这样,不平衡的制动力使车轮反向转动,改善了汽车的方向稳定性,多用于中、小型轿车。

HI、LL、HH型的结构均较II型、X型复杂。LL型和HH型在任意回路失效时,前、后制动力比值均与正常情况相同,剩余总制动力可达正常值的50%左右。HI型单用一轴半回路时剩余制动力较大,但此时与LL型一样,紧急制动情况下后轮很容易先抱死。

综合上述情况,第二代赛车选用II型回路系统。 4.制动主缸形式的选择

图2-2 串联双腔制动主缸内部结构

现代汽车制动主缸的形式有单腔和串联双腔制动主缸,根据大赛要求,每个液压回路必须有其专属的储油罐,因此初步确定采用串联双腔形式的制动主缸,但考虑赛车的总体布局和空间问题,不排除采用并联单腔制动主缸的可能。

制动主缸由灰铸铁制造,也可以采用低碳钢冷挤成形;活塞可有灰铸铁、铝合金或中碳钢制造。 §2.5.4 电器系统设计

电器与电子设备是方程式赛车的重要组成部分,其性能的好坏会直接影响到赛车的经济性、可靠性与安全性。电气系统的设计在保证安全性、可靠性和经济性的基础上尽量使线路简单,容易制造。

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1.电气系统总体方案

参考CBR600的整车电路原理图进行整车电路的设计,点火系统要能产生足够高的次级电压,且点火电压能随发动机的工况而改变;要有足够的点火能量保证跳火后能够确保可燃混合气迅速燃烧;点火时刻要适当,在发动机不同的工况下能够调节点火提前角确保可燃混合气的燃烧及时、完全;起动部分起动机能够提供足够的转矩和转速,使发动机能够可靠且快速的起动;仪表的设计要保证仪表显示准确,在驾驶舱内可以看的清楚。

根据以上的要求,点火系统采用电子点火可以改善传统点火系统的不足,传统点火系的不足有:工作可靠性差,次级电压不稳定,点火能量低,对火花塞积碳敏感且对无线电干扰大。启动系统采用有辅助继电器的起动机驱动电路,仪表设有档位显示和时速表,档位的显示采用二极管直接照明,时速表采用电子式指针速度表,较机械式时速表工作更可靠。

2.电气系统线束的总体布置方案

本次方程式赛车的电气系统的线路较简单,所以采用一个主线束,布置方案根据整车的接线图和电器总成进行设计。根据整车电气原理图、线束专用件清单进行设计,完整正确的体现整车电气系统的功能,根据原理图分配用电设备的电源类型、保险丝容量、搭铁位置。根据线束所处的工作环境及在汽车内的空间布置合理选择电线的保护层和固定方式。

电气系统的整体布置不仅影响到整车电气系统工作的可靠性,对线束的的长度、重量也有影响。此次方程式赛车的线束整体布置方案如图2-3所示。线束沿钢管布置,便于固定。

图2-3 线束整体布置方案示意图

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该布置的优点在于线束便于固定,散热风扇在车身的导风口后方,有助于水箱的冷却。整流器位于外侧,也有利于散热。另外线束的长度也比较短。 §2.5.5 车身设计

大学生方程式赛车传承了F1赛车车身低矮、车身短、行驶稳等优点,低矮和流线型的车身使赛车在快速行驶过程中,可以增加轮胎与地面的附着力,减小空气阻力,提高赛车的操作稳定性。

第二代赛车采用的是玻璃钢车身,覆盖位置为车头和驾驶舱。 车身的制作过程是制作泡沫塑料模型-敷设玻璃纤维布并涂刷树脂-固化-脱模-表面处理-喷漆。首先根据车架外形设计车身外形,并制作泡沫塑料模型。采用整块的泡沫塑料加工成形。由于泡沫塑料非常容易加工,可以采用纯手工制作。在制作完成之后需要用砂纸将表面打磨光滑。采用泡沫塑料制作模型最大的好处在于成本低,加工方便。成本仅为一般的玻璃钢木模和石膏模几十甚至上百分之一,同时可以使用简单的工具手工操作,完全不受加工条件的限制。

把泡沫塑料模型作为一个阳模,在其外表上涂抹一层树脂,开始敷设玻璃纤维布。一共需要敷设5 层以获得所需要的强度。在树脂充分固化之后,将泡沫塑料模型从固化的玻璃钢壳中取出。由于树脂会将外壳和泡沫塑料牢固地粘结在一起,所以取出的过程对泡沫塑料模型来说是破坏性的。脱模后,对车壳的内表面进行打磨处理,除去粘连的泡沫塑料,根据具体的安装位置,在其他部件如悬架的安装点,开孔后,便可将车壳安装到车架上。对车壳进行表面处理,首先使用原子灰作为腻子将车壳表面填平,使用#0砂纸对车壳进行打磨,在车壳表面基本光滑之后,使用#360 水砂纸进行抛光。最后对车壳进行喷漆即完成了对车身的制作。 §2.5.6 车架设计

车架采用的是空间桁架式结构,其作用是为赛车所有其他部件的连接基础,同时通过前、中、后防滚架的设计对驾驶舱提供保护。样车车架的设计模型如图2-4所示。

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图2-4 车架示意图

在设计时尽可能把悬架的连接点安排在框架结构的节点附近以分散应力提高连接强度。同时要使中防滚架和后防滚架之间的外包络面完全覆盖驾驶员的驾驶位置,并留有一定的空隙作为缓冲。还要在驾驶舱侧面添加足够的侧面防撞保护。整个车架的设计还要为所有在内部安装的设备留下足够的空间。在达到上述要求的同时,车架的设计还必须符合Formula SAE 比赛规则对于车架的相关规定和限制。


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